авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ...»

-- [ Страница 2 ] --

Пространственное распределение аномалий среднегодовой темпе ратуры воздуха на станциях северной полярной области показало, что в 2011 г. году области крупных положительных аномалий температуры располагались преимущественно в азиатском секторе, на территории Западносибирского, Восточносибирского и Чукотского районов. Самые крупные аномалии наблюдались в районах арктических морей.

Оценка линейного тренда среднегодовой температуры воздуха СПО и отдельных широтных зон за период 1936–2011 гг. показала наличие статистически значимого линейного тренда. Значение линейного тренда в среднегодовой температуре воздуха СПО составило 0,11 °С/ 10 лет.

В последнем тридцатилетнем периоде (1982–2011 гг.) статистически значимый тренд имеет место в изменениях температуры во всех кли матических районах и также продолжают сохраняться более высокие темпы повышения температуры воздуха к северу от 70° с.ш.

Рассматривая значения аномалий среднегодовой температуры возду ха (с декабря 2010 по ноябрь 2011 г.) на антарктических станциях мож но отметить преобладание небольших (менее 1) аномалий. Практиче ски на всей территории Восточной Антарктиды располагалась область отрицательных аномалий температуры. Наиболее высокие значения аномалий имели место в районе Земли Королевы Мод (станции Сева, Новолазаревская). Область положительных аномалий среднегодовой температуры занимала большей частью территорию Западной Антар ктиды. Наиболее высокие значения положительных аномалий обна руживались в районе Антарктического полуострова и моря Уэдделла (станции Ротара, Халли-Бей).

Наиболее обширная область положительных аномалий в 2011 г. имела место в летнем сезоне. Центр этой области располагался вблизи южного полюса в районе станции Амундсен-Скотт (2,1 °С, 1,8). Здесь по рангу теплых лет летний сезон 2011 г. стал четвертым теплым сезоном с 1957 г.

В холодные месяцы на большей части Антарктиды наблюдались отрицательные аномалии температуры воздуха. Центр области отри цательных аномалий располагался во внутриконтинентальных районах Восточной Антарктиды. Вблизи станции Восток аномалия температуры воздуха за июль–август составила –2,9 °С (–1,5). Это соответствует пя тому значению по рангу холодных лет с 1958 г.

Для Антарктиды в целом во все сезоны и за год тренд 1957–2011 гг.

положителен, а для изменений температуры зимнего, весеннего сезонов и за год статистически значим. В последнем десятилетнем периоде значения линейного тренда в средней за год и за отдельные сезоны (кроме зимнего сезона) температуре отрицательны, но они статистически не значимы.

Таким образом, результаты мониторинга температурных условий приземной атмосферы полярных областей в 2011 г. и оценка тренда во временных рядах температуры воздуха за период с 1936 г. на террито рии северной полярной области и с 1957 г. на территории Антарктиды показали, что в полярных областях сохраняется процесс потепления.

Г.В.Алексеев, Н.Е.Иванов, С.И.Кузьмина, А.В.Смирнов, Н.Е.Харланенкова, А.Е.Вязилова КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ОЦЕНКИ СВЯЗИ МЕЖДУ ПРОЦЕССАМИ В АРКТИЧЕСКОЙ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ И ГЛОБАЛЬНЫМИ ИЗМЕНЕНИЯМИ КЛИМАТА На основе реанализов ERA-40 и Interim, массива HadSST, спутни ковых данных об УДР, данных метеорологических станций и морских экспедиционных наблюдений исследована роль переносов тепла в ат мосфере и океане в потеплении климата в Арктике. Показано, что уси ление потепления в Арктике по сравнению с глобальным потеплением связано с различными процессами в арктической климатической систе ме. Первый среди них – увеличение притока тепла из низких широт, усиливающее зимнее потепление. В этот период в отсутствие солнечной радиации основная составляющая теплового баланса Арктики – атмос ферный перенос тепла из низких широт. Возрастающее отступление кромки льда в конце летнего сезона от берегов Сибири и Аляски способ ствует прогреву верхнего слоя морской воды и усилению потепления в октябре-декабре. Существенный вклад в арктическое усиление потепле ния вносит рост приходящей к поверхности снега и льда длинноволно вой радиации. Этот рост связан с повышением влажности и облачности в арктической атмосфере, а его влияние на потепление проистекает из малого альбедо поверхности для длинноволновой части спектра при ходящей радиации. Для морской области от 50° с.ш. до 82°с.ш. и от 80° з.д. до 70° в.д. рассчитаны и построены количественные оценки клима тических изменений в ключевых районах региона.

Результаты получены в рамках темы 1.3.2.1 ЦНТП, проекта 16.420.12. программы «Мировой океан», гранта РФФИ 09-05-00232.

В.Ф.Радионов, А.П.Макштас, Н.С.Зиновьев, Е.Н.Русина, Е.Е.Сибир ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЗОНОВОГО СЛОЯ В ПОЛЯРНЫХ РАЙОНАХ Наблюдения за общим содержанием озона (ОСО) проводятся в те чение нескольких десятилетий в северной и южной полярных областях (СПО и ЮПО). Различия в величинах ОСО в СПО и ЮПО связаны со спецификой циркуляционных процессов в нижней и средней стратосфе ре и с климатическими особенностями этих регионов.

Со второй половины 1980-х гг. регистрируются устойчивые тенден ции уменьшения ОСО над Антарктидой, наиболее отчетливо выражен ные в весенние антарктические месяцы (сентябрь–ноябрь).

Анализ данных натурных измерений ОСО показал, что среднегодо вые, точнее, средние за периоды измерений в светлое время года вели чины ОСО в Арктике существенно превышают аналогичные значения в Антарктиде. Особенно заметны различия между станциями СПО и ЮПО в зимне-весенние периоды (февраль–май в Арктике, август–но ябрь в Антарктиде). В Антарктиде, как правило, с августа по ноябрь наблюдается значительная отрицательная аномалия ОСО – «озоновая дыра». Летом среднемесячные величины суммарного озона на антар ктических станциях близки к величинам ОСО на станциях северной по лярной области.

С середины 1970-х гг. в обеих полярных областях зафиксирован многолетний отрицательный тренд общего содержания озона, причем в ЮПО он выражен гораздо резче, чем в СПО. В многолетнем ходе ве личин ОСО в весенние месяцы над Антарктикой к началу 1990-х гг.

произошло их уменьшение до 70–75 % от нормы за 1974–1980 гг. В кон це 1990-х – начале 2000-х гг. здесь появилась тенденция стабилизации проявления весенней отрицательной аномалии ОСО.

С начала 1990-х гг. на станциях СПО также наблюдалось некоторое снижение мартовских значений ОСО. Особенно заметно оно проявилось с 1992 по 1997 гг. Однако по абсолютным величинам весеннее уменьшение озона на российских арктических станциях было выражено гораздо сла бее, чем в Южной полярной области. В СПО отрицательный тренд озона проявился, в основном, на западных станциях – Мурманске, Печоре, о-ве Хейса и Игарке – в период с 1973 г. и до середины 1990-х гг. Со второй по ловины 1990-х гг. на них наметилась тенденция к некоторому росту общего содержания озона. На станциях в восточной части Арктики данных недо статочно, чтобы надежно судить о наличии того или иного тренда ОСО.

Многочисленные результаты зарубежных исследований и тридцати летние наблюдения на ряде российских арктических станций свидетель ствуют о том, что, несмотря на уменьшение ОСО в Арктике, особенно проявившееся с конца 1980-х и до 1997 г., нет оснований для утвержде ния о наличии эффекта существования устойчивой длительной озоно вой дыры, охватывающей весь Арктический регион. В Арктике оно от мечается эпизодически и меньше по интенсивности. Особенно заметно оно проявлялось в отдельные зимы 1990-х и 2000-х гг. Последнее паде ние значений ОСО в Арктике, по величине сравнимое с антарктической озоновой дырой, пришлось на март 2011 г.

В.А.Белязо, А.А.Дмитриев ЦИКЛИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ АТМОСФЕРНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ И ЛЕДОВИТОСТИ АНТАРКТИКИ И ФАКТОРЫ, ИХ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ Ранее авторами было установлено, что как длительные тренды, так и короткопериодические колебания гидрометеорологических характе ристик Южного полушария обусловлены миграцией основных центров действия атмосферы под влиянием внешних факторов.

Продолжая исследование изменчивости погодного режима циркум полярной зоны Южного полушария, нами было сосредоточено вни мание на рассмотрении колебаний температурного и ледового режи ма, обусловленного более короткопериодными планетными циклами, в частности 12-летним циклом обращения Юпитера, а также циклом парных соединений Уран – Юпитер (14 лет).

Средние годовые значения ледовитости в целом по всей Антарктике в со поставлении с индексом Южного колебания в 12-летнем цикле обращения вы являют двойную волну максимумов и минимумов ледовитости (по 6 лет), при чем минимумы близки к годам прохождения планетой долгот весеннего (0°) и осеннего (150–180°) равноденствия. В эти годы отмечаются максимальные значения индекса SOI, характеризующиеся как явлением Ла-Нинья, так и по вышенным фоном давления в южной части Тихого океана. Максимальные же значения общей ледовитости отмечаются в годы нахождения планеты выше (30–60°) или ниже плоскости небесного экватора (210–240°).

В отличие от общей ледовитости Южного океана для района моря Росса (февраль) отмечается 12-летняя волна максимальных значений ледовитости в годы прохождения Юпитером долгот близких к периодам весеннего равноденствия (0°), а минимальные к долготам (180–210).

Давление в центре южно-тихоокеанского циклона растет по мере смещения его в сторону экватора и понижается при его смещении в бо лее высокие широты.

В то же время с ростом давления в центре южно-атлантического ци клона в годы прохождения планетой долготы осеннего равноденствия (180°) ледовитость в море Беллинсгаузена увеличивается.

Такое различие объясняется тем, что в эти годы активизируется ат мосферная циркуляция Мb-формы. При ней блокирующий гребень в южной части Тихого океана обусловливает вынос теплых масс в при брежные районы моря Росса, а в море Беллинсгаузена в тыловой части гребня происходит заток более холодного воздуха с континента.

Температура воздуха в этом районе в феврале этих лет ниже нормы, что обусловливает также в эти годы ранние сроки образования ледяного покрова, большую продолжительность ледового периода, большие толщины льда.

Для того чтобы получить данные по циклам парных соединений были подсчитаны средние значения ледовитости моря Беллинсгаузена и индекса SOI по 14-летнему периоду соединений Урана и Юпитера.

Полученные характеристики указывают, что минимальные значения ледовитости моря Беллинсгаузена, также как и средние значения ин декса SOI приходятся на годы соединения и противостояния (0 и 180°), а максимальные их значения приходятся на годы их углового момента 90°. В эти годы отмечаются также положительные значения координа ты Хп вращения мгновенного полюса Земли.

Аналогичные значения ледовитости по 14-летнему циклу были про считаны по данным ледовитости моря Росса (февраль), что позволило со ставить опытный прогноз с учетом двух составляющих по 12- и 14-летним циклам на ближайшие два десятилетия без учета трендовой составляющей.

Основные колебания ледовитости фактических и прогностических значе ний (с 1985 по 2010 г. на зависимом материале) достаточно хорошо совпадают.

Эти результаты позволили использовать установленную связь для составления прогноза до 2020 г. (до 2013 г. прогнозируется увеличение ледовитости в море Росса, а в дальнейшем до 2020 г. постепенное уменьшение).

В итоге можно отметить, что проведенное исследование выявило при чины изменчивости атмосферной циркуляции, временной характер кото рой определяется периодами обращения планет солнечной системы, вызы вающих наиболее экстремальные аномалии природных процессов.

В.Е.Лагун, С.В.Яговкина АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ В АНТАРКТИКЕ Установка нескольких сотен автоматических метеорологических стан ций в глубине ледового континента, с одной стороны, предоставляет до полнительную информацию о метеорологическом режиме Антарктиды, а с другой стороны, требует совершенствования процедуры контроля качества данных, содержащих пропуски измерений. Особую актуальность эта про блема приобрела после восстановления наблюдений с помощью автомати ческих метеостанций на площадках российских антарктических станциях Молодежная, Русская и Ленинградская в период Международного Поляр ного Года. Одним из традиционных способов пространственного контроля данных является сравнительный анализ данных, полученных на соседних станциях. В рамках Подпрограммы «Изучение и исследование Антаркти ки» такие работы выполнены совместно с учеными США, Германии, Поль ши, Индии, Чили, Японии и Бельгии.

Примером является анализ данных автоматической метеостан ции, установленной на озере Унтерзее по программе российско американского сотрудничества. Уникальность вышеназванного озера заключается в том, что, получая ледниковое питание и имея круглого дичный ледяной покров, водные массы озера имеют сильнощелочную реакцию, а донные осадки (голоценовые сапропели) являются благо приятной средой для интенсивного метаногенеза. В условиях регио нального потепления развитие местных экосистем может пойти по сце нарию, который не имеет аналогов на планете.

Датчики метеостанции позволяют фиксировать часовые значения тем пературы и влажности воздуха, температуры поверхности почвы, суммар ную солнечную радиацию и компоненты радиационного баланса, скорость ветра и толщину снежного покрова. Станция оборудована камерой для фик сации положения снеговой линии и системой спутниковой связи Иридиум.

Оперативные данные антарктических АМС использованы для вали дации результатов спутникового зондирования, например по проекту MODIS, для диагностики состояния шельфовых ледников, для наблюде ния за сезонным изменением морского ледяного покрова, для обеспече ния транспортных операций в Центральной Антарктиде и т.д. В разра батываемой ГИС «Антарктика» собранны данные 205 антарктических АМС, многие из которых имеют ряды наблюдений более 20 лет.

Результаты сравнительного анализа показали, что в период устойчивой работы оборудования автоматической метеостанции, получаемая информа ция способствует лучшему пониманию механизмов формирования особен ностей климатического режима Антарктики и его изменений.

О.А.Трошичев, Н.А.Подорожкина, А.С.Янжура МАГНИТОСФЕРНЫЕ СУББУРИ, РАЗВИВАЮЩИЕСЯ ПРИ СЕВЕРНОМ ММП: РОЛЬ АЗИМУТАЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ Суббури, происходящие при устойчивой северной ориентации ММП и рассматриваемые как экстраординарное явление, были рассмотрены в свете их отношения к функции взаимодействия EKL и РС-индексу.

Оказалось, что во всех таких суббурях величины EKL и РС превыша ли пороговое значение ~1,5–2 мВ/м, как и в случае обычных суббурь (Janzhura et al., 2007). Такие значения EKL (и РС) при северном ММП достигаются за счет аномально высоких значений азимутальной компо ненты ММП, которая учитывается функцией EK согласно формуле (Kan and Lee, 1979). PC-индекс, характеризующий магнитную активность в полярных шапках, показывает даже лучшую корреляцию с суббурями, чем сама функция EKL. Tаким образом, суббури, происходящие при се верном ММП, оказываются обычными суббурями, если рассматривать правильно определенную функцию взаимодействия EKL и соответству ющий ей РС-индекс.

Л.Н.Макарова, А.В.Широчков, В.Д.Николаева ВАРИАЦИИ АВРОРАЛЬНОЙ ИОНОСФЕРЫ ВО ВРЕМЯ ГЕОМАГНИТНОЙ БУРИ В работе исследовались вариации авроральной ионосферы с исполь зованием данных станции вертикального зондирования станции Тромсё и данных ESCAT-наблюдений. Развитие магнитной бури определялось по значениям магнитного индекса Dst и аврроральным индексам AE и AU, а также по данным PC-индекса, рассчитываемого по магнитным данным в полярных шапках и характеризующим степень возмущенно сти магнитосферы. Во время магнитных бурь радиосигнал вертикаль ного зондирования поглощается в нижней ионосфере и поэтому вариа ции авроральной ионосферы на высотах F-области, а иногда и E-слоя становятся недоступными для исследования. Использование данных ESCAT-наблюдений показало, что росту значений РС-индекса соответ ствует увеличение электронной концентрации на утренней и вечерней сторонах Земли на высотах 100–140 км. Это увеличение становится особенно заметным во время сильной возмущенности, когда значения РС 2. Во время фазы восстановления при РС 2 увеличение электрон ной концентрации на высотах Е-области наблюдается также во время кратковременных увеличений РС-индекса. В F-области ионосферы во время подготовительной фазы магнитной бури наблюдается увеличение электронной концентрации на высоте 200–300 км, так называемая по ложительная фаза магнитной бури в ионосфере. Во время главной фазы магнитной бури в ионосфере наблюдается увеличение электронной кон центрации на высотах как Е-слоя, так и выше в F-области вплоть до 400 км в послеполуденном секторе. Тогда как, в предполуденном секторе наблюдается уменьшение электронной концентрации, и ускоренные по токи ионов вверх во время фазы восстановления магнитной бури. Про веденное исследование носит качественный характер из-за отсутствия численного материала по данным ионосферы во время магнитной бури.

Л.В. Егорова КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ФОНОВОГО И ВОЗМУЩЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛЯРНОЙ ИОНОСФЕРЫ ПО ДАННЫМ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ И МАГНИТНОГО РС-ИНДЕКСА ДЛЯ РАЗНОГО УРОВНЯ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ Предложен метод количественной оценки фонового и возмущенного состояния полярной ионосферы, который использует в качестве преди кторов, влияющих на ход ионосферных критических частот f0F2 и f0Еs, а значит и электронную концентрацию, два параметра: числа Вольфа (W) и индекс полярной шапки РС. Суточный ход медианы f0F2 и кри тической частоты f0F2 при РС 1 в годы разной солнечной активности (СА) зимой и летом, практически, совпадают. В дальнейшем мы будем считать, что при РС 1 уровень f0F2 на полярных станциях равен, при близительно, медианному значению.

В возмущенный геомагнитный период при уровне РС 2 зимой в ночные часы, как правило, наблюдается прирост уровня электронной концентрации, летом же в течение суток, а зимой в дневные часы, нао борот, происходит ее снижение как на станциях о. Хейса, Диксон, так и Соданкюла. Задержка отклика ионосферы F-области на вариации РС за висит от широты станции: на ст. о. Хейса она не превышает одного часа, на ст. Диксон – двух часов, на ст. Соданкюле задержка может составлять летом более 6 ч, зимой 0–1 ч.

Электронная концентрация слоя Еs также зависит от степени геомаг нитной возмущенности: при высоких РС 2 величина f0Еs выше, чем при спокойных геомагнитных условиях в 1,5 раза зимой в течение всех суток, летом – в утренние и вечерние часы.

И.П.Габис ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ КВАЗИДВУХЛЕТНЕГО ЦИКЛА ДО АПРЕЛЯ 2014 ГОДА Известно, что квазидвухлетние вариации ветра экваториальной стра тосферы оказывают существенное влияние на процессы, как в тропо сфере, так и в стратосфере не только тропических, но и средних и вы соких широт. Например, установлено, что скорость разрушения озона и мощность зимнего полярного вихря в период весенней депрессии озона (озоновой «дыры») в антарктической стратосфере зависят от фазы цик ла квазидвухлетних осцилляций (QBO – quasi-biannual oscillation). Сле довательно, для решения многих задач (например, изучения возможных климатических изменений, исследования воздействия солнечной актив ности на атмосферные явления, анализа трендов различных атмосфер ных параметров, предсказания интенсивности озоновой «дыры» и др.) необходим прогноз сроков изменения фаз (W и E) квазидвухлетнего цикла (КДЦ). Сезонные закономерности стадии стагнации в процессе спуска режима восточного ветра в каждом КДЦ обуславливают дис кретность изменения периода индивидуальных циклов. При определе нии периода КДЦ как интервала между начальными моментами после довательных стадий стагнации он может быть равен только 24, 30 или 36 месяцам. При этом период КДЦ однозначно связан с длительностью стагнации, что позволяет осуществлять заблаговременный прогноз мо ментов изменения фаз цикла. В работе рассмотрена методика прогноза эволюции КДЦ с помощью анализа высотных профилей скорости ветра по данным экваториальных станций. Показано, что предыдущий ква зидвухлетний цикл начался в январе 2009 г., имел период 30 месяцев и завершился в июне 2011 г. Очередной цикл начался в июле 2011 г., прод лится 30 месяцев и закончится в декабре 2013 г. Последующий цикл начнется в январе 2014 г. Определены сроки изменения фаз КДЦ для разных высот для всех месяцев до апреля 2014 г.

С.Н.Шаповалов РЕЗУЛЬТАТЫ СПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ UV-ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА В ДИАПАЗОНЕ 303–305 НМ (СТ. НОВОЛАЗАРЕВСКАЯ):

СВЯЗЬ С УРОВНЕМ МЕЗОПАУЗЫ И РАДИОИЗЛУЧЕНИЕМ СОЛНЦА В ДИАПАЗОНЕ 610 МГЦ На ст. Новолазаревская проводятся спектральные зенитные наблюдения интенсивности и энергии солнечной радиации в узких диапазонах UV. При выполнении анализа спутниковых данных AIM (The Aeronomy of Ice in the Mesosphere) в интервалы полярных дней с 2007 по 2010 гг. получены ре зультаты, свидетельствующие о связи флуктуаций энергии радиации в диа пазоне 303–305 нм с уровнем мезопаузы (Zmes) и радиоизлучением Солнца (Learmonth,Toronto). В широкой области радиоизлучения (245–8800МГц) выявлен диапазон 610 МГц, формирующий основную зависимость показа телей верхней мезосферы и уровня мезопаузы от радиодиапазонов Солнца.

Временные изменения 610 МГц, как оказалось, проявляются также в годо вой динамике общего содержания озона (WOUDC).

Общая схема полученных зависимостей указывает на воздействие узкой области радиоизлучения Солнца на основные показатели верх ней мезосферы формирующие, в свою очередь, условия для образова ния NLC, поглощения солнечного UV, фотохимических процессов и т.д.

В числе основных показателей: содержание водяного пара, ледяной воды, мезосферного озона, массы льда и др.

В.А.Ульев, И.В.Москвин АСИММЕТРИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТА ПОЛУДЕННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВО ВРЕМЯ ЯВЛЕНИЙ ППШ В СЕВЕРНОМ И ЮЖНОМ ПОЛУШАРИЯХ Явления ППШ обусловлены потоками протонов солнечного происхожде ния, которые ионизуют нижнюю ионосферу высоких широт и вызывают ано мальное увеличение поглощения коротких радиоволн, называемое поглощени ем типа полярной шапки (ППШ). Во многих ППШ на станциях авроральной зоны регистрируется уменьшение поглощения в местные полуденные часы или эффект полуденного восстановления (ПВ). По экспериментальным дан ным установлено, что в Южном полушарии амплитуда и частота проявления этого эффекта выше, чем в Северном. Анализ показал, что это связано с двумя факторами. В Южном полушарии в летнее полугодие температура верхней мезосферы выше, чем в Северном. В Южном полушарии значения суточной вариации жесткости геомагнитного обрезания спектра ионизующих потоков протонов несколько выше, чем на тех же геомагнитных широтах Северного полушария. В результате оба фактора вызывают более высокие значения ам плитуды ПВ в Южном полушарии, чем в Северном. Модельные расчеты под тверждают экспериментальные тенденции.

Н.Ф.Благовещенская, Т.Д.Борисова, И.М.Иванова, Т.Йоман (Лейстерский университет, Англия), М.Т.Ритвельд (Европейская Ассоциация EISCAT, г. Тромсе, Норвегия) ЯВЛЕНИЯ В ВЫСОКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЕ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ МОЩНЫХ КВ-РАДИОВОЛН НЕОБЫКНОВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ Представлены новые результаты комплексных экспериментов по моди фикации высокоширотной F-области ионосферы мощными КВ радиоволна ми необыкновенной поляризации (нагревной комплекс EISCAT/HEATING, г. Тромсё, Норвегия), выполненных в 2010–2011 гг. В качестве средств диагно стики эффектов воздействия мощных КВ-радиоволн использовались следую щие: радар некогерентного рассеяния (НР) на частоте 930 МГц в Тромсё, коге рентные КВ-доплеровские радары CUTLASS (SuperDARN), многоканальный приемный КВ-доплеровский комплекс и ионозонд. По данным выполненных экспериментов детально анализировались характеристики интенсивных мел комасштабных искусственных неоднородностей (МИИН) в F-области ионос феры при излучении мощной КВ-радиоволны необыкновенной поляризации (Х-мода) в направлении магнитного поля Земли на частотах нагрева вблизи критической частоты необыкновенной волны, fH fхF2. Возбуждение МИИН сопровождалось повышением температуры электронов (омический нагрев) и возрастанием электронной концентрации Ne. Такие возрастания Ne, зависящие от эффективной мощности излучения КВ нагревного комплекса, скорее всего обусловлены ускорением электронов, приводящим к образованию ионизации, а не перераспределением Ne вследствие тепловой диффузии. Анализ спектров рассеянных сигналов по данным радара НР показал существенное усиление интенсивности ионных линий, наблюдаемое в течение всего нагревного цик ла. Обсуждаются возможные механизмы модификации ионосферной плазмы вследствие нагрева ионосферы мощными КВ радиоволнами необыкновенной поляризации (Х-мода) на частотах fH fхF2.

Т.Д.Борисова, Н.Ф.Благовещенская, А.C.Калишин ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЭФФЕКТОВ МОДИФИКАЦИИ ПОЛЯРНОЙ ИОНОСФЕРЫ МОЩНЫМ КВ-РАДИОИЗЛУЧЕНИЕМ НЕОБЫКНОВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ НАГРЕВНОГО КОМПЛЕКСА SPEAR Представлены результаты экспериментов по модификации F2 слоя полярной ионосферы мощными КВ-радиоволнами необыкновенной (Х-мода) поляризации, выполненных в октябре 2010 г. с использова нием КВ-нагревного комплекса SPEAR (г. Лонгиер, арх. Шпицберген).

Для диагностики эффектов воздействия мощных КВ-радиоволн ис пользовались: метод ракурсного рассеяния на сети диагностических трасс с приемным пунктом на обсерватории ААНИИ «Горьковская», КВ-доплеровский радар CUTLASS (Ханкасалми, Финляндия) и радар некогерентного рассеяния радиоволн ESR (г. Лонгиер). Эксперимент осуществлен в эпоху низкой солнечной активности при спокойных гео магнитных условиях.

В циклах работы КВ-нагревного комплекса SPEAR обнаружено воз буждение мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднород ностей, ответственных за ракурсное и обратной рассеяние диагности ческих сигналов. Одновременные измерения радаром некогерентного рассеяния ESR (г. Лонгиер) свидетельствуют об изменении параметров ионосферной плазмы: возрастание электронной концентрации на 10– 25 % и температуры электронов на 300–500К на высотах слоя F2, уве личение толщины слоя F2 на 50–100 км, формирование спорадической ионизации на высотах 140–180 км (ниже слоя F2). Для объяснения эф фектов при нагреве ионосферы радиоволнами Х-поляризации предла гается гипотеза Х–О-трансформации электромагнитных волн в анизо тропной плавно неоднородной ионосфере.

Д.Д.Рогов, Н.Ф.Благовещенская, В.В.Шумаев РЕЗУЛЬТАТЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ ИСКУССТВЕННЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ НА СЕТИ ТРАСС НАКЛОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ИОНОСФЕРЫ СИГНАЛАМИ С ЛЧМ Ряд проведенных ранее экспериментов показал, что диагностика эффектов воздействия мощных КВ-радиоволн на ионосферную плазму очень эффективно осуществляется с помощью ЛЧМ-комплексов на клонного зондирования, разработанных научной группы под руковод ством В.В.Шумаева (г. Йошкар-Ола, Россия). ЛЧМ-комплексы наклон ного зондирования размещены на арктических геофизических станциях Росгидромета и относятся к сетевым видам наблюдений. В 2011 г. экс периментальные исследования были продолжены.

Рассмотрены результаты экспериментов на нагревном стенде «СУРА» (Нижегородская обл.), выполненных в августе и сентябре 2011 г., при излучении мощной волны обыкновенной поляризации (О-мода). В отдельные периоды регистрация МИИН проводилась синхронно на трех трассах наклонного зондирования: о. Кипр – НИС «Горьковская», о. Кипр – Ловозеро и Москва – НИС «Горьковская». На ионограммах НЗИ отчетливо регистрировались ракурсно-рассеянные на мелкомасштабных искусственных неоднородностях (МИИН) сигна лы (РРС) нескольких типов, отличающихся по диапазонам частот и за держкам распространения. В сентябре 2011 г. при излучении стендом «СУРА» волны необыкновенной поляризации (Х-мода) также были получены результаты по данным НЗИ с ЛЧМ на трассе о.Кипр – НИС «Горьковская». Характерной особенностью МИИН, возбуждаемых при нагреве мощной КВ-радиоволной с Х-модой поляризации, являлось большое время релаксации. В нагревных экспериментах на высокоши ротном КВ-нагревном комплексе EISCAT/Heating (Тромсё, Норвегия), проводившихся в марте 2011 г., были исследованы эффекты ракурсно го рассеяния на трассах НЗИ обс. Соданкюла – Ловозеро, обс. Содан кюла – НИС «Горьковская», НИС «Горьковская – Ловозеро. В октябре 2011 г. РРС наблюдались на всех трассах, перечисленных выше, а также на двух протяженных радиотрассах: Иркутск (п. Торы) – НИС «Горьков ская» и о.Кипр – НИС «Горьковская».

По данным экспериментальных наблюдений как в средних, так и высоких широтах, были получены сведения о пространственных мас штабах МИИН и способах распространения ракурсно-рассеянных сиг налов. Одновременные наблюдения на различных трассах НЗИ позво лили существенно расширить возможности данного метода в области исследования пространственных характеристик МИИН.

А.С.Калишин, И.М.Егоров, Т.Д.Борисова, Н.Ф.Благовещенская ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЩНЫХ КВ-РАДИОВОЛН НА ИОНОСФЕРУ ПО ДАННЫМ МНОГОКАНАЛЬНЫХ КВ-ДОПЛЕРОВСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ Многоканальный КВ-доплеровский комплекс «Спектр», разработан ный в ААНИИ, используется как для диагностики мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностей (МИИН), так и для кон троля за излучением различных КВ-нагревных комплексов, расположен ных в высоких и средних широтах (EISCAT/Heating, SPEAR и СУРА).

На основе экспериментов, выполненных в августе 2011 г. на сред неширотном КВ-нагревном стенде «СУРА», установлено, что на фазе роста солнечной активности как в спокойных, так и в магнитовозму щенных условиях, воздействие мощных КВ радиоволн обыкновенной поляризации (О-мода) приводит к генерации интенсивных мелкомас штабных искусственных ионосферных неоднородностей (МИИН) при нагреве ионосферы на частотах fH f0F2, где fH – частота нагрева и f0F2 – критическая частота слоя F2. Ракурсно-рассеянные на МИИН сигналы регистрировались регулярно на различных радионаправлениях и различных рабочих частотах диагностических сигналов (в диапазо не от 9,8 до 17,5 МГц, что соответствует пространственным масштабам МИИН в направлении, перпендикулярном к магнитному полю, порядка 8–15 м). Результаты выполненных экспериментов в сентябре 2011 г. на КВ-нагревном стенде «СУРА» при воздействии на ионосферу мощной КВ радиоволны Х-поляризации на частотах нагрева, выше критической частоты слоя F2 (fH f0F2), свидетельствуют о возможности генерации интенсивных МИИН с характеристиками, существенно отличающими ся от МИИН, возбуждаемых на О-поляризации, когда нагрев проводится на частотах fH f0F2. Характерной особенностью МИИН, возбуждаемых при нагреве мощной КВ радиоволной с Х-модой поляризации, является необычно большое время релаксации, достигающее 15 мин и более.

Впервые обнаружены сигналы от высокоширотного КВ-нагревного комплекса EISCAT/Heating на суммарной и комбинационных частотах, когда излучение осуществлялось одновременно на двух частотах, разне сенных по частоте от нескольких килогерц до нескольких герц. Сигналы на суммарной и комбинационных частотах устойчиво принимались на НИС «Горьковская».

И.М.Иванова, Н.Ф.Благовещенская, Т.Д.Борисова, Т.Йоман (Лейстерский университет, Англия), М.Т.Ритвельд (Европейская Ассоциация EISCAT, г. Тромсе, Норвегия) ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ИСКУССТВЕННО ВОЗМУЩЕННОЙ F-ОБЛАСТИ ИОНОСФЕРЫ В данной работе представлены результаты исследования простран ственной структуры распределения возмущений температуры электро нов в искусственно возмущенной области высокоширотной ионосферы (ИВО) по данным радара некогерентного рассеяния в Тромсё в режи ме сканирования. Показано, что размеры ИВО существенно зависят от угла излучения мощной КВ радиоволны относительно направления маг нитного поля Земли. При излучении волны накачки вертикально вверх ( = 90) максимальные возмущения температур электронов (Теmax = 3200–4000 K) равномерно распределены внутри области шириной по рядка ~ 20–24°. Пространственной размер области с возмущениями температур электронов, превышающими фоновые значения на 50 % (Те/ Те0 = 1,5), достигает больших размеров и составляет 24–32°, что суще ственно превышает размер области возмущения, определяемый шириной диаграммы направленности антенны (~ 12–14°). При излучении мощной КВ-радиоволны в направлении магнитного зенита ( = 78) возмущения температур электронов достигали существенно более высоких значений (Теmax = 4100–5800 K). Однако в этих условиях максимальные возмущения Те сосредоточены в узкой области шириной ~ 6–8°, центрированной от носительно направления магнитного поля в Тромсё. Пространственной размер ИВО, в котором возмущения температур электронов на 50 % превышают фоновые значения, достигает больших размеров и соиз мерим с шириной диаграммы направленности антенны КВ-нагревного комплекса EISCAT/Heating в Тромсё (~ 12–14°).

А.С.Янжура, Д.А.Сормаков РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ МАГНИТНЫХ, РИОМЕТРИЧЕСКИХ И ИОНОСФЕРНЫХ ДАННЫХ В соответствии с программой мониторинга геофизической обстанов ки российская сеть геофизических наблюдений в Арктике оснащается современными средствами геофизических измерений. Комплекс геофи зического оборудования включает в себя компонентные вариационные магнитометры, приемники космического шума (риометры) с системой регистрации и сбора данных, цифровые станции вертикального и на клонного зондирования ионосферы. Геофизическая информация пере дается в реальном времени в ААНИИ по спутниковым каналам связи.

В результате в ААНИИ идет непрерывное накопление значительного объема информации, требующей оперативной обработки.

Поэтому основной целью наших исследований была разработка методов и алгоритмов оперативного приема, контроля и первичной об работки геофизической информации. Была определена структура баз данных, предназначенных для целей хранения и представления данных магнитных, риометрических и ионосферных наблюдений.

В докладе рассматриваются: механизмы сбора информации с уда ленных пунктов наблюдения;

дистанционный контроль и управление системами геофизического мониторинга;

построение системы распре деленного сбора информации;

применение современных компьютерных технологий для создания единой базы геофизических данных. Дан об зор существующих способов обмена данными со смежными подразде лениями и организациями.

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКАЯ СЕКЦИЯ Н.А.Крупина, В.А.Лихоманов, А.В.Чернов, А.В.Савицкая, П.В.Максимова НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ОЦЕНОК ВЛИЯНИЯ ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЙ НА МОРСКИЕ СООРУЖЕНИЯ В рамках раздела 1.5.5 ЦНТП «Научно-методическое обеспечение гидрометеорологической безопасности морской деятельности на кон тинентальном шельфе и в прибрежной зоне» сотрудниками отдела ле довых качеств судов и лаборатории «Арктик-шельф» выполняется тема «Обобщенные оценки влияния ледовых условий на морские сооруже ния и морскую деятельность», которая состоит из двух задач:

– разработка концепции технологических решений для выбора опти мальных параметров конструкций морских сооружений, эксплуатирую щихся в ледовых условиях;

– разработка концепции автоматизированной системы мониторинга локальных ледовых нагрузок на промышленные объекты, предназна ченные для работы на шельфе арктических морей России.

Выполнение темы запланировано в течение трех лет: с 2011 по 2013 гг. Текущий год является начальным этапом выполнения данной работы, поэтому все исследования были направлены на поиск опубли кованных материалов по существующим в России и в мире подходам к решению вышеперечисленных задач.

В частности, выполнен обзор методов и технологий строительства ледяных островов, исследования динамики айсбергов и термодинами ческой эволюции торосистых образований. На базе последнего обзора разработан перечень требований к измерительному комплексу термоди намической эволюции тороса.

Для решения задачи выбора оптимальных параметров конструк ций морских сооружений, эксплуатирующихся в замерзающих морях, определен перечень параметров ледовой обстановки, влияющих на вы бор категории ледовых усилений, а также проанализированы ледовые условия в перспективных районах освоения углеводородных месторож дений шельфа.

В рамках разработки концепции автоматизированной системы мо ниторинга локальных ледовых нагрузок проанализированы имеющиеся данные о существующих зарубежных системах мониторинга (как пра вило, судовых), а также определен перечень основных задач, которые должна решать такая система.

Р.А.Балакин, В.М.Тимец НОВЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ЛЕДОСТОЙКИЕ МОРСКИЕ ПЛАТФОРМЫ Данная ОКР выполнялась в течение 2011 г. в рамках ФЦП «Развитие гражданской морской техники на 2009–2016 гг.» по хоздоговору между ААНИИ и Концерном «Морское подводное оружие – Гидроприбор».

Задача проекта заключалась в разработке технических предложений по совершенствованию существующих и созданию новых способов определения ледовой нагрузки на нефтегазовые сооружения континен тального шельфа Арктики. Согласно Техническому заданию непрерыв ный мониторинг напряженно-деформированного состояния морских ледостойких сооружений должен проводиться с помощью компьютер ной системы диагностики, оснащенной специальными датчиками типа тензометров, акселерометров, виброметров, инклинометров. Система диагностики должна измерять деформации и напряжения в критичных узлах конструкции, а также выявлять механические дефекты и давать оценку усталости металла с целью прогнозирования и предупреждения возможных аварийных ситуаций.

В результате проделанной работы были разработаны предложения по совершенствованию традиционной технологии измерения напряженно деформированного состояния стальных конструкций, а также предло жены три новых способа определения дефектов конструкции и глобаль ной ледовой нагрузки на ледостойкие морские платформы.

Усовершенствована традиционная технология измерения деформа ций и напряжений методом тензометрирования. Усовершенствование технологии заключается в разработке конструкции новой модели длин нобазового тензометра стационарного типа с цифровым выходом. Тен зометр емкостного принципа действия отличается высокой точностью измерения и долговременной стабильностью характеристик. Особенно стью конструкции является герметичное исполнение и наличие элемен тов регулировки, позволяющих производить поверку датчиков на месте эксплуатации.

В число новых способов диагностики дефектов и измерения глобаль ной нагрузки входят следующие. Способ инфразвуковой диагностики дефектов опорных узлов конструкции методом спектрального анализа собственных колебаний сооружения. Показано, что при наличии дефек тов в опорных узлах конструкции в виде трещин и разрывов нарушается симметрия собственных колебаний сооружения относительно нейтраль ного положения, в результате чего в спектре возникают четные гармони ки: вторая, четвертая, шестая и т.д. При отсутствии дефектов в спектре колебаний присутствуют только основная и нечетные гармоники.

Модифицированный способ акустической эмиссии Способ заключается в том, что сигналы акустической эмиссии (скри пы, щелчки, удары), генерируемые дефектами сооружения в такт раска чиваниям сооружения на собственной частоте, улавливаются датчиками вибраций звукового диапазона и анализируются в компьютере методом корреляционного анализа. Наличие корреляции между огибающей мощ ности звукового сигнала акустической эмиссии и низкочастотным сиг налом собственных колебаний конструкции служит диагностическим признаком дефектов. Локализацию дефектов определяют по разности временных задержек сигналов, принятых несколькими, разнесенными по длине сооружения виброметрами.

Способ измерения глобальной нагрузки заключается в измерении малых углов отклонения сооружения по вертикали под действием сум марной ледовой и ветровой нагрузки. Диапазон измерения угла наклона составляет 0,5, требуемая чувствительность датчика должна быть по рядка 0,01. Разработана специальная конструкция двухкомпонентного инклинометра с требуемыми характеристиками на базе чувствительно го элемента типа пузырькового уровня с электронным преобразовате лем емкостного принципа действия.

На способ измерения дефектов методом анализа четных гармоник и на конструкцию тензометра поданы две патентных заявки на изобретения.

Л.В.Панов, А.А.Нюбом, А.И.Шушлебин МЕТОДИКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТРЕЩИН И РАЗЛОМОВ В МОРСКОМ ЛЬДУ Измерения параметров волновых процессов при сжатии и возникно вении трещин в дрейфующем льду проводились с помощью наклоно меров и сейсмометров, установленных на поверхности ледяного поля станции «Северный полюс-38». Дискретность отчетов при круглосу точной регистрации параметров наклонов и смещений льда составляла 100 Гц. Данные представляют определенный интерес в связи с пробле мой прогнозирования сжатия и торошения в арктических льдах.

При оперативной обработке поступающих данных от приборов на льду в период 17–21 марта 2011 г. были выявлены колебания и волны, характер ные для динамических процессов трещинообразования в диапазоне перио дов колебаний от 0.1 до 10 секунд. Визуально были зафиксированы про ходящие через ледяное поле сквозные трещины. В дальнейшем обработке был подвергнут временной ряд наблюдений длительностью 100 ч. При об работке полученных многоканальных записей использовались полосовые фильтры, преобразование Фурье, статистика.

Изучены фоновые значения характеристик колебаний и волн в ледяном покрове при его относительно спокойном состоянии. Последующие харак теристики сигналов о динамических процессах во льду на поверхности океана дают информацию о характере возникновения трещин и разломов в ледяном покрове. Получены данные о параметрах возникающих изгибно гравитационных волн и автоколебаний как основных показателях процес сов сжатия и трещинообразования. Проводится сравнение ледовых данных с гидрометеорологическими параметрами за этот же период наблюдений.

Разрабатываемая методика позволяет подходить к описанию физики процессов трещинообразования в морских льдах как одного из главных факторов при мониторинге состояния морских льдов и краткосрочном прогнозировании сжатия и торошения.

А.А.Нюбом, К.В.Соболевский, Л.В.Керро РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ДРЕЙФУЮЩЕГО ЛЬДА В ДИАПАЗОНЕ ПЕРИОДОВ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ВНУТРЕННИХ ВОЛН ОКЕАНА Проводятся инструментальные наблюдения за динамическими про цессами в морском ледяном покрове и обработка данных, получаемых на дрейфующих станциях «Северный полюс». Измерения характери стик вертикальных колебаний дрейфующего льда осуществляются с по мощью наклономеров и сейсмометров, установленных непосредствен но на поверхности льда. Дискретность отчетов параметров наклонов и смещений льда составляет 100 Гц. Записи продолжительностью 10 мин объединяются в 15-суточные ряды, которые перед обработкой подверга ются визуальному просмотру и удалению случайных помех.

При обработке длительных временных рядов использовались поло совые фильтры, преобразование Фурье, определялась статистика. Выде лены колебания наклонов льда в диапазоне периодов от 10 с до десятков мин. Построены графики временного хода интенсивности колебаний в ледяном покрове, скорости и направления дрейфа льда, температуры воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра.

Связь волновых процессов в морском льду с процессами в океане и атмос фере позволяет выявлять природу их взаимодействия, совершенствовать ме тоды океанологических наблюдений, выявлять механизмы образования круп номасштабной структуры морского льда и разрабатывать методы прогноза экстремальных динамических ледовых явлений на поверхности СЛО.

В.П.Афанасьев, В.Н.Смирнов, И.Б.Шейкин СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАТУРНЫХ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ИСПЫТАНИЙ Воздействие ледяных образований на морские инженерные сооружения является основным критическим фактором для расчета ледовых нагрузок на стадии проектирования. В инженерной практике обычно используются методы, основанные на трехкомпонентной модели тороса в виде сочетания паруса, консолидированного слоя и киля. Оценки ледовой нагрузки полу чают отдельно для каждой структурной компоненты с учетом морфоме трии, физико-механических характеристик и взаимного влияния. В ранних работах было предложено использовать для киля торосов модель связно сыпучей среды и критерий прочности Кулона-Мора, в соответствие с кото рыми прочность киля определялась силой сцепления и углом внутреннего трения. Уникальная серия крупномасштабных экспериментов по оценке прочности торосов и стамух была проведена на сахалинском шельфе в 1998 г. при участии сотрудников ААНИИ. Использовались мощные сило вые установки, развивающие усилие до 2МН, что позволяло разрушать ледяные образования толщиной несколько метров. Полученные результа ты имели как прикладное значение на стадии проектирования ледостой ких платформ, так и фундаментальное значение для изучения механики деформирования и разрушения льда больших масштабов. При обработке результатов натурных экспериментов возникло много дискуссионных во просов, обработка исходных данных и анализ результатов продолжаются до настоящего времени.

Принципиально новую интерпретацию получили механические процессы, развивающиеся на ранней стадии разрушения киля под дей ствием вертикальной нагрузки. В этот момент напряжения сжатия вы зывают локальное разрушение верхней части киля, и пиковое значение нагрузки характеризует локальную прочность киля в статическом ре жиме, а послепиковая нагрузка – локальную прочность киля в динами ческом режиме. По результатам испытаний соотношение статической и динамической локальной прочности составляет 1,85, а коэффициент корреляции между ними – 0,97, что хорошо согласуется с результатами модельных экспериментов и является свидетельством высокой досто верности полученных данных. Для оценки силы сцепления между кон солидированным слоем и килем проводились эксперименты по отрыву ледяного блока из консолидированного слоя. С точки зрения концепции локального разрушения сцепление характеризует локальную прочность верхней части киля при статическом растяжении.

В результате получены соотношения для расчета коэффициентов сцепления и угла внутреннего трения по оценкам локальной прочно сти на сжатие и разрыв. Комплексная обработка результатов крупномас штабных натурных испытаний дает принципиально новый метод для оценки параметров прочности киля торосов и стамух и расчета ледовых нагрузок на дно и сооружения.

А.В.Богородский (ОАО «Концерн “Океанприбор”»), Г.А.Лебедев НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДАЛЬНЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ДРЕЙФУЮЩИХ АЙСБЕРГОВ ГИДРОЛОКАЦИОННЫМИ СРЕДСТВАМИ В РАЙОНЕ ШТОКМАНОВСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Рассматриваются результаты моделирование дальнего гидролокаци онного обнаружения дрейфующих айсбергов Баренцева моря в районе Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ).

Гидроакустический метод, использованный в модели – моностати ческая локация точечной цели, характеризуемой заданным радиусом эквивалентной сферы (Rэ), движущейся по верхней неровной границе неоднородного волновода.

Модель канала распространения использует базу данных «Model-C3»

по рельефу, скорости звука и свойствам дна Баренцева моря, разработанную Северным филиалом Акустического института имени акад. Н.Н.Андреева.

Моделирование проводилось применительно к обнаружению точеч ной цели гидроакустическими средствами двух типов:

1. Импульсным гидролокатором, имеющим цилиндрическую прием ную и плоскую квадратную излучающую антенны. Частота излучения гидролокатора 2,0 кГц. Диаметр цилиндрической приемной антенны равен 4 м, а высота 2,3 м. Размер плоской излучающей антенны 22 м;

2. Импульсным гидролокатором, имеющим приемоизлучающую плоскую прямоугольную антенну размером 54 м. Частота излучения гидролокатора 1,5 кГц.

Моделировалось обнаружение айсбергов двух типоразмеров – малого (Rэ подводной части 2,0 м) и среднестатистического (Rэ подводной части 8,3 м).

Для моделирования выбрана трасса, расположенная в пределах ШГКМ. Длина трассы составляла 95,151 км, азимут трассы 20,71°.

При моделировании использовался лучевой метод расчета пара метров рассеянного акустического поля, при этом задавались геоаку стические данные лишь для верхнего слоя осадков, поскольку расчет проводился для достаточно высоких частот. В лучевом расчете шаг по расстоянию был равен 100 м, а по глубине – 10 м.

В соответствии с выбранной акваторией при расчете затухания учи тывались характерные для канала распространения для этой акватории значения температуры, солености и рН водной среды.

Анализ результатов моделирования для гидролокатора первого типа позволяет сделать следующие выводы:

1. При наличии ярко выраженной слоисто-неоднородной по глуби не акватории структуре скорости звука, характерной для февраля, мая, июня, июля, сентября и ноября для получения сплошной зоны акусти ческой освещенности максимальной протяженности антенную систе му гидролокатора целесообразно размещать в приповерхностном слое моря (на глубине около 10 м).

2. Сплошная зона обнаружения цели с Rэ = 2 м (с вероятностью пра вильного обнаружения 0,9) имеет протяженность по дальности около 3 км. На дальностях, превышающих это значения, зона обнаружения имеет дискретный характер, вследствие чего в области разрывов сплош ности обнаружение цели маловероятно. Наиболее удаленный элемент зоны обнаружения находится на расстоянии 27 км от антенной системы гидролокатора.

3. Сплошная зона обнаружения цели с Rэ = 8,3 м (с вероятно стью правильного обнаружения 0,9) имеет протяженность по даль ности около 42 км. Отдельные близко расположенные друг к другу элементы зоны обнаружения имеются на протяжении всей после дующей трассы распространения, благодаря чему обнаружение среднестатистического айсберга, осадка которого равна примерно 50 м, возможно в пределах всей выбранной трассы распростране ния (95,151 км).

4. При расположении антенной системы гидролокатора на гори зонте минимальной скорости звука акустическая освещенность в приповерхностном слое имеет выраженную зональную структуру, не обеспечивающую надежное обнаружение (вероятность правильного обнаружения 0,9) малых айсбергов (Rэ = 2 м) на дальностях более трех км вследствие их малой осадки. При этом обнаружение средне статистического айсберга (Rэ = 8,3 м) возможно с высокой вероятно стью (0,9) на протяжении всей выбранной трассы распространения, равном 95,151 км.


5. При размещении антенной системы гидролокатора на гори зонте максимума скорости звука структура зоны обнаружения цели Rэ = 2 м обеспечивает возможность надежного обнаружения малого айсберга только в пределах первых двух километров трассы распро странения.

6. При наличии ярко выраженной неоднородности распределения скорости звука, как по глубине, так и по дальности в канале распростра нения, характерной для января, марта, апреля, августа, октября и дека бря, сплошная зона обнаружения цели с Rэ = 2 м (с вероятностью пра вильного обнаружения 0,9) имеет протяженность по дальности также около 3 км. На дальностях, превышающих это значения, зона обнаружения имеет дискретный характер. Наиболее удаленный фрагмент зоны обнару жения находится на дальности более 70 км, однако при глубине погруже ния антенной системы гидролокатора 10 м зоны уверенного обнаружения в диапазоне дальностей от 13 до 52 км вообще отсутствуют.

Изменяя глубину погружения антенной системы можно существен но изменять (улучшать) структуру зон уверенного обнаружения цели с Rэ = 2 м в диапазоне дальностей до 72 км.

7. Изменяя глубину погружения антенной системы гидролокатора можно также существенно менять структуру зон обнаружения, обеспе чивая беспропускное обнаружения среднестатистического айсберга в пределах всей трассы распространения.

Для гидролокатора второго типа моделирование дает более обнаде живающие результаты свидетельствующие, что:

– сплошная зона обнаружения цели с Rэ = 2 м (с вероятностью пра вильного обнаружения 0,9) имеет протяженность по дальности около 8 км, что существенно превышает аналогичный показатель для гидролокатора с цилиндрической приемной и плоской излучающей антеннами. На дально стях, превышающих это значение, зона обнаружения имеет также дискрет ный характер. Однако разрывы имеют меньшую протяженность, а значе ния вероятности правильного обнаружения в разрывах достаточно высоки.

Вследствие чего, можно предполагать, что обнаружение малого айсберга гидролокатором, имеющим приемоизлучающую плоскую прямоугольную антенну размером 54 м, может быть осуществлено с достаточно высокой вероятностью и без пропуска на дальностях до 20 км, – сплошная зона обнаружения цели с Rэ = 8,3 м (с вероятностью правильного обнаружения 0,9) имеет протяженность по дальности су щественно превышающую длину трассы распространения 95,151 км, благодаря чему обнаружение среднестатистического айсберга, осадка которого равна примерно 50 м, возможно в пределах всей выбранной трассы распространения с вероятностью не менее 0,9.

В целом анализ результатов моделирования, свидетельствует о том, что существует принципиальная возможность дальнего обнаружения айсбергов с Rэ = 8,3 м гидролокационными средствами с высокой веро ятностью правильного обнаружения (до 90 %).

Характеристики обнаружения айсбергов существенно зависят от технических характеристик гидролокатора, в частности от на правленных свойств его антенной системы. При этом гидролокатор с более высоким энергетическим потенциалом обеспечивает более высокие характеристики обнаружения, как малых, так и среднеста тистических айсбергов.

В.Т.Соколов, А.Л.Румянцев, А.Э.Клейн, Н.М.Кузнецов, А.А.Нюбом, С.Б.Лесенков РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ААНИИ В АРКТИКЕ В 2011 г.

В современном мире все активнее применяются дистанционные автоматические и управляемые измерительные комплексы. Исполь зование беспилотных летательных аппаратов (БЛА) имеет все возрас тающий приоритет, что определяется их возрастающими возможно стями в получении информации. В научных исследованиях, активно развивается направления, связанные с использованием беспилотных летательных аппаратов для дистанционного получения информации о различных параметрах состояния природной среды, подстилающей поверхности, проведения работ по мониторингу атмосферных пара метров, парниковых газов, загрязнения атмосферы, ледовой разведки и т.д.

В 2011 г. международное сообщество провело первый эксперимент по интеркалибрации БЛА и различных информационных средств, си стем и датчиков, установленных на них, для определения возможностей дальнейшего развития дистанционных методах исследования и монито ринга природной среды Арктического региона.

Началом пути освоения российских беспилотных летательных аппа ратов (БЛА) в Арктике можно считать 2007-й год, когда над дрейфую щей станцией «Северный полюс-35», впервые поднялся в воздух БЛА «Элерон-Т23», производства ООО «Эникс», г. Казань.

На сегодняшний день специалистами ВАЭ накоплен определенный опыт в использовании данного вида наблюдений, который прочно обо сновался в ряду оснащения приборной базы дрейфующих станций.

Опыт применения БЛА в Арктике на дрейфующих станциях, про демонстрировал их большие возможности по получению информации в видимом и инфракрасном диапазонах в фото, ТV и картированном виде.

Большие возможности дают БЛА для масштабного применения различ ных сменяемых датчиков сканирующих подстилающую поверхность в различных диапазонах.

Цели и задачи, поставленные перед БЛА в рамках научных про грамм дрейфующих станций, не ограничены локальной ледовой развед кой в районе дрейфа. Пространственные трехмерные метеонаблюдения с применением датчиков аэрологического радиозонда RS9211SGPW (VAISALA Финляндия), площадная оценка снежниц в период их макси мальной стадии развития, ночная ледовая разведка с применением ин фракрасной камеры. Все перечисленное в значительной мере расширяет диапазон применения БЛА в Арктике.

Коллективом ВАЭ постоянно ведутся работы по расширению об ласти применения беспилотных летательных аппаратов. Так в 2011 г.

в ААНИИ был внедрен комплекс дистанционного наблюдения на базе беспилотного летательного аппарата «Элерон-Т10», который облада ет более мощными техническими характеристиками по сравнению с «Элерон-Т23».

В 2011 г. специалистами ВАЭ ААНИИ применялись беспилотные летательные аппараты, для выполнения научных программ в следую щих экспедиционных проектах:

1. Наблюдения ледовых и атмосферных параметров с применением беспилотного летательного аппарата БЛА «Элерон-Т23Э» на дрейфую щей станции «Северный полюс-38».

Выполнено: 58 полетов, получено 35 сшивок фотопланов ледовой обстановки в районе дрейфа станции, получено 20203 аэрофотосним ка подстилающей поверхности по маршруту следования БЛА, отснято 90696 Кб видеоматериала в ИК- и ТВ-диапазонах, получено 4 профиля метеопараметров с аэрологическим радиозондом.

2. БЛА «Элерон Т-10» использовался в экспедиции А-317 в п. Ню Олесунн, арх. Шпицберген в рамках международного проекта CICCI (Cooperation in Climate – Cryossfere Interaction) – «Кооперация в изуче нии взаимодействия криосферы и климата», направленного на создание международной программы мониторинга Арктики с применением бес пилотных летательных аппаратов.

Проведены интеркалибровочные полеты с немецкими, норвежски ми и американскими коллегами. Проводятся работы и согласования по развитию программы и технологий использования БЛА в Арктике для получения комплекса информации о состоянии природной среды и эко логии региона.

Выполнено: 10 полетов, получено 12047 аэрофотоснимка подстила ющей поверхности высокого разрешения по маршруту следования БЛА, отснято 25696 Кб видеоматериала в ИК- и ТВ-диапазонах, 6 профилей с аэрологическим радиозондом.

В настоящее время продолжаются работы с применением БЛА «Элерон-Т23Э» по программе научных наблюдений на дрейфующей станции «Северный полюс-39».

В отношении БЛА «Элерон Т-10» ведутся работы по его совершен ствованию и дооснащению комплекса дополнительными средства ми мониторинга состояния окружающей среды независимыми метео датчиками, и конструктивно интегрированным балансомером CNR (KIPP&ZONEN Голландия), позволяющим измерять четыре компонен ты составляющих радиационного баланса.

Автономные метео датчики позволят использовать БЛА независимо от аэрологического комплекса DigiCora III, посредством которого про изводилась регистрация метеоданных, поступающих с радиозонда.

Специалистами ВАЭ ведется постоянный мониторинг отечествен ного рынка беспилотных систем (участие в выставке «ИНТЕРПОЛИ ТЕХ-2011», в международной научно-практической конференции «При менение БЛА в вооруженных силах»), с целью расширения области применения БЛА. Исследуется возможность использования данных си стем для экологического мониторинга.

А.Э.Клейн, С.С.Пряхин ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЛА «ЭЛЕРОН-3»

ДЛЯ ОЦЕНКИ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ МОРСКОГО ЛЬДА В БОТНИЧЕСКОМ ЗАЛИВЕ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ На ледовой станции в Ботническом заливе было выполнено два полета БЛА «Элерон-3» для составления фотоплана поверхности морского льда. К сожалению, значительное время скорость ветра у поверхности превышала 10 м/с, были существенные ограничения на высоту (до 150 м) и дальность полетов (не более 5 км от точки старта), что не позволило использовать БЛА так, как это было запланировано первоначально.

Однако, следует учесть, что это был первый опыт по применению бес пилотного самолета на борту научно-исследовательского судна. Развитие применения такого вида транспортных средств для выполнения и видео и фотосъемки поверхности морского льда в условиях экспедиции открывает широкие перспективы для изучения динамических процессов в нем.

Информация, полученная в результате полетов, может использовать ся для исследования морфологии льда, как дополнительная информация к другим измерениям на льду.

Экспедиция на НИС «Aranda» в 2011 г. позволила получить ценный опыт эксплуатации беспилотных самолетов на борту судна, учесть не которые технические особенности такого применения, выработать ряд предложений для изготовителя по адаптации систем БЛА к конкретным условиям работы.


А.Н.Даровских, Е.А.Мартынова, В.А.Спицын ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Выполнен анализ выпускаемых в настоящее время и перспективных беспилотных летательных аппаратов (БЛА), технических средств дис танционного зондирования, размещаемых на их борту. Представлены результаты автоматического трансформирования изображений, полу чаемых на борту вертолета, в фотоплан, перечислены необходимые для этого технические средства.

В.С.Лощилов КОЛИЧЕСТВЕННАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОЦЕНКА ТОРОСИСТОСТИ И КАРТИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРОСИСТОСТИ НА ПРИПАЙНЫХ ЛЬДАХ ПО РАДИОЛОКАЦИОННЫМ СПУТНИКОВЫМ ИЗОБРАЖЕНИЯМ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ В последние годы, в связи с активизацией поиска и освоения ме сторождений углеводородного сырья в Арктике используются все виды транспортных средств. В зимний период, например, в эстуариях и устье вых участках замерзших сибирских рек широко используются наземные виды транспорта: гусеничные тракторы, вездеходы и даже колесные грузовые машины. Эти виды транспорта на коротких дистанциях эконо мически выгодны и позволяют оперативно решать проблемы доставки бурового и других видов тяжелого оборудования из базовых пунктов на материке непосредственно в точки производства работ. При отсутствии каких-либо дорог на суше, кратчайшими и самыми удобным для назем ного транспорта (гусенечных машин) является прокладка трасс движе ния по льду (припаю) замерзших рек, заливов и прибрежных акваторий.

Однако и здесь, не смотря на многолетний опыт использования ле дяного покрова естественных водоемов в качестве «дорожного покры тия», возникают проблемы. Во время замерзания водоемов осенью под действием ветра, а на реках в период осеннего ледохода, образуется множество торосов и ропаков из относительно тонкого льда. Эти ле дяные образования не являются серьезным препятствием для мощных гусеничных машин, но создают массу неудобств и замедляют скорость продвижения санно-гусеничных поездов. Короче говоря, у водителя го ловной машины должна быть карта пространственного распределения ледяных неровностей – торосов по относительной их площади (торо систости).

В представленном ниже примере эта задача была решена на изобра жениях европейского радиолокационного спутника ERS-1. По аналогии с методикой определения общей сплоченности морских льдов на ра диолокационном изображении неподвижного льда (припая) экспертом определялась максимальная яркость ровного льда. Цифровое значение этой яркости использовалось в качестве порога для дискретизации ледя ного покрова по яркости на только ровный лед и только торосы.

Изображению торосов присваивалась яркость 100 единиц, а изобра жению ровного льда – нулевая яркость. Эта процедура выполняется при помощи программного модуля «реклассификация».

Бинарное изображение (например, когда торосам соответству ет 100 единиц, а ровному льду = 0 единиц) подвергалось процедуре фильтрации низкочастотным (осредняющим) фильтром с окном маски фильтра 1111 пикселей (2,22,2 км на земной поверхности). Масси вы значений яркости в области окна маски нормируются для получения единичного значения с тем, чтобы не вызывать смещения средней ярко сти обработанного изображения. В результате выполнения процедуры фильтрации с шагом один пиксель (по строкам и по колонкам) форми руется новое сглаженное изображение. На этом изображении яркость каждого пикселя равна среднему значению яркости всех пикселей ис ходного бинарного изображения на площади окна выбранной маски фильтра, количественно соответствует значению относительной площа ди торосов, то есть торосистости льда (в процентах), а позиционно рас положенному в центре окна маски.

По существу в результате фильтрации было получено новое осред ненное по яркости радиолокационное изображение, каждый пиксель которого имел цифровое значение яркости, равное среднему значению яркости на площади окна маски, позиционно расположенному в центре окна и количественно соответствующему значению относительной пло щади торосов в окне маски (в процентах), то есть торосистости.

Далее снова выполнялась процедура так называемой реклассифика ции но уже осредненного изображения с присвоением каждому диапа зону выделяемых значений торосистости своего тонового идентифика тора (значения яркости).

Каждая зона с диапазоном цифровых значений торосистости (в про центах) имеет свою тоновую окраску, которая является идентификато ром количественного значения торосистости. Однако для практического использования такой карты применяются стандартные, рекомендован ные ВМО, графические символы для торосистости. Под дробной чертой символа указывается цифровое значение торосистости, в десятых (ана логично значениям сплоченности на морских ледовых картах). Такая карта может служить надежным источником информации для выбора наиболее ровной, безопасной и короткой трассы движения наземного транспорта по неподвижному льду.

Карты пространственного распределения торосистости на непод вижном ледяном покрове (припае) Обской губы и Тазовской губы яв ляются примером использования спутниковых радиолокационных изображении высокого разрешения для подготовки весьма полезных информационных продуктов. Для построения этих карт использовалась автоматизированная технология. Вмешательство ледового эксперта сво дилось только к интерактивной оценке уровня яркости ровного льда.

А.И.Парамонов, Г.А.Лебедев, Л.С.Крамарева (ДЦ ФГБУ «НИЦ «Планета»), Л.А.Глинская (ДЦ ФГБУ «НИЦ «Планета»), И.И.Давыдкина (ДЦ ФГБУ «НИЦ «Планета») РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВОГО ЭТАПА ВНЕДРЕНИЯ В ОПЕРАТИВНУЮ ПРАКТИКУ ДЦ ФГБУ «НИЦ «ПЛАНЕТА» НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА ТОЛЩИНЫ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА В ОХОТСКОМ И БЕРИНГОВОМ МОРЯХ ПО ДАННЫМ СПУТНИКОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ИК-ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ Работа выполнялась по региональной теме 1.7.5 Плана НИОКР Рос гидромета на 2011–2013 гг. совместно с сотрудниками ДЦ ФГБУ «НИЦ «Планета» в соответствии с ТЗ и календарным планом, утвержденными 5 мая 2011 г. Начальником УМЗА Росгидромета В.А. Мартыщенко. Ра боты по теме выполнены в полном объеме.

Применительно к гидрометеорологическим условиям Охотского и Берингова морей представлены результаты модернизации, разрабо танной и запатентованной в ААНИИ методики автоматизированной в интерактивном режиме классификации ледяного покрова замерзающих акваторий по толщине на основе обработки ИК-изображений ИСЗ в те пловом канале.

С этой целью выполнен анализ региональных гидрометеорологи ческих особенностей Дальневосточных морей, дана характеристика климатических условий региона, выделены факторы, влияющие на об разование и продолжительность существования ледяного покрова, раз работано модифицированное программное обеспечение.

Приведено описание технологических возможностей «НИЦ «Плане та», позволяющих использовать указанную технологию.

Рассматривается первая версия методического пособия по исполь зованию модифицированного программного обеспечения для определе ния толщины морского ледяного покрова Обсуждаются результаты выполненной НИЦ «Планета» пер вичной самостоятельной обработки ИК-изображений ИСЗ, с целью определения толщины льда в Охотском и Беринговом морях, по программам ААНИИ. Проводится сравнение распределений тол щины ледяного покрова по акватории Охотского моря, полученных по внедряемой технологии, с данными других видов наблюдений.

Апробация показала перспективность использования новой автома тизированной в интерактивном режиме технологии в практической деятельности НИЦ «Планета».

Преимущество информации, полученной в результате обработки - это детализация анализа ледового покрова, которая имеет большое значение для непосредственного обеспечения морехозяйственной дея тельности и позволяет иметь очень подробную и четкую картину по условиям мореплавания.

Первичная самостоятельная обработка ИК-изображений ИСЗ по зволила выявить как положительные стороны использования нового способа определения толщины льда по данным ИК-изображений ИСЗ, так и обнаружить трудности на первом этапе практической реализа ции. Они заключались в том, что в результате обработки некоторых изображений реально существующие серые льды (по международной классификации) отображались, как ниласы. Определены пути коррек ции результатов анализа путем введения коэффициентов, учитывающих продолжительность существования ниласовых льдов и сопутствующих гидрометеорологических условий.

В.М.Тимец, Р.А.Балакин, В.Э.Голавский РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ПЕРВОЙ РУССКОЯЗЫЧНОЙ ВЕРСИИ «ВИРТУАЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ» ПО ПРИБОРАМ И МЕТОДАМ НАБЛЮДЕНИЙ (В СООТВЕТСТВИИ С РЕШЕНИЯМИ КПМН ВМО) Научно-исследовательская работа выполнялась в соответствии с планом НИОКР Росгидромета на 2011–2013 гг. подпрограмма 1.2.6.1.

«Развитие технологий формирования информационных ресурсов Росги дромета в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, мони торинга состояния окружающей среды, ее загрязнения и электронного обслуживания различных классов пользователей» (Раздел 12. «Разра ботка структуры и первой версии русскоязычной версии «виртуальной лаборатории» по приборам и методам наблюдений» (в соответствии с решениями КПМН ВМО)).

Цель работы создание русскоязычного специализированного информационно-образовательного сайта с мультимедийными и тексто выми (на электронном и бумажном носителях) учебно-методическими материалами по морским приборам, обеспечивающими обучение, под готовку и переподготовку специалистов в области морских приборов и методов наблюдений.

В соответствии с техническим заданием и календарным планом ра бот в 2011 г. головному исполнителю НИР – ГОУ «ИПК» Росгидроме та необходимо было представить материалы по измерителю солености «Электросолемер ГМ-2007».

Электросолемеры ГМ-2007 предназначены для измерений солено сти проб морской воды в лабораторных условиях. Соленость опреде ляется расчетным методом по величине измеренных значений относи тельной электропроводимости и температуры воды в бесконтактной индуктивной ячейке наливного типа. Измерения и вычисление солено сти выполняются в автоматическом режиме с помощью персонального компьютера. Результаты измерений регистрируются и сохраняются в персональном компьютере.

Электросолемер ГМ-2007 разработан в ААНИИ. В основу разработки положены технические решения защищенные патентом на изобретение Российской Федерации № RU 2366937, под названием «Способ и устрой ство для измерения удельной электропроводимости морской воды».

Электросолемер ГМ-2007 прошел испытания типа средств измерений и включен в государственный реестр средств измерений № 42444-09. Сви детельство об утверждении типа RU.C.31.001A №37435. Предприятие изготовитель ОАО «Сафоновский завод «Гидрометприбор».

Технические характеристики:

Диапазон измерения солености морской воды, пес от 0,020 до 42, Разрешающая способность по солености, пес 0, Предел допускаемой погрешности измерения солености, пес 0, Диапазон измерения относительной электропроводимости от 1.10–5 до 1, морской воды, относит. ед.

0,4.10– Разрешающая способность по относитнльной электропроводимости Рабочий диапазон температур, С от16 до Дискретность измерения температуры С 0, Стабильность градуировочной характеристики канала измерения температуры за интервал времени 30 суток, С 0, Время выхода термостата на рабочий режим, мин Мощность потребления от сети переменного тока 220 В, 50 Гц, 15 Вт Масса 3 кг;

Габариты корпуса, мм Программное обеспечение предназначено для работы в операционной системе Windows XP или Windows Vista Интерфейс пользователя программного обеспечения является дру жественным и удобным.

Работа с программным обеспечением представлена в виде мультиме дийной презентации.

В качестве учебно-методического материала на электронном и бумаж ном носителях был представлен обобщенный материал по измерению со лености морской воды. В материале дан исторический обзор методов и средств измерений солености. Рассмотрены современный метод измерения солености в соответствии со шкалой практической солености (ШПС 78 84), средства измерений и их метрологическое обеспечение (поверочная схема, эталоны, стандартные образцы и нормативные документы).

А.М.Томилин, О.А.Кузьмина, Н.А.Ильина, А.Ю.Ютландов, Е.А.Томилин (ООО «Геоид»), А.А.Кузьмин (ООО «Геоид»), Н.А.Тулупова (ООО «Геоид») ИТОГИ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В WEB-СРЕДЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ Наиболее важные итоги в области создания информационно аналитических систем на базе ГИС в 2011 г. получены ЛГТ при раз работке информационно-аналитической системы «Морские и прибреж ные особо охраняемые природные территории России» (далее ИАС).

ИАС разрабатывается в качестве рабочего прототипа информационно аналитической системы «Особо охраняемые природные территории России» для решения следующих практических задач:

– автоматизированное ведение реестра особо охраняемых природ ных территорий на федеральном и региональном уровнях;

– автоматизированное ведение кадастра особо охраняемых природ ных территорий на федеральном и региональном уровнях;

– информационное обеспечение разработки стратегических планов развития сетей ООПТ различных уровней;

– информационная поддержка принятия управленческих решений в сфере ООПТ на федеральном, региональном и межведомственных уровнях;

– информационная поддержка мониторинга эффективности управ ления ООПТ;

– информационное обеспечение прохождения согласований хозяй ственной или иной деятельности в границах ООПТ с элементами обе спечения межведомственного информационного взаимодействия.

– развитие информационно-справочной поддержки населения по во просам ООПТ;

– информационное обеспечение мониторинга биологического раз нообразия ООПТ;

– информационная поддержка проектных, изыскательских, научно исследовательских и иных работ, выполняемых в границах ООПТ.

Разработка ИАС выполняется с учетом задач ФЦП «Электронная Россия» в части, касающейся повышения эффективности государствен ного управления в сфере ООПТ за счет внедрения и массового рас пространения ИКТ, обеспечения прав на свободный поиск, получение, передачу, производство и распространение информации.

При разработке ИАС использована система управления контентом (CMS) Drupal, модули на языке PHP, в качестве хранилища данных ис пользована реляционная база данных MySQL. В интерфейсе активно используются возможности библиотеки jQuery и технологий AJAX/ AHAH и Microsoft Silverlight. Подготовка пространственных данных выполнена с использованием программных продуктов ESRI, в част ности ArcGIS функциональности ArcInfo версия 10, работа картогра фического web-сервиса осуществляется с применением ArcGIS Server Advance Enterprise 10 и Microsoft Silverlight.

На серверной части установлен web-сервер Microsoft IIS 7, база данных MySQL 5.1.51, интерпретатор языка PHP 5.2.14, ArcGIS Server Advance Enterprise 10, а также ряд расширений и дополнительных моду лей к этим продуктам.

Требования к клиентской части ограничиваются наличием браузера с под держкой CSS и Javascript, и клиентской части Microsoft Silverlight, установка которой осуществляется автоматически при первом подключении к ИАС.

Применение указанных программно-технических решений обеспе чивает:

– минимизацию эксплуатационных затрат за счет отсутствия необ ходимости наличия на клиентских рабочих местах дорогостоящего про граммного обеспечения (БД и ГИС) и низкими требованиями по произ водительности клиентских рабочих мест;

– разумное распределение нагрузки между серверной и клиентской ча стями ИАС, за счет переноса обработки значительной части запросов на клиентскую часть, что обеспечивает удовлетворительную скорость работы серверной части при большом числе единовременных обращений к ИАС;

– работу во взаимодействии с внешними источниками фактографи ческих и пространственных данных в режиме on-line.

– поддержку версионности данных преобладающей части информа ционных ресурсов ИАС.

С действующей версией ИАС можно ознакомиться по адресу www.

oopt.aari.ru.

Р.А.Балакин ПРОГРАММА МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЕРТИФИКАЦИИ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ТЕРМОГЛУБИНОМЕРОВ Разработка программы сертификации гидрологических термоглу бомеров с целью утверждения типа средства измерения предусмотрена планом ЦНТП на 2012 г. Сертификации подлежат термоглубомеры, ра нее разработанные в ААНИИ для замены физически и морально уста ревших ртутных термоглубомеров.

Новые термоглубомеры электронного принципа действия имеют раз дельные датчики глубины и температуры, а также энергозависимый блок памяти. Датчик глубины гидростатического типа имеет предел допу скаемой погрешности измерения 0,4 % от диапазона измерения, а датчик температуры воды соответственно 0,005 С. Высокая точность измерения температуры (примерно в 4 раза выше точности ртутного термометра) до стигается за счет использования прецизионного термистора YSI 44004, имеющего паспортный дрейф характеристики не более 0,002 С в год.

Для метрологической калибровки и последующей сертификации планируется использовать стандартные эталонные средства измерения и типовые методики. Датчик глубины предлагается калибровать с по мощью грузо-поршневого манометра МПА-60 класса точности 0,05, а для калибровки канала температуры использовать водяной термостат ТВП-6 в комплекте с цифровым термометром с погрешностью измере ния на уровне 0,001 С. Проблема калибровки и метрологической ат тестации канала температуры заключается в том, что термистор имеет существенно нелинейный характер и для аппроксимации его характе ристики с требуемой точностью 0,001 С приходится использовать сте пенной полином степенью не ниже пятой. Такой полином содержит постоянных коэффициентов, которые должны определяться решением линейной системы из 6 уравнений. Каждое уравнение получают кали бровкой термистора в термостате при различных температурах, равно мерно разнесенных по диапазону измерения. Такая методика калибров ки имеет большую трудоемкость, поскольку установка и стабилизация температуры в термостате в каждой точке занимает по времени не менее 1 часа. В итоге за рабочий день не всегда удается откалибровать 1 тер мистор, а перенос части операций на следующие сутки связан с повтор ным запуском термостата и изменившимися внешними условиями, что не рекомендуется правилами метрологии для особо точных измерений.

По указанной причине была предложена новая методика метрологи ческой аттестации и сертификации канала температуры, основанная на аппроксимации характеристики показательной функцией Стейнхарда, общепринятой у производителей термисторов западных фирм, вида:

B C D Rt = A exp + +, T1 T2 T где Rt – сопротивление термистора;

B, C, D – градуировочные коэффи циенты;

Т1, Т2, Т3 – температура калибровки в трех точках диапазона.

Решая систему из трех обратных линейных уравнений следующего вида, получают значения трех калибровочных коэффициентов.

= a + b(ln R1 ) + c(ln R1 )3, T = a + b(ln R2 ) + c(ln R2 )3, T = a + b(ln R3 ) + c(ln R3 )3.

T Новый подход позволил сократить количество калибровочных точек до 3 при сохранении точности аппроксимации реальной характеристики термистора и тем самым повысить производительность методики кали бровки в 2 раза.

Для решения линейной системы уравнений и расчета градуировочных коэффициентов составлена вспомогательная компьютерная программа.

А.П.Кузьмичёв ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННОЙ КВ-, УКВ-РАДИОСВЯЗИ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ СБОРА ДАННЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ОТ АВТОМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ И УДАЛЕННЫХ РАЙОНАХ В докладе представлено рассмотрение:

1. Особенностей распространения радиоволн КВ-диапазона и топо логия построения системы КВ-радиосвязи с труднодоступными и уда ленными станциями наблюдательной сети Росгидромета.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.