http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=4c9de02c-abe9-4412-a99b-d82a14e34bf4&print=1© 2024 Российская академия наук
Исследования и эксперименты томских ученых открывают новые свойства окружающего нас мира
Институт оптики атмосферы Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) - первое академическое учреждение в Томске - создан 40 лет назад по инициативе известного физика Владимира Зуева (1925-2003). Герой Социалистического Труда, лауреат Государственной премии СССР и премии Совета Министров СССР, обладатель 22 правительственных наград, академик В.Зуев возглавлял ИОА в течение 28 лет. 14 октября этого года институт, носящий имя своего основателя отметил сорокалетний юбилей торжественным заседанием Ученого совета.
Создание новой исследовательской структуры Академии наук было обусловлено назревшей необходимостью изучения протекающих в атмосфере различных по масштабам и физической природе явлений с широким использованием всего арсенала методов и средств оптических исследований. Появление лазеров явилось мощным стимулом развития атмосферной оптики, позволило изучать свойства воздушного океана на качественно новом уровне и создавать лазерные системы зондирования атмосферы - лидары. В 1985 году результаты проведенных в институте фундаментальных исследований по распространению лазерного излучения, в частности мощных лазерных пучков в атмосфере Земли, были отмечены Государственной премией СССР. Одна из ярких страниц истории института - установка 20 мая 1995 года на орбитальной станции “Мир” первого российского космического лидара “БАЛКАН”, созданного совместно ИОА СО РАН, СКБ НП “Оптика” (сегодня - Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН) и НИИ космического приборостроения. Лидар осуществлял зондирование облаков всех ярусов в глобальном масштабе.
О результатах и практическом применении исследований, ведущихся в ИОА СО РАН, нашему корреспонденту рассказала ученый секретарь института, кандидат физико-математических наук Ольга Тихомирова.
Сегодня основная цель работы научного коллектива института, который с 1998 года возглавляет Заслуженный деятель науки Российской Федерации доктор физико-математических наук Геннадий Григорьевич Матвиенко, - выполнение фундаментальных и прикладных исследований по следующим научным направлениям: актуальные проблемы оптики и лазерной физики, в частности, атмосферная оптика и спектроскопия, распространение оптического излучения в атмосфере, исследование процессов, влияющих на оптическое состояние атмосферы, оптико-электронные системы и технологии исследования окружающей среды, физические и химические процессы в атмосфере и на поверхности Земли, механизмы формирования и изменения климата, в том числе оптически значимые составляющие атмосферы и процессы, определяющие радиационный режим и климат Земли.
В институте динамично развиваются фемтосекундная атмосферная оптика, комплексные (сетевые) исследования аэрозольных и газовых компонентов атмосферы над территорией Сибири, исследования состояния озонового слоя, технологии глобального моделирования в молекулярной спектроскопии. Сотрудниками института созданы и применяются на практике лидары для дистанционного определения скорости и направления ветра, параметров турбулентности, температуры и влажности воздуха, характеристик аэрозольных и газовых составляющих атмосферы, для всестороннего изучения окружающей среды и процесса изменения климата, вызванного глобальным потеплением.
Учеными института изучены удивительные эффекты, возникающие под действием распространяющегося в атмосфере мощного лазерного излучения: испарение и взрыв мелких капель воды, взрывное вскипание крупных поглощающих частиц, возникновение светящихся ореолов вокруг частиц сажи, воспламенение частиц, оптический пробой газа, сопровождающийся образованием в воздухе плазменных очагов. Изобретение еще более мощных лазеров с ультракороткой, фемтосекундной (фемто - десять в минус пятнадцатой степени) длительностью импульса открыло перед физиками новые горизонты. Нашими сотрудниками в кооперации с учеными Института прикладной физики РАН осуществлены первые в России натурные эксперименты по управлению параметрами такого импульса с целью самофокусировки излучения и передачи энергии на большие расстояния пучком световых нитей (филаментов), возбуждаемых в прогнозируемом месте атмосферной трассы. Результаты этих исследований послужат основой для создания новых лидарных технологий мониторинга окружающей среды.
Институт активно ведет международное сотрудничество. Например, вместе с Национальным институтом исследований окружающей среды Японии на территории Западной Сибири создана уникальная многоуровневая система мониторинга парниковых газов. Сеть наземных постов охватывает несколько климатических зон, каждый пост оснащен оборудованием, позволяющим регистрировать концентрацию газов и метеопараметры в непрерывном режиме. Для всестороннего исследования атмосферы и экологического мониторинга создана летающая лаборатория на базе самолета АН-30.
Совместно с Германским аэрокосмическим центром разработаны эффективные методы измерения доплеровским лидаром параметров вихревых воздушных потоков, возникающих при взлете авиалайнера и представляющих угрозу для других самолетов. Результаты этой работы позволяют определять зоны безопасности движения воздушного транспорта.
Свой сорокалетний юбилей институт встретил в расцвете творческой активности. Сегодня четвертая часть научных сотрудников - молодые ученые. Генерация новых идей, которая обязательно даст практические результаты, в Институте оптики атмосферы продолжается.