Комплексное изучение физических явлений, протекающих в верхней атмосфере Земли и их связи с климатическими трендами

Проект ИРН AP08856096 выполнен по гранту Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан

Руководитель проекта: Солодовник А.А., к.ф.-м.н., эл. почта  aasolodovnik@mail.ru, (ID Scopus 56584229500, ORCID 0000-0001-5760-2916).

Исполнители проекта: 

Леонтьев П.И.к.ф.-м.н., (ID Scopus 57215094992, ORCID 0000-0002-8917-0596);

Далин П.А. к.ф.-м.н., (IDScopus 6701807864);

Сартин С.А., к.ф.-м.н., (ORCID0000-0002-5637-3311);

Кудабаева Д.А., к.ф.-м.н., (ID Scopus 56593266100);

Кабдушев А.С., докторант;

Алёшин Д.В., магистр(ID Scopus 57315543500, ORCID 0000-0002-5985-0523);

Крючков В.Н., магистр(ID Scopus 57215833266);

Солодовник Н.П.;

Такенов Б., магистрант (ID Scopus 57315543400).

Сроки исполнения: 2020-2022 гг.

Объем финансирования: 40 700 000 тенге .

Цель проекта: Изучение природы мезосферных серебристых облаков с акцентом на выявление связи их образования с погодно-климатическими явлениями глобального характера и космическими факторами. Цель реализуется экспериментальными исследованиями, включающими получение экспериментальных данных и обработку материалов наземного и космического мониторинга облачных полей.

Ожидаемые результаты: Формулировка концептуальных выводов о взаимосвязи метеорологических процессов в тропосфере и мезосферных явлений, включая как быстрые вариации, так и средне- и долгосрочные тренды. Разработка методики изучения параметров пространственной структуры и динамики полей мезосферной облачности на основе наземных и орбитальных оптических наблюдений. Изучение особенностей пространственного распределения глобальных полей СО в широтном и долготном отношениях. Разработка и развитие методики выявления связи асимметрии глобальных полей МСО с особенностями рельефа земной поверхности и геофизическими факторами. Выводы о сезонных и межсезонных изменениях пространственной структуры глобальных полей серебристых облаков двух полушарий. Выявление межсезонные и вековых трендов, включая климатические изменения.

Описание проекта: Комплексные исследования в области физико-химических процессов, протекающих в верхних слоях атмосферы Земли, ведутся нами, начиная с 2004 года по настоящее время. Они нацелены как на уточнение причин сезонного возникновения глобальных полей мезосферных серебристых облаков и характера их последующей эволюции, так и на выявление самого факта их связи с тропосферными процессами в контексте климатических изменений. К настоящему времени имеется представленный в виде информационной базы обширный объём собственных данных синоптических (ряды изображений и видеоматериалы) и спектральных (уникальные данные) наблюдений полей мезосферной облачности, который в силу специфики проблемы требует пополнения. Последний тезис особенно актуален в связи с тем, что применение современных цифровых технологий для дистанционного зондирования атмосферы сравнительно молодо и не позволило накопить нужный для статистически обоснованных выводов объём данных. Важнейшие результаты опубликованы в рейтинговых научных изданиях.

Применение новых высокочувствительных приёмников излучения в исследованиях позволит перейти к автоматизированному мониторингу небесной сферы в сумеречное и ночное время и регистрировать как поля серебристых облаков, так и метеорные, что продвинет наши исследования на новый уровень. Внедряемый метод регистрации метеорных явлений в диапазоне радиоволн позволяет осуществлять их круглосуточных мониторинг. Данные о концентрации метеороидов в околоземном пространстве востребованы практическими нуждами космонавтики.

Методы исследования – базируются как на экспериментальном подходе с применением мониторинга в оптическом и радиодиапазонах, так и на развитии приёмов обработки данных наземных и космических наблюдений, получаемых в ходе реализации кооперативных научных проектов.

На постоянной основе реализуется сотрудничество с зарубежными научными центрами, практикующими исследования в близких направлениях: Институтом физики космоса и атмосферы (Швеция, Кируна) и Институтом физики атмосферы (ИФА РАН, РФ, г. Москва), совместные научные исследования представлены в виде публикаций международных рецензируемых журналах.

Статьи:

1. A.A. Solodovnik, P.I. Leontyev, P. Dalin, B. Takenov, D. AlyoshinSeasonal evolution and interseasonal changes in polar mesospheric clouds at high latitudes in the Southern Hemisphere (DOI:10.1016/j.jastp.2021.105787).
2. A.A. Solodovnik, P.I. Leontyev, P. DalinStudies of the influence of tropospheric factors on the formation of noctilucent clouds by a cartographic method // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics Volume 200 April 2020 (DOI:10.1016/j.jastp.2020.105224).
3. V. Kryuchkov, V. Savinkin, A. Solodovnik, L. Kryuchkova, Investigation of dynamic motion processes of modernized uav using mathematical model of numerical simulation // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, vol. 10–2, apr. 30 2020, pp. 635–654 (http://www.tjprc.org/publishpapers/2-67-1589790781-56.IJMPERDAPR202056.pdf).
4. D.A. Kudabaeva, A.A. Solodovnik Variations in the area of the global field of noctilucent clouds of the northern hemisphere in 2007–2012 seasons // Geomagnetism and Aeronomy, vol. 55, No 2, pp. 261-265, 2015 (DOI:10.1134/S0016793215020139).
5. D.A. Kudabayeva. Stationary Longitudinal Inhomogeneities in Areas of Mesospheric Clouds according to CIPS/AIM Data (June–July) // Geomagnetism and Aeronomy, 2015, vol. 55, no. 6, pp. 801-804. (DOI:10.1134/S0016793215060079).
6. P. Dalin, A. Pogoreltsev, N. Pertsev, V. Perminov, N. Shevchuk, A. Dubietis, M. Zalcik, S. Kulikov, A. Zadorozhny, D. Kudabayeva, A. Solodovnik, G. Salakhutdinov, I. Grigoryeva// Evidence of the formation of noctilucent clouds due to propagation of an isolated gravity wave caused by a tropospheric occluded front (DOI:10.1002/2014GL062776).
7. Dalin  P.: A critical review on the paper “The earliest datable noctilucent cloud observation (Parma, Italy, AD 1840)”. TheHolocene, https://doi.org/10.1177/0959683620913925 , 2020.
8. Shevchuk, N., N. Pertsev, P. Dalin, and V. Perminov: Wave-induced variations in noctilucent cloud brightness: model and experimental studies, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 203, 105257, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2020.105257, 2020.
9. Dalin, P., N. Pertsev, V. Perminov, D. Efremov, and V. Romejko: Stratospheric observations of noctilucent clouds: a new approach in studying middle- and large-scale mesospheric dynamics, AnnalesGeophysicae, 38, 61–71, https://doi.org/10.5194/angeo-38-61-2020, 2020.
10. Dalin, P., V. Perminov, N. Pertsev, and V. Romejko: Updated long-term trends in mesopause temperature, airglow emissions, and noctilucent clouds, Journal of Geophysical Research –Atmospheres, 125, e2019JD030814, https://doi.org/10.1029/2019JD030814, 2020.