Эксπир
Регистрация / Вход

Комплексные исследования характеристик и свойств климатообразующих физических и метеорологических полей в атмосфере Земли дистанционными оптико-радиофизическими методами на уникальных установках ТГУ: Высотный поляризационный лидар для зондирования атмосферы (ЛИДАР) и Томская ионосферная станция (ИОНОЗОНД)

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
6,2 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Опережающее развитие приборной базы научных исследований по приоритетным направлениям Программы и проведение исследований с использованием уникальной экспериментальной базы.

Предложения

Разработка технологии краткосрочного прогноза опасных геологических процессов с использованием уникальной комплексной геофизической установки "Сейсмолаборатории" ФГУП "ВНИИ геологии и минеральных ресурсов Мирового океана"
Тема
Разработка технологии краткосрочного прогноза опасных геологических процессов с использованием уникальной комплексной геофизической установки "Сейсмолаборатории" ФГУП "ВНИИ геологии и минеральных ресурсов Мирового океана"
Входящий номер
201
Руководитель организации-инициатора
Каминский Валерий Дмитриевич
Создание с использованием биотехнологических, хромосомных, селекционно-генетических и молекулярно-генетических методов исследований новых генетических форм зерновых культур, обладающих ценными хозяйственно-биологическими признаками на установке: "Экспериментальный селекционный фитокомплекс для получения, отбора и размножения сомаклонов, дигаплоидных линий и трансгенных растений (рег.N2-4.1)" и разработка эффективных технологий их возделывания.(ГНУ НИИ сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны РАСХН)
Тема
Создание с использованием биотехнологических, хромосомных, селекционно-генетических и молекулярно-генетических методов исследований новых генетических форм зерновых культур, обладающих ценными хозяйственно-биологическими признаками на установке: "Экспериментальный селекционный фитокомплекс для получения, отбора и размножения сомаклонов, дигаплоидных линий и трансгенных растений (рег.N2-4.1)" и разработка эффективных технологий их возделывания.(ГНУ НИИ сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны РАСХН)
Входящий номер
40
Руководитель организации-инициатора
Кутровский Виктор Николаевич
 Показать еще 40 предложений
 Скрыть другие предложения

Этапы проекта

1
18.04.2007 - 30.06.2007
Работа выполняется в четыре этапа. В рамках этапа №1 получены следующие результаты.
В период солнечного затмения проведены регулярные измерения параметров ионосферы и характеристик электромагнитного фона: показано, что происходит резкое уменьшение электронного содержание в ионосфере на больших пространственных масштабах, что приводит к резкому изменению уровня электромагнитного фона практически во всем радиодиапазоне. В максимальной фазе затмения 19.03.07г. во всех слоях ионосферы уменьшение электронной концентрации составило ~ 60%.
Проведен сравнительный анализ механизмов ориентации частиц в ледяных облаках. Получены модели функций распределения по углам полярной и азимутальной ориентации в полидисперсных ансамблях пластинчатых и столбчатых частиц при совместном воздействии на них аэродинамических и электростатических сил в условиях деструктивного влияния на процесс ориентации хаотического движения молекул воздуха и турбулентности.
Разработан алгоритм для расчёта степени поляризации лидарного сигнала двукратного рассеяния от облаков различной микроструктуры, находящихся на разной дальности. Показано, как можно определить фазовый состав облака и форму кристаллических гексагональных частиц (столбики пластинки).
Научные исследования на УСУ "ЛИДАР-ИОНОЗОНД" выполнялись в интересах 10-и организаций.
Сформулировано задание на проведение патентных исследований и регламент поиска по теме "Оптико-радиолокационное зондирование".
Начата разработка общей программы развития УСУ "ЛИДАР-ИОНОЗОНД" как уникального комплекса для мониторинга наиболее значимых для климатологии и экологии характеристик и параметров атмосферы.
Выполнен детальный анализ банка данных матриц обратного рассеяния облаков и предложен формат, удобный для размещения их в сети INTERNET.
Объявлен запрос котировок на поставку оборудования для модернизации УСУ комплекса "ЛИДАР-ИОНОЗОНД".
По результатам работы опубликовано пять работ, подготовлена статья для публикации в журнале "Оптика атмосферы и океана", направлено шесть докладов на XIV Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы.» и пять докладов на международную молодёжную школу "Физика окружающей среды".
Защищено две магистерских диссертации, выполнено семь дипломных, двадцать одна бакалаврская и двадцать четыре курсовых студенческих работы.
Результаты работ этапа №1 приведены в промежуточном отчете: АНАЛИЗ ИМЕЮЩИХСЯ МЕТОДОВ И МЕТОДИК ОПТИКО-РАДИОЛОКАЦИОНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ АТМОСФЕРЫ.
Развернуть
2
01.07.2007 - 07.12.2007
Описаны особенности комплексного непрерывного мониторинга характеристик физических полей окружающей среды. Представлены материалы по применяемым в сети методикам зондирования и обработанные результаты наблюдений за вертикальной структурой аэрозоля и температуры полярной стратосферы. Формируется и постоянно пополняется база данных, в он-лайн режиме текущие данные и данные за предыдущие сутки отражаются на сайте http://sosrff.tsu.ru/. На данном сайте представлены данные по вариациям компонент магнитного поля, электромагнитного поля УНЧ-КНЧ диапазона, а также ионограммы вертикального зондирования ионосферы.
Описаны результаты исследований влияния солнечных вспышек на спектральные характеристики глобальных околоземных резонаторов. Обоснована возможность регистрации солнечных вспышек новым методом, основанным на исследовании характеристик электромагнитного фона КНЧ-диапазона. Преимуществами такого метода является малая стоимость оборудования, возможность автоматизации процесса обнаружения, а также возможность регистрации на поверхности Земли солнечных вспышек в любое время суток, не только днем, но даже и ночью.
Разработана математическая модель нижней ионосферы позволяющая получать значения электронных концентраций в любой точке ионосферы на высоте до 200 км в каждый момент времени при заданных параметрах солнечной активности. Кроме того, разработан метод математического моделирования амплитудно-фазовых характеристик шумановских резонансов, который позволяет рассчитывать пространственно-временные энергетические спектры электромагнитных сигналов в КНЧ – диапазоне от заданного континиуума источников радиоизлучения с учетом пространственной неоднородности ионосферы в планетарном масштабе.
Разработана теоретическая модель ориентации частиц кристаллических облаков, учитывающей совместное ориентирующее действие электрических и аэродинамических сил и деструктивное влияние атмосферной турбулентности. Рассмотрены два варианта механизма воздействия электромагнитного излучения, возникающего при магнитных возмущениях в ионосфере, на ориентацию ледяных частиц.
Обоснована необходимость модернизации комплекса за счет создания СКР - канала высотного лидара. Разработан план поэтапной реализации ввода СКР – канала в лидарный комплекс.
Научные исследования на УСУ "ЛИДАР-ИОНОЗОНД" выполнялись в интересах 12-и организаций. Было проведено обновление парка научного оборудования. Закуплены новые устройства: - фотоприемник (ФЭУ) фирмы ”Hamamatsu” H8259-01, ГК №070620-064 от09.07.2007г.; - счётчик фотонов фирмы ”Photonic Solutions ” РMS-400A, ГК №2513 от 26.09.2007г.; - комплект оптики четырехмодульной параболической зеркальной антенны, ГК №9/3038 от 13.11.2007г.; - осциллограф TDS-3052B “Tektronix”, ГК № 21-06/071513 от 03.07.2007г.; - индукционный магнитометр LEMI 112A, ГК № 1641 от 6.07.2007 г.; - FLASH память.
По результатам исследований с использованием УСУ опубликовано три статьи во Всероссийских изданиях и сделано 12 докладов на международных конференциях. Подготовлено к опубликованию 15 научных работ. Для выполнения научных исследований на УСУ было привлечено 5 аспирантов и 6 студентов YI курса и 9 студентов Y курса. Специалисты УСУ и привлеченные к работе студенты и аспиранты приняли участие в 5-ти международных конференциях.
С использованием научного оборудования УСУ было подготовлено и защищено две магистерских диссертации, выполнено семь дипломных, двадцать одна бакалаврская и двадцать четыре курсовых студенческих работы.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Разработаны новые методики и продолжен комплексный непрерывный мониторинга спектральных характеристик электромагнитных полей КНЧ- диапазона: пополнена база данных. В он-лайн режиме на сайте http://sosrff.tsu.ru/ представлены данные по вариациям компонент магнитного поля, электромагнитного поля УНЧ-КНЧ диапазона, а также результаты вертикального зондирования ионосферы.
В результате обработки экспериментальных данных была построена эмпирическая модель, позволяющая рассчитывать средние значения резонансных частот для первых трех мод для различного времени суток в зависимости от сезона года.
Продолжены лидарные измерения матрицы обратного рассеяния света (МОРС) облаков верхнего яруса, характеристик аэрозольных полей и вертикальных профилей молекулярного рассеяния и температуры в верхней тропосфере и стратосфере над Томском. На основе сравнительного анализа аналогичных лидарных данных, полученных в Якутске, выявлены особенности проявления стратосферных потеплений в северных широтах.
Рассмотрены вопросы повышения точности измерения матриц обратного рассеяния облаков верхнего яруса с помощью поляризационного лидара. Предложен новый метод решения уравнения калибровки лидара, основанный на общих свойствах МОРС и исследована его устойчивость путём численного моделирования эксперимента.
Научные исследования на УСУ "ЛИДАР-ИОНОЗОНД" выполнялись в интересах 14-и организаций (Приложение А).
Продолжены работы по сертификации оборудования и аттестации методик измерений на оборудовании УСУ (Приложения Б, В, Г, Д).
Выполнен ряд мероприятий по обновлению парка научного оборудования.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Проанализированы результаты комплексного непрерывного мониторинга характеристик физических полей природной окружающей среды и сделано их обобщение.
Анализ лидарных исследований позволил выявить основные особенности термического режима стратосферы и вертикальной стратификации отношения аэрозольного рассеяния в области нижней мезосферы.
Разработан алгоритм, позволяющий моделировать лидарный сигнал в приближении двукратного рассеяния при зондировании импульсами с различной длиной волны от рассеивающих объемов различной микроструктуры, находящихся на различном расстояний от лидара. Получены и проанализированы зависимости лидарного сигнала в приближении двукратного рассеяния от глубины проникновения зондирующего пучка в облако при различных значениях угла поля зрения приемной системы.
Проведено обобщение результатов вертикального радиозондирования ионосферы во время солнечных затмений в ионосферных слоях. Сделаны количественные оценки изменения электронной концентрации и выявлено уменьшение электронной концентрации на больших пространственных масштабах.
По экспериментальным данным, полученным при сопряженном мониторинге, установлено, что вариации биоэлектрической активности головного мозга человека в условиях физиологического покоя достоверно сопряжены с изменениями параметров электромагнитного поля КНЧ диапазона (шумановские резонансы) в среде обитания.
Научные исследования на УСУ "ЛИДАР-ИОНОЗОНД" выполнялись в интересах 27 организаций.
Выполнены работы по сертификации оборудования и аттестации методик измерений на оборудовании УСУ.
Проведено обновление парка научного оборудования. Проведены пуско – наладочные работы и работы по модернизации лидара. Разработаны методики экспериментальных исследований, с учётом оснащения УСУ"ЛИДАР-ИОНОЗОНД" современным оборудованием. Представлены методические рекомендации для студентов, работающих на УСУ "ЛИДАР-ИОНОЗОНД".
Предложена программа развития УСУ "ЛИДАР-ИОНОЗОНД", в которой дана оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг. Представлены рекомендации по использованию проведенных НИР.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.8 Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также уникальных объектов научной инфраструктуры (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования
Тема
Лазерный мониторинг несферических микрочастиц в тропосфере и нижней стратосфере и исследование механизмов ориентации кристаллов в облаках верхнего яруса на установке: "Высотный поляризационный лидар для зондирования атмосферы (ЛИДАР) (рег. № 06-21)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
0,7 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка и техническая реализация электронной базы данных с переводом многолетних рядов наблюдений (с 1936 по настоящее время) за ионосферой с бумажных носителей (журналы наблюдений) с последующей модернизацией методик обработки первичных данных, допускающих удаленный доступ и управление ионосферными измерениями через Интернет на установке: "Томская ионосферная станция (ИОНОЗОНД) (рег. № 06-22)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
0,7 млн
Количество заявок
1
Тема
Комплексные исследования физических механизмов стратосферных изменений на основе методов дистанционного оптического зондирования на установке: "Сибирская лидарная станция (СЛС) (рег. № 01-64)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение исследований физических и химических процессов с использованием уникальных стендов и установок в области энергетики и энергосбережения (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
111,6 млн
Количество заявок
32
Тема
Проведение исследований с использованием высокоэнергетических уникальных установок и комплексов (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
61,8 млн
Количество заявок
15