Экологические исследования

• Направление 1- Разработка методов измерений и технических средств высокого спектрального разрешения для задачи экологического контроля малых газовых компонент и аэрозоля в атмосфере.
  Разработана методология измерений с помощью Фурье-спектрометра высокого спектрального разрешения 0,1-0,2 см -1 ИК-диапазона (ИКФС), включающая режимы измерений, бортовую обработку в режиме реального времени, сжатие данных и метод решения обратных задач.

• Направление 2. Применение спутниковых средств измерений для контроля атмосферных параметров.
  Проведена космическая съемка с ОС "Мир" аппаратурой МКС-М2 над контрольным полигоном для определения характеристик аэрозолей.

• Направление 3. Средства наземных аналитических измерений.
  Разработаны технические предложения по улучшению измерительных характеристик газоанализатора МИГ-1М системы дистанционного контроля содержания малых газовых компонент СО2 , СО, СН4, NО 2 .

• Направление 4.
  В 1998 году основные научные результаты были получены в области защиты состояния окружающей среды и развития аэрокосмических методов дистанционного зондирования и современных информационных технологий для оперативного контроля состояния окружающей среды в регионах Российской Федерации, в том числе в арктических регионах.
  Интенсивное освоение северных шельфовых месторождений, а также повышенное загрязнение регионов из-за техногенной нагрузки потребовало разработки концепции регионального спутникового экологического мониторинга. Концепция основана на реализации принципа «открытого неба», обеспечивающего сброс спутниковой информации в канале 1,7 ГГц в режиме высокого разрешения HRPT американскими метеорологическими спутниками NOAA, а также российскими ИСЗ Метеор-3М, Метеор-Арктика, Ресурс. Концепция обеспечивает возможности для удаленного свободного доступа информационного сообщества в регионах (экологические организации и природоохранные структуры) по каналам глобальной компьютерной сети Интернет к результатам постоянного экологического мониторинга по спутниковым данным.
  Разработана система всепогодного экологического мониторинга на основе микроволновых методов дистанционного зондирования, обеспечивающая изучение сложного взаимодействия природных сред в климатической системе Арктики. Система предусматривает:
  • контроль загрязнения поверхности воды и льдов;
  • определение толщины нефтяных пленок и общего объема нефти, разлившейся на поверхности при помощи двухчастотного радиометра;
  • контроль за источниками и путями распространения примесей;
  • наблюдение за дрейфом льда, границами ледяного покрова, видами кромки льда.
  Созданы основы экологического мониторинга Арктического шельфа и прибрежной зоны Арктических морей.

• Направление 5. В 1998 году в рамках договора «Разработка аппаратурно-информационного комплекса для экологического мониторинга Москвы» были проведены
  • разработка структуры космического экологического мониторинга г. Москвы и московского мегаполиса;
  • создан действующий макет Информационно-аналитического цетра экологического мониторинга, обеспечивающий автоматическое накопление спутниковых данных, телекоммуникационный удаленный доступ с автоматизированной поддержкой оперативного обмена экологической информацией. Были проведены тестовые сеансы экологического и метеорологического мониторинга Москвы и Московского мегаполиса.

• Направление 6. Проведен анализ результатов эксперимента по искусственному разливу сырой нефти в Норвежском море в контролируемых условиях (возраст разливов, количество и химический состав нефти, погодные условия, волнение и т.д.). Нефтяные пятна были зарегистрированы радиолокаторами с синтезированной апертурой, установленными на европейских спутниках ERS-1,2 и на российском спутнике «Алмаз-1». Выявлены особенности изображений нефтяных пятен в зависимости от ветровых условий - показано, что существует оптимальный диапазон скоростей ветра, при котором пятна видны наилучшим образом, а при более слабых и более сильных ветрах видимость ухудшается. Для "Алмаза" этот диапазон шире, чем для ERS-1, благодаря большей длине волны, горизонтальной поляризации и более пологим углам зондирования. Обнаружен новый эффект, связанный с усилением волнения с наветренной стороны пятна, причем этот эффект наблюдается только для "Алмаз-1". Предложено объяснение этого явления, состоящее в локальном перераспределении спектральной энергии гравитационно-капиллярного волнения между пятном и областью, прилегающей к нему с наветренной стороны.

• Направление 7. Разработана структурно-зависимая модель коэффициента излучения снежного покрова. Восходящее и нисходящее излучение внутри снежного слоя предполагается диффузным и используется двухпотоковая теория Кубелки и Мунка. Снежный покров представляется средой, состоящей из дискретных рассеивателей. В случае сухого снега рассеивателями являются зерна льда. Для влажного снега рассмотрены две геометрические конфигурации водной компоненты: I - смесь зерен льда и водяных капель, II - смесь зерен льда, покрытых водяной оболочкой, и водяных капель. Считается, что рассеиватели имеют сферическую форму и их размеры подчинены логарифмически-нормальному распределению. Расчеты яркостной температуры снежного покрова на почве проведены с использованием данных гляциологических измерений его физических параметров и микроструктуры. Результаты расчетов сопоставлены с результатами измерений яркостной температуры на частотах 3.95, 19.5, 37.5 и 150 ГГц, при различных состояниях снежного покрова. Проведенные расчеты показали, что совпадение экспериментальных и теоретических зависимостей яркостной температуры сухого и влажного снега от частоты достигается при учете микроструктуры и слоистости снежного покрова.