ПРИТЯЖЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
В Институте оптики атмосферы СО РАН прошла научная сессия, посвященная двадцатилетию образования Лаборатории дистанционной спектроскопии атмосферы (ЛДСА).
Татьяна Гавриловская,
г. Томск
Об истории создания лаборатории, ее достижениях и перспективных проектах рассказал ее бессменный заведующий, директор Международного исследовательского центра по физике окружающей среды и экологии (МИЦФОСЭ) ТНЦ СО РАН, член-корреспондент РАН Владимир Владимирович Зуев.
— Лаборатория дистанционной спектроскопии атмосферы создана в 1987 году на базе двух групп резонансного зондирования атмосферы и нелинейных оптических кристаллов. Коллектив состоял из молодых ученых, в числе которых было два кандидата физ.-мат. наук. Перед лабораторией стояла задача развития лазерных методов и средств дистанционного определения газового и аэрозольного состава атмосферы. Уже в первые годы нами была создана мобильная система лазерного трассового газоанализа «Трал», позволяющая контролировать более двенадцати загрязняющих газов в атмосфере. Этот цикл работ определил мое участие в авторском коллективе, получившем в 1989 году Государственную премию РСФСР в области науки и техники.
— Какие научные направления представлены в современных исследованиях Лаборатории дистанционной спектроскопии атмосферы?
— Лаборатория дистанционной спектроскопии атмосферы была и остается экспериментальной. Несмотря на происходящие в нашей стране перипетии, которые коснулись и науки, мы не только сохранили, но и приумножили свою экспериментальную базу. С момента зарождения коллектива его работа была нацелена на комплексное изучение параметров атмосферы. Современные научные направления, по которым в лаборатории ведутся исследования, можно сформулировать так: лазерное зондирование стратосферного озона и аэрозоля; комплексные исследования стратосферных изменений и процессов стратосферно-тропосферного обмена; биоиндикация стратосферного озона и УФ-В солнечной радиации.
— Расскажите, пожалуйста, о самых интересных работах и проектах ЛДСА. Какими достижениями гордитесь вы и ваши коллеги?
— Предметом особой гордости является создание на базе лаборатории дистанционной спектроскопии атмосферы уникального экспериментально-исследовательского комплекса «Сибирская лидарная станция», включенного в официальный «Перечень уникальных научно-исследовательских экспериментальных установок и стендов России» Минобрнауки РФ. Наличие в нашем арсенале такого мощного исследовательского комплекса позволило ЛДСА получить ряд весьма значимых результатов, признанных мировой научной общественностью.
Одной из актуальных мировых проблем является, как известно, разрушение озонового слоя земной атмосферы, который защищает биосферу от губительной радиации дальнего ультрафиолета и контролирует приземный уровень коротковолновой УФ-В радиации. Действующий на станции комплекс многоканальных измерений позволяет получать информацию о различных параметрах атмосферы, определяющих механизмы изменчивости озона.
Ряды 20-летних лидарных наблюдений стратосферного озона и аэрозоля, полученные в ЛДСА, охватывают периоды как вулканогенного возмущения стратосферы, так и ее фонового состояния. Это позволило детально изучить все этапы вулканогенной депрессии озоносферы. Мы показали, что озоносфера крайне чувствительна к аэрозольному возмущению. Небольшая инжекция вулканогенного аэрозоля в стратосферу мгновенно вызывает депрессию озоносферы, а длительная депрессия приводит к аномальному спаду общего содержания озона (ОСО) в глобальных масштабах.
Особое значение в исследованиях истории озоносферы имеют разработанные в ЛДСА биоиндикационные методы. Это совершенно уникальная методика реконструкции палеоповедения озоносферы, основанная на использовании древесно-кольцевых хронологий. Научной базой этой методики являются экспериментальные исследования. Совокупность данных, которыми располагает наша лаборатория, позволяет восстанавливать состояние озоносферы на глубину до нескольких столетий в прошлое. Особенно мы гордимся самой длинной хронологией поведения озоносферы на глубину в тысячу лет, полученной нами для Швейцарии.
И лидарные, и биоиндикационные исследования озоносферы показали, что произошедшие в последней четверти XX века значительные изменения в стратосферном озоновом слое, взволновавшие человечество, определялись в основном влиянием вулканических извержений с забросом продуктов извержения в стратосферу.
В связи с этим хочу подчеркнуть, что реализация выдвигаемых рядом ученых идей инжекции в стратосферу аэрозолей для снижения приземной температуры крайне опасна. Она приведет к неконтролируемой деструкции озоносферы и росту уровня коротковолновой ультрафиолетовой радиации с плачевными для биосферы последствиями. Деструкция озонового слоя будет способствовать росту концентрации углекислого газа в атмосфере Земли вследствие глобальной депрессии фотосинтеза в растительной биоте.
— Кого из своих сотрудников вы можете отметить как наиболее успешного ученого?
— Наша лаборатория всегда была сплоченной, дружной командой. Комплексный подход к исследованиям, позволяющий охватить столь широкий спектр научных задач, всегда был приоритетом ЛДСА. А для успешного решения задач необходима слаженная работа всего коллектива.
Я считаю, что характеристика научной деятельности лаборатории, в первую очередь, определяется профессиональным ростом ее сотрудников. В последнее время ни одного года не проходило без защиты диссертаций на присуждение ученой степени кандидата наук. Всего же за время существования лаборатории кандидатские диссертации защитили четырнадцать человек, пятеро из которых в дальнейшем получили степени докторов наук. Для меня наиболее знаменательным стал 1997 год, когда я был избран членом-корреспондентом Российской академии наук. В этом же году мне было присвоено звание профессора.
Важным показателем высокого профессионального уровня коллектива ЛДСА является и наше участие в престижных международных конференциях, публикация статей в ведущих российских и зарубежных периодических изданиях.
Особая гордость лаборатории — 12 монографий, обобщающих результаты наших исследований за двадцатилетний период. Сигнальный экземпляр последней монографии был преподнесен издательством во время научной сессии, посвященной нашему юбилею.
Отвечая на ваш вопрос, скажу, что каждый сотрудник лаборатории по-своему незаменим, и все вместе мы делаем одно большое общее дело, честно служа Науке.
— Владимир Владимирович, какое место в вашей лаборатории занимают молодые специалисты?
— К великому сожалению, реалии настоящего времени таковы, что работа в российской науке сегодня не считается престижной. И связано это не столько с весьма скромным финансированием, сколько с отсутствием на государственном уровне интереса к развитию фундаментальной науки.
Наша лаборатория была и остается базой для обучения и повышения квалификации молодых сотрудников. В ЛДСА всегда есть студенты, которые пишут курсовые и дипломные работы, проводят исследования аспиранты. Но чаще всего после защиты дипломной работы или кандидатской диссертации молодые люди уходят на более богатую ниву, чем наука, либо уезжают за рубеж.
Несмотря на все сложности, работа с молодежью активно ведется. Есть надежда, что при реализации государственного пилотного проекта по науке у молодых специалистов, получающих знания в академических институтах, появится финансовая заинтересованность оставаться в науке.
— Как складываются отношения лаборатории дистанционной спектроскопии атмосферы с зарубежными учеными и организациями?
— Лаборатория многие годы успешно взаимодействует с зарубежными научными партнерами. Наше участие в международных контрактах никогда не прекращается.
Один из первых зарубежных контрактов Института оптики атмосферы — по созданию преобразователей излучения CO2 лазеров на основе нелинейных оптических кристаллов. Он осуществлялся через нашу лабораторию в конце восьмидесятых годов. Благодаря заключению этого контракта в институте появились первые персональные компьютеры.
В 90-х годах мы работали по целому ряду международных контрактов. С 1992 по 1995 год мы вели научный проект по контракту Института оптики атмосферы с Ливерморской национальной лабораторией США.
В этот же период, в течение трех лет, специалисты ЛДСА были задействованы в двух европейских проектах: Исследования тропосферного озона (TOR) и Исследования тропосферной окружающей среды с помощью лазерных систем (TESLAS) в рамках программы EUROTRAC.
У ЛДСА сложился тесный контакт с Северотихоокеанской национальной лабораторией США в рамках американской национальной программы «Атмосферно-радиационные измерения» (ARM). В 1995-1999 гг. мы проводили комплексные радиационные исследования по контракту с «Battelle», финансируемому департаментом энергетики США.
В настоящее время наше участие в международных проектах по-прежнему достаточно активно. Оно осуществляется преимущественно через Международный научно-технический центр (МНТЦ). На сегодняшний день мы являемся участниками двух контрактов. Один из них ориентирован на создание сети лидарных станций в России и странах ближнего зарубежья (Белоруссии и Киргизии). Второй проект МНТЦ связан с контролем малых газовых составляющих в земной атмосфере.
— А как обстоят дела с интеграционной деятельностью внутри России?
— Я убежден, что интеграция в области научных исследований внутри нашей страны имеет колоссальное значение. Стоящие перед учеными задачи требуют комплексного подхода и не могут быть решены не только в рамках одной лаборатории, но и одного института.
Прежде всего, я хочу отметить наши инициативы по организации и проведених в конце 90-х годов нескольких комплексных экспедиций и российских научных конференций «Пойма». А также двух международных конференций «Окружающая среда и экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики» («ESFEA-2001» и «ESFEA-2003»), проведенные под эгидой МИЦФОСЭ ТНЦ СО РАН, на базе ЛДСА. Именно во время подготовки и проведения этих конференций возникли тесные деловые контакты, которые позволили нам в дальнейшем получить новые уникальные научные результаты.
Огромное значение для интеграции научных исследований в России имеет инициатива СО РАН по созданию интеграционных и междисциплинарных проектов. Наша лаборатория являлась базовой в интеграционном проекте СО РАН № 95, который мы проводили с 2003 по 2005 год. Участниками этого проекта были академические институты Томска, Новосибирска, Красноярска и Иркутска.
С 2006 года по настоящее время наша лаборатория ведет другой интеграционный проект СО РАН № 13.4. Круг его участников значительно расширился и вышел за рамки академических структур. В этом проекте участвуют также зарубежные партнеры из Беларуси, Киргизии, Монголии и Китая. Целью проекта является формирование сети лидарных станций CIS-LiNet, осуществляющих систематические измерения параметров аэрозоля и озона. Формирование CIS-LiNet — кардинальный шаг к объединению всех лидарных сетей на западе и востоке Евразийского континента в общую глобальную систему мониторинга, способную контролировать крупномасштабные процессы переноса в атмосфере.
— А новые идеи, перспективные проекты, над которыми вы планируете работать?
— В первую очередь, они связаны с кардинальной модернизацией Сибирской лидарной станции. Модернизацию мы проводим по государственному контракту с Федеральным агентством по науке и инновациям, по Федеральной целевой научно-технической программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы».
Есть идеи, которые находятся в стадии перехода к практическому воплощению. Они связаны с возможностью получения информации о параметрах атмосферы. В первую очередь, о стратосферном озоне в присутствии облачности.
ЛДСА имеет длинные ряды наблюдений общего содержания и вертикального распределения озона. Поэтому в макровременных масштабах мы обладаем большим количеством информации. К сожалению, в минивременных масштабах такой полнотой информации мы не располагаем, поскольку сегодня возможность проведения лидарных исследований зависит от погодных условий: наличия безоблачного неба либо разорванной облачности. Сейчас мы разрабатываем новые лазерные методы, которые позволят дистанционно с поверхности Земли получать сведения о состоянии озоносферы через плотные облачные образования. Это сложная, но реальная задача. И хотя в научном и идейно-методическом плане все решается не просто, на мой взгляд, это перспективное направление — своеобразный прорыв в будущее.
стр. 10
| 
