abslist.html

    Институт динамики геосфер Российской академии наук (ИДГ РАН) (www.idg.chph.ras.ru) занимается изучением механизмов взаимодействия геосфер под воздействием природных и техногенных возмущений. Работа ИДГ РАН ведётся по нескольким научным направлениям.
    Исследования фундаментальных проблем происхождения и эволюции нашей планеты, а также образования и коэволюции земных оболочек позволяют нам детально изучить историю Земли на протяжении миллиардов лет ее существования. Геологи, геохимики и биологи крайне заинтересованы в исследованиях физико-химического состояния примитивных геосфер, особенно ранних, коры, атмосферы и океанов.
    В последнее время человечество осознало угрозу астероидно-кометной опасности (АКО). ИДГ РАН был организатором международной конференции по проблеме Тунгусского явления и является активным участником международных форумов по АКО. Весьма востребованы результаты уникальных компьютерных расчетов процессов, которые происходят при ударах космических тел о Землю и могут иметь катастрофические для человеческой цивилизации последствия.
    В рамках научных направлений «Геомеханика и сейсмотектоника» и «Приповерхностная геофизика» в Институте разрабатываются научные основы технологий рационального воздействия на деформационные режимы участков земной коры. С этой целью изучаются механизмы природных и техногенных физических явлений, происходящих в недрах Земли, и создаются модели их пространственно-временной эволюции. Разрабатываемые системы постоянной комплексной синхронной регистрации (мониторинга) физических полей используются для предупреждения катастрофических последствий опасных геофизических явлений природного и техногенного происхождения: техногенной сейсмичности, оползней, обрушения склонов, провалов земной поверхности при карстах и т.д.
    В Институте также изучаются процессы в атмосферно-ионосферно-магнитосферной системе, возникающие при естественных и техногенных возмущениях, физические механизмы передачи таких возмущений от литосферы в ионосферу.
    Исследуются:

• среднеширотные вариации геомагнитного поля в диапазоне частот 0-1 Гц и пульсаций геомагнитного поля в диапазоне частот 0,01-30 Гц и из связи с геомагнитными бурями и суббурями, резонансными явлениями в системе атмосфера-литосфера-ионосфера;

• влияние атмосферных и гелиогеофизических процессов и параметров плазмы в ионосфере Земли на вариации приземного электрического поля и приземного атмосферного тока;

• вариации полного электронного содержания ионосферы, вызванных перемещением ионосферных неоднородностей и изменением гелиогеофизических условий; • оптические эмиссии в атмосфере;

• условия распространения радиосигналов в ионосфере Земли и их измерение при геомагнитных возмущениях.

    Ведутся исследования эволюции ионосферы Земли при изменениях планетарного масштаба, таких как, например, движение магнитного полюса Земли. Целый ряд работ посвящен геофизическим последствиям активного воздействия на ионосферу, включая последствия воздействий мощного высокочастотного радиоизлучения (нагревные стенды). Для прогноза возможностей радиосвязи в условиях возмущений разрабатываются физические и прогностические модели ионосферы и распространения радиоволн в неоднородных средах.
    Широкие возможности наблюдения взаимосвязанных геофизических процессов предоставляет комплекс аппаратуры, установленный на Геофизической обсерватории ИДГ РАН "Михнево". Обсерватория расположена в ~ 100 км от Москвы (GEO: 54,94 N; 37,73 E; CGM: 51,12 N; 11,79 E) и предназначена для проведения комплексной регистрации физических полей и геофизических процессов в земной коре, в приземном слое атмосферы и в ионосфере, возникающих при воздействии на геосферы источников природного и техногенного происхождений. Основными задачами измерительных комплексов обсерватории являются:
    1. Комплекс геомеханических наблюдений:

• мониторинг и локация слабых сейсмических событий в пределах Восточно-Европейской платформы;

• создание банка данных типовых "портретов" волновых форм от взрывов в карьерах;

• изучение влияния изменения гидрогеодинамической обстановки на микросейсмический фон по данным сейсмологических и гидрогеологических исследований;

• сбор данных о приливных деформациях и медленных наклонах земной поверхности в районе геофизической обсерватории.

2. Комплекс геоэлектрических, геомагнитных и акустических наблюдений:

• разработка методов и исследования суточных и сезонных вариаций напряженности электрического поля в приземном слое атмосферы;

• исследование влияния атмосферных и гелиогеофизических процессов и параметров плазмы в ионосфере Земли на вариации приземного электрического поля и приземного атмосферного тока;

• исследование среднеширотных вариаций геомагнитного поля в диапазоне частот до 1 Гц, пульсаций геомагнитного поля в диапазоне частот 0,01-30 Гц и их связи с магнитными бурями и суббурями, а также резонансными явлениями в системе литосфера-атмосфера-ионосфера;

• мониторинг вариаций геомагнитного поля, как показателей динамики системы солнечный ветер-магнитосфера-ионосфера, а также техногенных воздействий на ионосферу;

• изучение акустико-гравитационных волн в приземном слое атмосферы как предвестников опасных природных явлений (сильные грозы, ураганы, циклоны и др.).

3. Комплекс радиофизических и оптических наблюдений

• исследование динамики D и E слоев ионосферы под действием возмущений "снизу" –со стороны литосферы-атмосферы и "сверху" – со стороны ближнего космоса;

• изучение механизмов и динамики распространения возмущений в геосферах при воздействии на ионосферу мощного радиоизлучения;

• исследование вариаций полного электронного содержания ионосферы, вызванных перемещением ионосферных неоднородностей и изменением гелиогеофизических условий;

• исследование оптических эмиссий в атмосфере.

4. Комплекс накопления, обработки и передачи измерительных данных:

• накопление и первичная обработка измерительных данных, получаемых с измерительных комплексов обсерватории, и последующая передача данных в ИДГ РАН и ИНТЕРНЕТ с использованием спутникового канала связи.

5. Мобильный комплекс геофизических измерений:

• проведение синхронных с обсерваторскими оперативных наблюдений геофизических процессов в удаленных от обсерватории пунктах;

• оперативные наблюдения за геофизическими полями с целью определения условий и критериев устойчивости процессов массо- и энергообмена между геосферами на границе земная кора-атмосфера по отношению к возрастающей антропогенной нагрузке, предупреждения катастрофической дестабилизации среды обитания человека при воздействиях на межгеосферные связи;

• повышение плотности пространственных наблюдений, возможности оперативной передислокации регистрирующих средств на участки, характеризующиеся наиболее интенсивными вариациями геофизических полей и их откликом на внешние возмущения.

Руководство ИДГ: Директор, д.ф.-м.н., профессор Ю.И. Зецер,

советник РАН, академик В.В. Адушкин,

зам. директора по научной работе, д.ф.-м.н. С.Б. Турунтаев

Геофизическая обсерватория «Мыс Шмидта» - история, настоящее и
надежды на будущее (180º 32¨ вд, 68° 55¨ сш).

М.Л. Басалаев, зав.обсерваторией, ИКИР ДВО РАН

Начало геофизических исследований в Восточной Арктике относится к раннему освоению Северного морского пути. Послелегендарной экспедиции на теплоходе «Челюскин» и его гибели в 100 милях от Мыса Северный, в Чукотском поселении Рыркайпий была основании в 1934 г. метеостанция по указанию О.Ю.Шмидта для обслуживания Арктической навигации. В годы войны метеопрогнозы использовались для осуществления переброски самолетов из Аляски в Сибирь. В конце 40-х годов здесь был образован поселок Мыс Шмидта, и было построено первое каменное здание и установлена ионизационная камера АСК-2 для регистрации жесткой компоненты КЛ (руководитель проекта Шафер Ю.Г.). Измерения на АСК-2 проводились до 1967 года, все исследования велись под руководством ИКФИА (Якутск). Наиболее полно геофизические исследования развернулись при проведении Международного Геофизического Года в 1957-1958 гг. Была построена и смонтирована установка по фотографированию полярных сияний (ПС) - т.н.установка Лебединского – сложная система больших зеркал с фотографированием всего неба с помощью фотокамеры РФК. В эти же времена был построен магнитный павильон. Данные съемки полярных сияний широко использовались для наученных исследований в период после МГГ, в том числе при исследований динамики овала ПС.

В 1964 году все научные геофизические наблюдения были переданы Северо-Восточному комплексному институту (СВКНИИ ДО АН СССР) и в п.Мыс Шмидта был образован Отдел Космофизических исследований. (ОКФИ Мыс Шмидта). В эти же годы в ОКФИ была передана из Гидрометслужбы и ионосферная станция. Позднее, в 1965-1966 гг был смонтирован супермонитор для измерения нейтронной компоненты КЛ.

В 1975-1978 гг. было построено новое здание под нейтронный монитор и смонтирована установка под нейтронный телескоп (совместно с ИКФИА и СибИЗМИР). Данные по нейтронной компоненте КЛ, начиная с 1980 гг. передавались в ИКФИА, СибИЗМИР, ИЗМИРАН. В 1972 – 1985 годы совместно с ИКФИА были проведены экспедиционные работы по исследованию ионосферы, КПК магнитного поля, распространению радиоволн, регистрации УНЧ, исследовались условия распространение герцовых импульсов. В эти годы был организован экспедиционный пункт на о. Врангеля.

Также в эти же годы совместно с ЛГУ и ОКТБ «Радиофизика» были развернуты работы по исследованию радиоволн СДВ диапазона, что затем было использовано для разработки стандартной модели ионосферы и оценке навигационных поправок для региона Восточной Арктики. Данные исследования базировались на регистрации фазы сигналов всемирной навигационной системы «Омега» (США) и российской системы «Маршрут». Все эти работы оформлены в самостоятельные проекты «Север-1» и «Север-2».

Исследования вариаций магнитного поля Земли были продолжены в 1968 г. Был построен магнитный павильон (МП) (в замен сгоревшего в 1960г) и установлены вариационные станции МВС-1, затем ШМВС (ИЗМИРАН, В.Ф.Шельтинг), а так же комплексная установка с ферро-индукционными датчиками для исследований КПК. Результаты этих работ по выявлению доминирующих гармоник во время полярных суббурь и данные по каталогам магнитных бурь опубликованы в отчетах.

С 1985 г. были начаты измерения МПЗ с помощь цифровой станции ЦМВС-2 ( по инициативе Зайцева А.Н., ИЗМИРАН, которая позволила фиксировать вариации МПЗ с минутным разрешением. Этот прибор до сих пор находится в рабочем состоянии.

В 1987г. на основании Постановления президиума ДВО АН СССР №80, из состава КНИИ (г.Магадан) были выделены геофизические подразделения ОМПЗ, п.Паратунка, зав к.ф.-м.н. Дымичев Б.С.,ОКФИ Мыс Шмидта, зав. к.т.н. Басалаев М.Л . ОРКФИ г.Магадан, к.ф.-м.н. Поддельский Н.П., ГФО - Хабаровск, Станция службы Солнца, г.Уссурийск и на их основе в п.Паратунка образован Институт космофизических исследований и распространения радиоволн. (ИКИР), директор д.т.н. Амиантов И.Н.

В настоящее время ИКИР (директор д.ф.-м.н. Шевцов Б.М.) является связующим центром геофизических исследований на Дальнем Востоке.

Начиная с 2005 г. в ГФО им. Шмидта произведена полная модернизация основных видов наблюдений. Так, была модернизирована станция ЦМВС-2 с регистрацией данных на современных ПК, в рамках международного проекта MAGDAS (Университет Кюсю, Япония) установлена цифровая Станция MAGDAS, устанавливается магнитометрический комплекс GFZ (Потсдам, Германия).
Была полностью модернизирована система регистрации и обработки измерений интенсивности Космических лучей. Все данные в оперативном режиме передаются в ИЗМИРАН и ИКИР. Станция Мыс Шмидта входит как составное звено в цепи полярных станций – Апатиты,Баренцбург, Норильск,Тикси,Мыс Шмидта, участвовавших в Международном проекте “Space Ship Earth” (Космический корабль Земли).

Все данные в цифровом виде ежесуточно отправляются в ИЗМИРАН и ИКИР и находятся в архиве ГФО Мыс Шмидта.

обращаться basalaev.ml@yandex.ru

Ионосферная станция САЛЕХАРД.

Город Салехард гордится своим положением на Полярном круге. Этот же мотив послужил причиной выбора места для ионосферной станции в период подготовки Международного Геофизического года (МГГ) в 1957-58 гг. Кроме Салехарда на Полярном круге также расположились станции Архангельск, Якутск и Магадан, которые служат базой мониторинга субавроральной ионосферы и динамики главного ионосферного провала. С тех далеких годов Салехард всегда был безукоризненно действующей станцией – форпостом полярной науки и основой магнитно-ионосферной службы СССР, а теперь России. Со времени первой ионограммы, полученной 01 января 1957 года и по сегодняшний день несут свою вахту сотрудники ионосферной станции в Салехарде, столице бурно развивающегося Ямала. Если 50 лет тому назад Салехард был городом деревянных бараков и самолет АН-24 летел из Москвы почти 8 часов, то сегодня Салехард по виду вполне современный город, а самолет Боинг-737 доставит вас всего лишь за 3 часа.
В настоящее время ионосферная станция Салехард одна из лучших в системе Гидрометслужбы. И в этом очевидная заслуга принадлежит Раисе Дмитриевне Сухановой, много лет ведущей наблюдения на станции. Молодой девушкой, выпускницей Техникума связи из Новосибирска, попала она на ионосферную станцию в апреле 1958 года. Здесь прошли ее лучшие годы, здесь она вышла замуж за инженера ионосферной станции Льва Андреевича Тясто, здесь она вырастила дочь и здесь по-прежнему верна своему любимому делу – ионосферной станции. Все прошлые годы и до сих пор на станции в рабочем состоянии ионозонд выпуска 1961 года – АИС изготовления Серпуховского завода. В 2011 году началось переоснащение станции на современную технику. По программе ФЦП «Геофизика» для российских станций закуплены канадские ионозонды CADI. Хотя по условиям эксплуатации эти ионозонды сделаны для полярных станций, но к ним нужно относиться внимательно, как и ко всякой современной электронике. Комплект, установленный в Салехарде в 2011 году, пострадал при переключении электросети, и сегодня в 2012 году уже требуется дорогостоящий ремонт. В итоге выручает старенькая АИСка, хотя давно просит замены, скрипит, но работает. При передаче ионосферной станции Салехард из Академии наук в Гидрометслужбу в 1974 году не удалось сохранить весь комплекс геофизических наблюдений – не работает риометр, нет магнитно-вариационой станции, кончились наблюдения за полярными сияниями – камера С-180 давно демонтирована, а новых современных приборов пока не ожидается. Большой минус в работе станции – отсутствие сети Интернет. Станция работает в режиме ежечасных наблюдений, оператор передает данные по телефону (телеграмма ИОНХА) в центр оперативной связи здесь же в Салехарде, а далее информация передается автоматически по служебной связи Гидрометслужбы. Контроль за работой станции ведет Мурманский центр ионосферных прогнозов, методическое руководство осуществляет Институт прикладной геофизики в Москве. К сожалению, с 1991 года на станции в Салехарде ни разу не видели ни одного сотрудника ИПГ.

Из былого яркой страницей вспоминаются моменты особого геофизического внимания – непрерывные наблюдения за состояние ионосферы в период полета Ю.Гагарина. Радость переполняла сердца, а трое суток ежеминутных наблюдений легли в основу будущих детальных прогнозов космической погоды. Понятно, что сотрудники станции узнали об этом уже после полета, но сам факт участия именно в программе сопровождения космических достижений СССР всегда оставался ярким моментом биографии сотрудников ионосферной станции в Салехарде. Есть воспоминания и не такие радостные, но ответственные. Например, сопровождение ионосферными наблюдениями специальных интервалов в период испытаний ядерного оружия на Новой Земле, особенно памятна дата 30 октября 1961 г. – подрыв самой большой в мире атомной бомбы. Это событие сейчас широко известно как взрыв «Царь-бомбы» или как образно назвал ее Н.С.Хрущев - «Кузькина мать». На Ямале в 60-е годы уровень радиоактивных загрязнений заметно превышал естественный фон. После запрета взрывов в атмосфере прошло несколько десятилетий и последствия ядерных взрывов на Ямале уже не наблюдаются.
01 января 2007 года ионосферная станция в Салехарде отметила свое 50-летие.
В том же январе Р.Д.Суханова отметила свое 70-летие. Поздравления прислали ей все товарищи по работе и директор ИЗМИРАН. Хотелось бы надеяться, что Р.Д.Суханова продолжит свою работу и вскоре Салехардская ионосферная станция станет центром развития и других геофизических наблюдений на Ямале. И главная проблема здесь, как и везде в российской науке, молодая смена. Таких специалистов как Р.Д.Суханова уже не готовит никакое учебное заведение, а молодежь из науки стремительно вымывает рынок. Но будем оптимистами и будем надеяться на лучшее.

На фотографиях - начальник станции Р.Д.Суханова у АИС, и общий вид ионосферной станции.

Модель авроральных высыпаний ПГИ.
Воробьев В.Г., Ягодкина О.И., Катькалов Ю.В.

    Разработана и размещена на страницах ПГИ в Интернете интерактивная модель авроральных высыпаний - Auroral precipitation model, APM (http://pgia.ru/lang/en/webapps/). Модель позволяет по задаваемому пользователем уровню магнитной активности (AL и Dst индексы) получить: (1) планетарное распределение зон авроральных высыпаний различных типов, (2) картину распределении средних энергий высыпающихся электронов в различных областях и (3) планетарную картину распределения потоков энергии высыпающихся частиц. Широтные пределы распределения зон и уровни средних энергий и потоков энергии строятся как автоматически, так и могут задаваться пользователем. Также пользователем на глобальной картине распределения характеристик высыпаний могут быть нанесены интересующие его станции или пункты наблюдения в соответствующие моменты UT путем задания их географических координат или отметкой «мышью» на картах Google.
    Планетарное распределение зон авроральных высыпаний может быть получено как в исправленных геомагнитных, так и в географических координатах. Дополнительно, модель позволяет создать фильм, показывающий суточное вращение зоны высыпаний при заданном уровне магнитной активности относительно географической карты северного полушария. Модель основана на результатах статистической обработки данных спутников DMSP F6 и F7 за 1986 г. (http://sd-www.jhuapl.edu). 1986 г. был годом минимума солнечной активности. Однако, в течение этого периода наблюдались и значительные магнитосферные возмущения, в том числе магнитная буря 8-10 февраля интенсивностью в Dst индексе примерно -300 нТл.
    Для построения планетарной картины авроральных высыпаний была создана специальная база данных, содержащая около 35 тысяч пролетов спутников в северном и южном полушариях. Для каждого пролета спутника, кроме стандартных данных о положении границ авроральных высыпаний и характеристик высыпающихся частиц [Newell et al., 1991b], в этой базе данных содержатся сведения о параметрах плазмы солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, а также значения индексов магнитной активности и фазы магнитосферной суббури, в период которых проводились измерения. Все фазы суббури по времени разбиты на три подфазы, соответствующие их начальной, средней и заключительной стадиям. Для AL индекса в базу данных внесены его 1-ч и 5-мин значения. В модели использованы 5-мин значения AL и часовые значения Dst индексов.
    При статистической обработке данных для увеличения статистики все пролеты спутников разбиты на восемь 3-х часовых интервалов по местному геомагнитному времени (00-03 MLT, 03-06 MLT, 06-09 MLT и т.д.). Среднеквадратичное отклонение положения границ от средних значений σ ~= 2º-3º широты в зависимости от MLT, уровня магнитной активности и типа границы.
    В настоящее время создалась ситуация, когда на сайте APL JYU (http://sd-www.jhuapl.edu).по наблюдениям одних и тех же спутников обозначения дневных и ночных областей авральных высыпаний, различны. Это создаёт определенные трудности для сопоставления их друг с другом и построения единой планетарной картины высыпаний. Для устранения этих трудностей в работе [Старков и др., 2002] предложенная новая терминология областей высыпаний, основанная на сопоставлении структуры высыпаний со структурой аврорального свечения. В авроральных высыпаниях выделено три зоны, которые показаны на рис.1 и перечислены ниже в порядке увеличения их широтного положения:
    DAZ ,diffuse auroral zone - диффузная авроральная зона, представляющая собой пояс диффузных высыпаний, расположенный экваториальнее овала и пространственно совпадающий с зоной диффузного аврорального свечения.
    AOP, auroral oval precipitation – зона структурированных высыпаниий, экваториальная граница которых пространственно совпадает с экваториальной границей овала дискретных форм сияний [Старков и др. 2003].
    SDP (soft diffuse precipitation) - зона мягких диффузных высыпаний, окаймляющих область АОР с приполюсной стороны.

Выше SDP на ночной стороне находится полярная шапка, а на дневной – высыпания полярного каспа и/или мантии. Области высыпаний, связанные с каспом и мантией, в представленную модель не включены.
По уровню магнитной активности статистически значимый массив данных располагается в интервалах:

AL - от 0 до -1500 нТл;

Dst - от +10 до -200 нТл.

    Поэтому рекомендуется использовать модель в этих интервалах активности. Однако мы применяли полученные уравнения регрессии для изучения поведения границ высыпаний в периоды магнитных бурь значительно большей интенсивности (до -600 нТл по Dst индексу) и получили хорошее совпадение между расчетными и экспериментальными значениями [Воробьев и Ягодкина, 2005, 2007; Yagodkina et al., 2011].
    Исправленные геомагнитные координаты вычислялись по модели AACGM (Altitude Adjusted Corrected Geomagnetic Coordinates) [Baker and Wing, 1989].
    Модель: http://ccmc.gsfc.nasa.gov/requests/instant/instant.php?model=AACGM.
    Программа: http://svn.phys.ucalgary.ca:8080/websvn/

    Воробьев В.Г., Ягодкина О.И. Влияние магнитной активности на глобальное распределение зон авроральных вторжений // Геомагнетизм и аэрономия. 2005. Т.45. №4. С.438-444.
    Воробьев В.Г., Ягодкина О.И. Динамика авроральных высыпаний в периоды сильных магнитных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. 2007. Т.47. №2. С.198-205.
    Старков Г.В., Реженов Б.В., Воробьев В.Г., Фельдштейн Я.И., Громова Л.И. Структура авроральных вторжений в дневном секторе // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. Т.42. №2. С.186-194.
    Старков Г.В., Реженов Б.В., Воробьев В.Г., Фельдштейн Я.И. Планетарное распределение авроральных высыпаний и их связь с областями аврорального свечения // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. Т.43. №5. С.609-619.
    Baker, K.B. and Wing S. A new magnetic coordinate system for conjugate studies at highlatitudes // J. Geophys. Res. V. 94. No. A7. P. 9139-9144. 1989
    Newell P.T., Wing S., Meng C-I., Sigillito V. The auroral oval position, structure and intensity of precipitation from 1984 onward: an automated on-line data base // J. Geophys. Res. V. 96. P. 5877-5882. 1991a.
    Newell P.T., Burke W.J., Sanchez E.R., Meng C.-I., Greenspan M.E., Clauer C.R. The low-latitude boundary layer and boundary plasma sheet at low altitude: prenoon precipitation regions and convection reversal boundaries // J. Geophys. Res. V. 96. P.21013-21023. 1991b.
    Newell P.T., Feldstein Y.I., Galperin Yu.I., Meng C.-I. Morphology of nightside precipitation // J. Geophys. Res. V. 101. P. 10737-10748. 1996.
    Yagodkina O.I., Despirak I.V, Vorobjev V.G. Spatial distribution of auroral precipitation during substorm caused by magnetic clouds // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. doi:10.1016/jastp.2011/06/009. 2011.

Наблюдение состояния слоя Д ионосферы методом сканирующих риометров.

А.С.Амиантов, А.Н.Зайцев, В.Г.Петров, ИЗМИРАН

    Наблюдения состояния слоя Д ионосферы методом радиопросвечивания от космических источников является эффективным методом контроля ионосферы во время магнитных бурь, когда метод вертикального зондирования ионосферы не работает. Для этого используются риометры – специальный прибор, функционально представляющий собой радиотелескоп на одной фиксированной частоте. Прозрачность ионосферы существенно меняется по времени суток, по сезону года и географического положения точки приема. Соответственно, изменения уровня космического излучения (шума), принимаемого на уровне земли, характеризуют прозрачность ионосферы. Окно прозрачности ионосферы меняется от единиц до десятков мегагерц – этим и определяется выбор рабочей частоты риометра. В последние 20 лет техника риометров была усовершенствована, накоплен опыт цифровой регистрации, были созданы сканирующие и отображающие риометры, дающие мгновенное изображение распределения ионизации в слое Д ионосферы. В 2012 году в мире работают не менее двух десятков установок отображающих риометров, расположенных в высоких широтах. В России до сих пор таких установок нет, хотя в 1989-1992 гг. такие работы были начаты в ИЗМИРАН.
    В рамках проекта «Полярная геофизика Ямала» предлагается возобновить работы по созданию современных риометров. В качестве первого шага предлагается создать установку из трех разнесенных сканирующих риометров, расположенных на Ямале поперек зоны полярных сияний в пунктах Мыс Каменный, Сеяхв и Сабетта. Это позволит иметь диагностический инструмент, сравнимый с теми, что построены на Аляске под установку HAARP и в Скандинавии под радар некогерентного рассеивании EISCAT.
    На Ямале имеется развитая поселковая, транспортная и коммуникационная инфраструктура, что позволяет разместить сканирующие риометры вдоль одного геомагнитного меридиана и стыковать их для расширенного обзора зоны полярных сияний. При опоре на полярные поселки Сабетта, Сеяха и Мыс Каменный перекрытие может составить от 67,5 до 61,5 градусов геомагнитной широты. Сбор и анализ данных такой установки может быть налажен в реальном времени, что обеспечит ее использование для прикладных целей, в том числе как инструмента детальной оценки состояния полярной ионосферы и непосредственно состояния слоя Д ионосферы.

Пример регистрации сканирующим риометром поглощения в слое Д ионосферы для случая
полярной суббури 13 августа 1990 года, пос. Сабетта, Ямал.

Геомагнитный меридиан 145.

    В период Международного Геофизического года – МГГ – 1957-1958 гг. Были выполнены беспрецедентные координированные геофизические наблюдения в планетарном масштабе, в том числе в Арктике и Антарктике. Две великие страны СССР и США обосновали внутри Антарктиды постоянно действующие станции – Южный Полюс (географический полюс) и Восток (геомагнитный полюс). Спустя десятилетие, потраченное на первичный анализ собранных данных, и благодаря новым спутниковым средствам наблюдений из космоса, стало ясно, что необходимо наращивать и развивать имеющиеся наземные сети геофизических наблюдений. В первую очередь это коснулось сетей магнитометров. В начале 70-х годов сформировалась кооперация под названием «Геомагнитный меридиан». Было показано, что для детального описания пространственно-временных характеристик необходимо иметь специальные сети наблюдений. Ввиду того, что система ионосферных и магнитосферных токов обладает широтной симметрией (основные токи текут в широтном направлении) эффективным средством исследований стали плотные цепочки магнитометров именно вдоль геомагнитных меридианов. В 1973-1977 гг. в северном полушарии сформировалось 6 постоянно действующих меридиональных цепочек магнитометров. Позднее в период МИМ (1980-1986) к этим цепочкам было добавлено еще несколько меридианов.
    В СССР таким меридианом стала цепочка обсерваторий от о. Хейса, через Карское море, Ямал, Западную Сибирь и Казахстан с выходом на Индию. Удалось протянуть единую линию от зоны полярных сияний до экватора. Этот выбор оказался очень удачным и меридиан заработал в полную силу уже с 1973 года. В эти же годы началось внедрение цифровых магнитометров, и уже к периоду МИМ (1980-1986) в мире насчитывалось около 100 обсерваторий, имевших цифровую регистрацию вариаций магнитного поля Земли.
    По мере развития работ наблюдений на "Геомагнитном меридиане 145" в 1980-1985 гг. были созданы условия для цифровой эры и в нашей стране. По мере накопления данных встал в полной мере вопрос о массовой обработке данных. Быстрое развитие самих ЭВМ и

методов обработки наземных геомагнитных данных привело к развитию систем INTERMAGNET и AMIE, а внедрение спутниковых систем связи позволило создать системы сбора и анализа геомагнитных данных, работающие в реальном времени. Благодаря этим работам данные геомагнитных наблюдений стали использоваться в службах прогнозов «космической погоды». Было показано, что вариации магнитного поля тесно связаны с параметрами солнечного ветра, что позволило проследить всю цепочку причинно-следственных связей в системе «солнечный ветер – магнитосфера – ионосфера -атмосфера Земли».
В настоящее время развитие прошлых идей на новой технологической основе привело к реализации программы «Полярная геофизика Ямала». При этом не следует забывать и весь предыдущий накопленный опыт, который был оформлен в виде проекта «Данные геомагнитных наблюдений на меридиане 145 как элемент системы мониторинга состояния магнитосферы Земли».

Карта-схема «Геомагнитного меридиана 145» в период 1973-1989 гг. Координатная сетка – географическая, геомагнитный меридиан 145° приблизительно совпадает с географическим меридианом 75° в средних широтах. Выше зоны полярных сияний расхождение значительно из-за разницы в положении магнитного и географического полюсов. Карта взята из публикации: V.O.Papitashvili, A.N.Zaitsev, R.G.Rsatogi, N.S.Sastri, Proposed INDO-SOVIET collaborative studies based on the data along the Geomagnetic Meridian 145°, Current Science, Vol.54, No. 14, pp 666-671, July 20, 1985.

РЕШЕНИЕ
Второй Международной научной Конференции
«Инновационные электромагнитные методы геофизики»
(25-28 августа 2010г., г. Салехард)

    Вторая Международная научная Конференция «Инновационные электромагнитные методы геофизики» организована и проведена 25-28 августа 2010г. в г.Салехарде Национальным исследовательским Центром «Курчатовский институт», Национальным (Российским) Фондом Наследия Нобилей совместно с Правительством Ямало-Ненецкого автономного округа.
    Целью Конференции было обсуждение инновационной технологии глубинного электромагнитного зондирования Земли в интересах фундаментальных и прикладных задач, в том числе поиска полезных ископаемых, включая шельфы морей Северного Ледовитого океана.
    Были заслушаны и обсуждены доклады, посвященные проблемам, связанным с трехмерным картированием структуры земной коры электромагнитными методами, а также проблемам поиска и разведки полезных ископаемых на суше и морском шельфе. Был обсужден весь методический комплекс вопросов от создания необходимой аппаратуры до современных методов интерпретации.
    Участники Конференции отметили ее плодотворность и полезность для успешного решения фундаментальных и практических задач, в частности, при поиске и разведке углеводородов на суше и на морском шельфе, а также при решении актуальной проблемы картирования геологической границы арктического шельфа.

    Конференция постановила:

- Одобрить инициативу Национального научного Центра «Курчатовский институт», Национального Фонда Наследия Нобилей и Правительства Ямало-Ненецкого автономногоокруга по проведению Международной научной Конференции «Инновационные электромагнитные методы геофизики».

- Рекомендовать предприятиям топливно-энергетического комплекса Ямало-Ненецкогоавтономного округа, провести экспериментальное электромагнитноезондирование на эксплуатируемых участках недр.

- Рекомендовать создание Ямало-Ненецкого полигона для проведения работ по морской геоэлектрике с использованием искусственных и естественных источниковэлектромагнитного поля.

- Считать целесообразным дальнейшее регулярное проведение данной Конференции с приглашением молодых ученых и представителей промышленности.

- При проведении очередной Конференции организовать выставку, демонстрирующую достижения при разработке аппаратуры электромагнитного зондирования.

- Поддержать научный проект по созданию «справочно-информационной системы о состоянии магнитного поля на территории Ямало-ненецкого автономного округа», а также проведение региональных магнитотеллурических и магнитовариационных зондирований.

- Опубликовать материалы Конференции.

Участники Конференции благодарят Правительство Ямало-Ненецкого автономного округа за содействие в успешном проведении Конференции.

Председатель оргкомитета Конференции

академик Е.П.Велихов.

Решение конференции "Базы данных, инструменты и информационные
основы полярных геофизических исследований"

24-26 мая 2011 г

    Первая научная Конференция "Базы данных, инструменты и информационные основы полярных геофизических исследований" организована и проведена 24-26 мая 2011 года в г. Троицке силами сотрудников Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) и Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова Российской Академии наук (ИЗМИРАН).
    Целью Конференции было обсуждение проблем развития полярных геофизических исследований в современной информационно-коммуникационной среде, базирующихся на создании открытых справочно-информационных систем с набором баз данных, инструментов работы с базами данных и мощных систем анализа и обработки данных.
    Были заслушаны и обсуждены доклады, посвященные проблемам, связанным с развитием сети геофизических обсерваторий в высоких широтах, созданием виртуальных обсерваторий как универсального средства и основы открытой среды научного поиска и анализа наблюдаемых геофизических явлений в высоких широтах в интересах фундаментальных и прикладных задач, в том числе освоения ресурсов полуострова Ямал.
    В ряде докладов было отмечена важная роль наблюдений в высоких широтах для решения современных задач мониторинга состояния окружающей среды, как в реальном времени, так и для долгосрочных оценок ее изменений. Был обсужден комплекс вопросов от создания необходимой аппаратуры до современных методов регистрации и передачи данных по сетям связи. Критически важными остаются задачи создания моделей геофизических явлений и интерфейсы пользователей при обращении к базам данных. Отмечена важность участия российских ученых в больших национальных и зарубежных проектах, ориентированных на сбор цифровых данных – российский сегмент сети ИНТЕРМАГНЕТ (рук. член-корр.РАН А.Д. Гвишиани), проект РэпидМАГ (рук. проф. О.А.Трошичев), сеть магнитно-вариационных данных СуперМАГ (рук. д.ф-м.н. В.Д.Кузнецов), радиофизический мониторинг СуперДАРН (рук. академик РАН Г.А.Жеребцов). В ближайшие годы будут реализованы космические программы РЕЗОНАНС, SWARM, RSBP, для которых важными являются наземные наблюдения в высоких широтах на координированных сетях с выдачей данных по сети Интернет.
    Участники Конференции отметили ее плодотворность и полезность для успешного решения фундаментальных и практических задач, в частности, при поиске, разведке и эксплуатации запасов углеводородов на полуострове Ямал, при решении актуальной проблемы учета воздействия космической погоды на технологические системы, по оценке рисков при таких особо опасных явлениях как вторжений высокоэнергичных СКЛ (солнечных космических лучей), появления мощных вулканических облаков, развития сильных магнитных бурь, с наибольшим воздействием в зоне полярных сияний.

    Конференция решила:

1. Одобрить инициативу ААНИИ и ИЗМИРАН по проведению научной Конференции "Базы данных, инструменты и информационные основы полярных геофизических исследований". Считать целесообразным дальнейшее регулярное проведение данной Конференции с приглашением молодых ученых и представителей организаций ЯНАО и компаний нефтегазового комплекса.

2. Рекомендовать усилить экспериментальные работы в Российском секторе Арктики, особо отметив роль полуострова Ямал в стабильном развитии экономики России. При этом считать приоритетным создание открытых справочно-информационных систем с набором баз данных, инструментов работы с базами данных и мощных систем анализа и обработки данных.

3. Считать перспективным развитие Салехардского Гидрометцентра, на базе которогоработает комплекс геофизических наблюдений от наземного уровня до верхней ионосферы,(аэрология, запуск озоновых зондов и зондов с радиометрами, риометры, ионозонды, радарметеорных следов и т.д.),

4. Считать перспективной организацию радиометрического стратосферного зондирования и отбор проб аэрозолей на выбранной сети аэрологических станций Росгидромета, имея ввиду возможности аэрологической станции в Салехарде,

5. Считать перспективной установку радара наблюдений метеорных следов для определения ветров в Д-слое ионосферы, покрывающей территорию Ямала,

6. Развивать сотрудничество с организациями Ямало-Ненецкого автономного округа в деле освоения результатов научных исследований для устойчивого развития этого региона России, с предприятиями топливно-энергетического комплекса, с организациями образования, охраны здоровья населения, его информирования о состоянии окружающей среды.

7. Поддержать научный проект по созданию открытой СИС «Полярная геофизика Ямала» с использованием опыта работы подобных систем знаний и информации, имеющихся в России и за рубежом, с ориентацией на нужды региона Ямала,

8. Обратиться к Губернатору Ямала Д.Н.Кобылкину с предложением о создании постоянной рабочей группы по реализации СИС «Полярная геофизика Ямала» с участием ААНИИ, ИЗМИРАН и других институтов, а также организаций и предприятий Ямало-ненецкого автономного округа.

9. Представить материалы Конференции в электронном виде на сайтах ИЗМИРАН и ААНИИ.

Участники Конференции благодарят руководство ААНИИ и ИЗМИРАН за
содействие в успешном проведении Конференции.

Участники Конференции признательны руководству Российского фонда
Фундаментальных исследований за финансовую поддержку проведения Конференции.

Программный комитет Конференции

Материалы конференции ПОЛАР-2011 на сайте ИЗМИРАН:

http://www.izmiran.ru/POLAR2011/

Занимательные рассказы про георадар ЛОЗА.

    Если Вас интересуют достижения в области геофизического «подповерхностного» зондирования с помощью георадаров – рекомендуем сходить на сайт http://www.geo-radar.ru/. Один из первых георадаров типа ЛОЗА был разработан сотрудниками ИЗМИРАН на основе научных исследований по космической тематике в середине 90-х годов. В настоящее время георадары ЛОЗА широко используются для решения самых разнообразных задач в археологии, геофизике и даже подводных исследованиях. На сайте приведены яркие описания применений георадаров. Один из разработчиков георадаров ЛОЗА В.А.Копейкин составил и собрал правдивые истории из георадарной практики. Нам кажется, вы получите удовольствие, если заглянете в этот раздел сайта «случаи из практики» - см. http://www.geo-radar.ru/stories.php. В настоящем приложении мы публикуем один из таких рассказов.

    Эпизод 30. Водопровод для товарища Сталина.

    Гостиница «Москва». Между сносом здания сталинской постройки и строительством нового, до мельчайших подробностей повторяющего внешний вид старого, перерыва не было. Спросил у прораба, чем вызвана необходимость сноса старого здания, оно что, обветшало? Прораб ответил:
    - Ты что! Стены такие крепкие, что мы отбойниками их еле берем! На дальнейшие расспросы пожимал плечами:
    - Здание гостиницы абсолютно не нуждалось в реконструкции. В то время строили на совесть! В чем причина сноса – не знаю. Это зачем-то потребовалось тем, у кого деньги…
    Строительным подрядчиком была немецкая фирма Штрабак. После сноса гостиницы мы работали на ее цоколе, на минус третьем этаже. Заказчиков интересовало наличие в фундаменте свай и их длина, что было необходимо для расчета нового здания.
    Нами разработана специальная методика для определения глубины забивки свай, ккоторым, чаще всего, с георадаром не доберешься. Нужно обмотать проводом верхушку сваи, или подключиться к ее арматуре, а затем протянуть провод до ровной площадки. На этой площадке проводится профилирование вдоль растянутого провода. Мощный сигнал идет по проводу, частично отражается от его конца и начала сваи, а дальше идет по свае. На конце сваи он опять отражается и идет назад. Все отраженные сигналы имеют свою «окраску» (характерную форму), что позволяет их хорошо различать. Глубину забивки сваи можно определять прямо на месте, с экрана георадара.
    На этот раз к нам обратились еще с одной просьбой:
    - Мы обнаружили трубу, которая пересекает здание на глубине двух метров под полом -3 этажа. Проследите ее трассу и покажите, где можно сделать шурф.
    Труба шла от Кремля и уходила дальше за забор стройки со стороны Большого Театра. Куда конкретно – не знаем: у нас не было разрешения работать вне территории стройки, да нас об этом и не просили.
    Сделали шурф, потом П. Морозов вместе с представителями Штрабак в него опускался: - Металл. Что-то нержавеющее, благородного платинового цвета, диаметром около 200 мм. Трубу просверлили и взяли пробу. Заключение: чистая артезианская вода без следов хлора. Это значит, что труба не связана с общим городским водопроводом. Потом строители говорили: этот водопровод был проложен лично для И.В Сталина, чтобы враги не смогли его отравить. Тогда не было наклонного бурения, поэтому, видимо, трубу проложили еще до начала строительства гостиницы.
    В народе поползли слухи о водопроводе для товарища Сталина. Через неделю дирекция Штрабак по московскому каналу и в Московском Комсомольце дала интервью: «Информация и факты о водопроводе Сталина не подтвердились».

Геомагнитный меридиан 145 ° в воспоминаниях.

Б.Л. Ширман

    Мне повезло: после окончания университета (1973) я получил распределение в Институт геофизики Уральского Научного центра, в лабораторию земного магнетизма, где заведующим был профессор Н.А. Иванов. К этому времени уже была организована группа поддержки проекта «Геомагнитный меридиан» в области Западной Сибири в лице Б.А. Ундзенкова. В действительности, группы как таковой сначала не было, но энергии и энтузиазма Баррикада Августовича хватало на целый коллектив. Планировалось установить магнитовариационные станции вдоль всего меридиана 145, в продолжение Ямальского полигона вплоть до экватора. Были выбраны 4 пункта: пос. Ныда на Обской Губе (Ямало-Ненецкий Н/О), пос. Нумто (Берёзовский р-он), пос. Угут (Сургутский р-он) и пос. Тевриз в Омской области, на Иртыше. В каждом из пунктов был построен павильон для установки оборудования. Обслуживание станций возлагалось на работников местных метеостанций.
    Когда меня включили в проект, работа уже кипела: по собственным чертежам Б.А. Ундзенкова в мастерских Уральского Научного Центра АН СССР изготовлялись барабаны для регистрации вариаций магнитного поля на фотобумагу. Вариометрами служили кварцевые датчики Боброва. Усовершенствование состояло в том, чтобы "развязать" вариометры от системы регистрации, увеличить оптический рычаг и вести «долгоиграющую» запись на фотобумаге до нескольких дней. Вместо компактной вариационной станции ИЗМИРАН-4, во вновь построенных павильонах устанавливались датчики на одном постаменте, а на другом, на расстоянии 2-3 метра – барабан с фотобумагой. Всё шло прекрасно до тех пор, пока не наступала оттепель, и постаменты начинало "водить", а зайчики разбегались кто куда. Тогда мы получали телеграмму с метеостанции о том, что есть проблема и надо было ехать. Сначала мы ездили с Б.А. Ундзенковым вдвоём, а потом – я уже один смог настраивать аппаратуру. Выезжать на станции приходилось часто. Как вспоминает моя жена, в первый год нашего супружества, я покидал её 11 раз. Как бы то ни было, мы старались поддерживать все станции в рабочем состоянии. Мы посылали туда рулоны фотобумаги и химикаты для проявки, обратно получали магнитограммы.
    По существу наши станции, за исключением Ныды, находились южнее авроральной зоны так, что на них регистрировались среднеширотные эффекты суббурь: продольные токи или токи растекания. Я помню, с каким интересом и энтузиазмом мы взялись за интерпретацию магнитограмм. Меня в особенности интересовала "тонкая структура" суббурь – последовательная интенсификация электроструй с одновременным распространением их на север от зоны полярных сияний. Это явление, как я узнал позже, рассматривалось в работах Г.Ростокера и В.Сергеева. Начались поездки для консультаций в ЛГУ и ИЗМИРАН. Я с благодарностью вспоминаю встречи и консультации у М.И. Пудовкина и Я.И. Фельдштейна. Собственно, во время этих встреч я получал базисные знания о магнитосферно-ионосферных явлениях. И конечно же - международный симпозиум «Геомагнитный меридиан» в Ленинграде в 1976 году, так здорово организованный А.Н. Зайцевым и его командой - В.Петровым, В.Коробейниковым, В.Поповым и другими сотрудниками лаборатории полярных исследований ИЗМИРАН.
    Для более полного представления об ионосферных токовых системах использовались также долготная цепочка авроральных станций и экваториальные станции. Основные результаты тех лет мною опубликованы в работах:

Б.Л. Ширман, В.Н. Хомяк, 1975. Магнитостатическая модель аврорального электроджета. Геомагнетизм и аэрономия, V.15, No.6, 1112-1115.

Б.Л. Ширман, 1979. Продольные магнитосферные токи во время взрывной фазы суббури. Геомагнетизм и аэрономия, V.19, No.5, 891-897-597.

Б.Л. Ширман, 1980. Зависимость вероятности появления суббурь от скорости солнечного ветра и вертикальной компоненты межпланетного магнитного поля. Геомагнетизм и аэрономия, V.20, No.5, 965-968.

Б.Л. Ширман, 1982. Электроджеты во время взрывной фазы суббури. Геомагнетизм и аэрономия, V.22, No.5, 809-813.

Кроме этих моих публикаций в журнале "Геомагнетизм и аэрономия", были также публикации в различных сборниках, в частности в сборнике ИЗМИРАН. 11 ноября 1982 года я защитил диссертацию на тему "Токовые системы магнитосферной суббури". Это произошло в скорбный день СССР – день смерти Генерального секретаря ЦК КПСС Л.И. Брежнева.
Как свидетельство моего живого участия в проекте «Геомагнитный меридиан» несколько фотографий тех времен.

Фото 1 - любимая машина – ГАЗ-69 с экспедиционной базы Академии наук.

Фото 2 - поселок Нумто и метеорологи – С.В.Пяк и Н.В.Пяк.