Институт развивается на задачах, поставленных Владимиром Евсеевичем

Если говорить о той проблематике, которой мы занимаемся, то она изначально родилась практически сразу же, когда В.Е. Зуев начинал делать первые шаги в изучении распространения оптических волн. Оказалось, что сама задачка настолько комплексная, что стали нужны специалисты разных направлений: те, кто разбирается в турбулентности, и те, кто непосредственно в распространении ИК-излучения , оптике, понадобились метеорологи, теоретики, специалисты, которые решают обратные задачи. И В.Е.Зуев сделал большое дело, когда собрал людей в этот коллектив, благодаря этому мы имеем сейчас возможность выживать. Раньше решались прикладные задачи, раньше нас интересовало распространение излучения, сейчас стало понятно, что климат регулируется через атмосферный канал, и наши измерения стали востребованы в несколько ином виде, не в прикладном, а в фундаментальном, и уникальность нашего института в том, что Зуеву удалось создать такой коллектив, что у нас есть специалисты по всем направлениям, способные сделать вклад в решение одной общей задачи. Кроме того, у нас есть и приборная база, хотя и старенькая. Именно поэтому нам удается легко конверсироваться от задач, связанных просто с распространением излучения разных длин волн, к задачам изучения климата т.к. модель, как нужно подходить к атмосфере уже была создана в структуре нашего института.

С самого рождения нашего института мы тесно были связаны с вузами, мы вышли из вузов и, естественно, подпитка института кадрами всегда была из вузов, больше 90 процентов наших сотрудников - это выпускники томских вузов: Университета - это физики, радиофизики, отчасти факультет метеорологии; Политехнический Университет, ТУСУР и т.д. Несколько лет назад появилась такая программа <Интеграция> - интеграция фундаментальной науки и вузовской. Основная идея здесь простая - воспользоваться развитой материальной базо , которая есть в академических учреждениях и системой подготовки студентов для того, чтобы решить несколько задач: это подготовки кадров высшей квалификации, начиная со студента и кончая доктором наук , вторая идея - это объединить усилия тех людей, кто остался в науке и работать на современной материальной базе над современными задачами, третье - это уже непосредственно подбор кадров для науки, для преподавательской работы и институт ведет сейчас ряд крупных программ с Университетом, с ТУСУРОМ, с Политехническим Университетом. Мы давно сотрудничаем с кафедрой Гришина А. М. (мехмат) по проблеме лесных пожаров, по их раннему обнаружению из космоса, по их физико-химическим свойствам. Было принято решение открыть филиал кафедры прямо в стенах нашего институт . Читаются лекции ребятам, которые способны работать с современными оптическими системами, и проводятся практические занятия в камере, где моделируются пожары при различных атмосферных условиях (различная скорость ветра, влажность и т.д.), и на таком лабораторном эксперименте апробируются модели, которые разрабатывают наши коллеги из Университета; одновременно студенты обучаются работать на современной оптической аппаратуре. На кафедре мехмата ТГУ созданы прекрасные модели по динамике пожаров а мы многое знаем о самой атмосфере. Оптический инструментарий является наиболее тонким для исследования пожаров дистанционным способом и наша задача - обучить студентов пользоваться им в полной мере, вот на это настроена наша кафедра.

Мы должны иметь всесторонние сведения об атмосфере и для этих целей, для зондирования параметров атмосферы, существует способ использования звука. Работы наших акустиков были признаны не только в России, но и за рубежом и разработанные ими акустические методы и способы зондирования нижних слоев атмосферы пользуются большой популярностью как для решения конкретных прикладных задач, так и в плане исследования пограничного слоя атмосферы (до высот порядка нескольких сотен метров). Исследуется профиль температуры, наличие инверсий, тех, которые запирают атмосферу и способствуют накоплению загрязнений, исследуются три составляющие профиля ветра, пульсации ветра, т.е. ряд турбулентных характеристик и основные примеси, атмосферы , которые дают нам возможность изучать процессы, происходящие в нижних слоях атмосферы и давать прогноз экологически опасных ситуаций.

Основные работы нашего института с появлением лазеров были связаны с созданием и развитием методов и технических средств для лазерного зондирования атмосферы, было разработано большое количество лидарных систем, ЛОЗА-М, в частности, это малогабаритный локатор, который позволяет нам работать, как в экспедиционных стационарных условиях, так и помещать его на различные передвижные устройства, будь то паровоз, автомобиль и т.д. ЛОЗА-М позволяет зондировать аэрозоль в атмосфере или наличие загрязнения до дальности примерно несколько километров, дает очень оперативную информацию по всему диапазону высот, и вот уже второй год мы его используем в наших экспедиционных работах на Байкале Этот экземпляр лидара является <внуком> знаменитого локатора ЛОЗЫ-3 , который очень много мы использовали , только он превратился в легкий, легко переносимый, легко перевозимый, легко монтируемый прибор, что полезно при использовании его в экспедиционных условиях.

Очень большой цикл работ у нас был связан с созданием различного рода самолетных локаторов для зондирования поверхности земли, для зондирования самой атмосферы, один из таких локаторов - "АТМАРИЛ" - может быть размещен на борту самолета-лаборатории. С его помощью можно проводить зондирование аэрозоля с высоты полета самолета до подстилающей поверхности, второе его предназначение - это исследование прозрачности приповерхностных вод (т.е. получение сигналов непосредственно из воды ) и третье применение - использование способа батиметрии в прибрежных районах, когда можно исследовать рельефы дна, если прозрачность воды позволяет. В свое время такого типа лидар использовался для обнаружения косяков рыбы т.е. для чисто прикладных задач. Наличие флуоресцентного канала в этом локаторе позволяет не только пытаться обнаружить косяки рыбы, но и определять места скопление фитопланктона, т.е. определять места, перспективные для ловли рыбы. С этим локатором по заказу Англии наш самолет-лаборатория проводил эксперимент по исследованию характеристик приповерхностных вод у берегов Шотландии в Северном море в 1997 году.

Мы имеем до сих пор возможность не только изучать интересные процессы, но и побывать в интересных местах. Мы работали практически везде - и на Черном море, и на Диксоне, и в Средней Азии, мы были и на Байкале, и в Атлантике работали...

В настоящее время для нас является важным определение тех факторов, которые влияют на формирование погоды, климата, на радиационный режим в атмосфере: развернут комплекс приборов (ряд многоволновых фотометров, работающих в разных диапазонах спектра, актинометры и т.д.), который позволяет проводить измерения прозрачности атмосферы в широком диапазоне длин волн (при этом источником излучения служит Солнце), получать информацию об общем содержании аэрозоля, озона, паров воды, что необходимо нам знать, чтобы решать радиационные задачи. Тут же ведутся исследования других радиационных характеристик атмосферы: продолжительность солнечного сияния, нисходящие и восходящие радиации, которые являются составляющими радиационного баланса. Этот комплекс приборов позволяет определить общее состояние атмосферы и в то же время фиксируются радиационные потоки от Солнца, рассеянная и прямая радиация, и т.д. Летом измерения проводятся практически каждый день, сейчас мы пытаемся вывести комплекс на круглогодичный режим работы т.к. отдельные серии теперь никому не нужны, нужны многогодовые измерения, чтобы убрать <шум> и выделить закономерности, повторяющиеся из года в год в зависимости от сезона, от времени суток, от синоптической ситуации и т.д., т.е. ритм изменчивости данных характеристик можно выделить, проводя только регулярные наблюдения. Многие вещи слабо поддаются расчетам, многих вещей мы еще не знаем, но можно сказать, что от 100 процентного незнания мы перешли к нескольким десяткам процентов незнания, остальное уже более-менее прогнозируемо и понятно.

В Институте проводится ряд приземных исследований оптических свойств атмосферы в широком спектральном интервале от видимой до инфракрасной области спектра, примерно до 12 микрон, где изучается прозрачность атмосферы; изучается аэрозольная составляющая, та, которая определяет вариабельность всех этих параметров. Задача решается та же - понять ритмы изменения свойств атмосферы, состояние аэрозоля и ряда газовых составляющих, которые определяют ослабление излучения по трассе. Измерения проводятся на трассе, эта трасса -уникальная, ей нет аналогов в мире по режиму работы. Данные, полученные на трассе, помогают создать региональную модель атмосферы для Западной Сибири (длина трассы - порядка 1.5 км). Подробные приземные измерения и фотометрические измерения по Солнцу вместе нам дадут возможность создать хорошую региональную модель оптического состояния атмосферы для Западной Сибири.

Ведутся работы на TOR- станции, она создавалась по проблеме atmospheric ozone research -исследования атмосферного озона, но мы исследовали значительно большее число характеристик, например, проводятся измерения характеристик аэрозоля, концентрации частиц аэрозоля в разных диапазонах размеров частиц. На станции есть достаточно редкий прибор, который фиксирует самые маленькие частицы, когда только-только начинается зарождение аэрозоля, здесь регистрируются все метеорологические параметры атмосферы , температура почвы, часть радиационных характеристик - радиационный баланс, продолжительность инсоляции, здесь же фиксируется часть газовых составляющих: озон, СО, СО2 ,NOx. Эта станция позволяет уже в течение 7 лет ежечасно, в автоматическом режиме все это измерять, тут же проводится забор проб аэрозоля на фильтры с последующим химическим анализом, который проводится в ТГУ и Иркутском лимнологическом институте, для того, чтобы можно было пойти вглубь, понимая процесс жизни аэрозоля, газовых составляющих и т.д.

Существует много интересных задач и Институт готов их решить, для этого есть все условия!

Панченко М.В.
д.ф.-м.н., зам директора ИОА