Летающая лаборатория

Interfax-Russia.ru – Ученые с помощью уникального самолета-лаборатории определят роль Сибири в глобальных изменениях климата.

Ученые планируют измерить состав земной атмосферы и тепловой баланс в системе "Солнце-атмосфера-Земля" в ходе радиационного замкнутого эксперимента с помощью сети наземных станций и с борта специальной российско-французской воздушной лаборатории, сообщил Interfax-Russia.ru заместитель директора Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева Сибирского отделения РАН (Томск) Борис Белан.

Эта специальная современная российско-французская воздушная лаборатория была создана в прошлом году. Всего за два месяца сотрудникам Института оптики атмосферы имени В.Е.Зуева и Института химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН совместно с работниками Сибирского научно-исследовательского института авиации имени С.А.Чаплыгина, а также государственного научного центра "Вектор" удалось подготовить уникальный самолет-лабораторию "Оптик" на базе Ту-134 (ранее для этих целей использовали самолеты Ил-14 и Ан-30).

"Аналогов ему в России нет, он включен в перечень уникальных установок Минобрнауки РФ, а по своим базовым характеристикам соответствует лучшим зарубежным экземплярам, имеющимся в США", - рассказал Белан.

Самолет оборудован метеокомплексом, аэрозольным, газоаналитическим, спектрофото-радиометрическим и навигационным комплексами, тепловизором, бортовой системой регистрации и другими приборами, с помощью которых ученые могут исследовать парниковые, окисляющие атмосферу газы и другие воздушные элементы.

"При помощи самолета-лаборатории можно осуществлять дистанционное зондирование атмосферы, в частности, определить наличие в ней газов, аэрозолей, оптически плотных образований (таких как облака), промышленных загрязнений и продуктов аварий", - сообщает центр общественных связей Сибирского отделения РАН.

При этом содержание и эксплуатация воздушной высокотехнологичной лаборатории требует больших затрат. Один только час полета "Оптик" стоит 180 тысяч рублей. Но все расходы по эксплуатации воздушного судна взяли на себя зарубежные партнеры Института оптики атмосферы, с которым он сотрудничает по ряду программ.

"По соглашению между Японским национальным институтом исследования окружающей среды и Институтом оптики атмосферы Сибирского отделения РАН мы работаем по международной геосферно-биосферной программе для изучения вертикального распределения парниковых газов над югом Западной Сибири. В 2003 году подписано соглашение о создании российско-французского европейского научного объединения по исследованию углеродного и озонового цикла в Евразии. В 2011 году оно трансформировалось в договор о создании международной ассоциированной лаборатории "Масштабные аэронаблюдения Сибирского региона ЯК-АЭРОСИБ". Именно по этому проекту и выполняются пространственные исследования парниковых и окисляющих атмосферу газов от Новосибирска до Якутска", - пояснил Борис Белан.

Благодаря международному сотрудничеству, федеральной целевой программе "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса РФ на 2007-2013 годы" и стал возможен радиационный замкнутый эксперимент, который проведут с 14 по 27 мая.

"Цель эксперимента - определить, как меняется и от чего зависит радиационный баланс и химический состав атмосферы Земли", - рассказал Interfax-Russia.ru заместитель директора Института оптики атмосферы Борис Белан.

В ходе эксперимента над лесами Новосибирской и Томской областей ученые измерят концентрацию в атмосфере всех парниковых газов - углекислого газа, озона, метана, водяного пара, а также аэрозольных частиц, сажи и целого спектра химических веществ, а затем сопоставят их с расчетными моделями. Поэтому эксперимент и называется замкнутым - теория замыкается практикой, что позволит сделать модели реальным рабочим инструментом в прогнозировании климата.

"Благодаря этому эксперименту мы сможем проверить точность расчетных моделей путем сравнения с данными прямых измерений, что, в свою очередь, позволит составить более точный прогноз глобального потепления, который как раз и делается на основании этих моделей", - пояснил Белан.

Новизна проекта состоит в том, что радиацию измерят в комплексе, используя самые современные средства контроля различных параметров атмосферы. Ученые надеются оценить прямой радиационный форсинг (беспрерывная атака с целью добиться более быстрого результата – ИФ) для разных типов аэрозолей на территории Западной Сибири, включая периоды повышенного замутнения атмосферы во время лесных пожаров. В настоящее время таких данных у ученых нет.

Что касается ситуации в мире, то, например, США в программу атмосферно-радиационных измерений ежегодно вкладывает десятки миллионов долларов. На эти средства созданы опорные пункты на Аляске, в Оклахоме и на островах Тихого океана, результаты измерений которых анализируют международные коалиции.

В тоже время на территории России ничего подобного до сих пор нет. Сибирские леса содержат 15% мировых запасов углерода, а их роль как источника и стока углерода плохо описана в глобальных и региональных моделях из-за недостатка данных. Именно поэтому ученые решили провести корректные прямые измерения потоков углерода над Сибирским регионом во всей толще атмосферы.

Эти данные помогут составить цельную картину общего состава атмосферы Земли, поэтому в сибирском проекте участвуют японские и французские исследователи.

Помимо воздушной лаборатории в проекте будут задействованы многочисленные установки Института оптики атмосферы: фотометрический комплекс, регистрирующий спектральную аэрозольную толщу атмосферы в широком диапазоне длин волн, содержание водяного пара и озона, нисходящие и восходящие потоки радиации; содары, контролирующие поля скорости ветра и температуры в пограничном слое атмосферы; станция приема космической информации, контролирующая состояние облачности и толщины аэрозольного слоя; TOR-станции, мониторящие метеовеличины, газовый и аэрозольный состав воздуха и солнечной радиации в приземном слое; аэрозольная станция, которая ведет оптическое измерение массовой концентрации сажи, аэрозольного рассеяния, содержания летучих и нелетучих (невыгоревший остаток) соединений в веществе частиц и их гигроскопичности; а также уникальная сибирская лидарная станция, осуществляющая регулярный мониторинг таких параметров и составляющих атмосферы, как аэрозоль, температура, облачность, озон, газовые составляющие озоновых циклов.

Кроме того, ученые будут использовать восемь автоматических наземных станций, которые представляют собой контейнер со специальным оборудованием для измерения метана и углекислого газа.

По мнению Белана, подобные исследования могут быть полезны не только для ученых.

"Министерство чрезвычайных ситуаций могло бы заинтересоваться контролем последствий природных катастроф, съемкой аварийных объектов, определением состава и объема аварийных выбросов. Опять же, сельское и лесное, и даже рыбное хозяйство: наведение промысловиков на косяки рыбы, выявление зон планктона. Для нефте- и газодобывающей отрасли был бы полезен контроль состояния месторождений, а также утечек. Жилищно-коммунальному хозяйству могли бы пригодиться тепловизионная съемка территорий, измерение уровня загрязнения воздуха, прогноз распространения примесей, рекомендации по размещению предприятий", - заявил собеседник Interfax-Russia.ru.

Обозреватель Наталья Пономарева