Институт оптики атмосферы в Центральной Азии

Подробности

Институт Оптики атмосферы в Центральной Азии (ИОА-ЦА КРСУ) – один из институтов Киргизско-Российского Славянского университета. Расположен в городе Бишкек.

Общие сведения

Основными направлениями научной деятельности института являются актуальные вопросы атмосферной оптики и спектроскопии, физические и химические процессы в атмосфере и на поверхности Земли, оптические дистанционные технологии исследования окружающей среды, механизмы формирования и изменения климата, в том числе оптически значимые составляющие атмосферы и процессы, определяющие радиационный режим и климат Земли.

История

Институт создан в 2013 году на базе Лидарной станции Теплоключенка, основанной в 1987 году и входящей в состав КРСУ с 1993 года.

Структура

Институт состоит из следующих подразделений:

• Лаборатория лазерного зондирования атмосферы,
• Лаборатория спектрофотометрии атмосферы (ЛСФА),
• Полевая экспериментальная база (ПЭБ).

Лаборатория лазерного зондирования атмосферы

по Научному направлению «Распространение оптических волн и дистанционное зондирование» (бывшая Лидарная станция Теплоключенка). Руководитель лаборатории – канд. физ.-мат.наук Свердлик Леонид Григорьевич

Область исследований

• Разработка и развитие научных основ, методов и технических средств лазерного зондирования атмосферы.
• Исследования физических механизмов изменений стратосферного и тропосферного аэрозольного слоев, газовых составляющих и температуры средней атмосферы над Центральной Азией на основе комплексного дистанционного оптического мониторинга.

Основные результаты

• Создан многоканальный измерительный лидарный комплекс. Комплекс обеспечивает измерение:
  • оптических и микроструктурных характеристик аэрозоля в высотном диапазоне 5–30 км; - вертикального распределения температуры в диапазоне высот 10–75 км по сигналам комбинационного и молекулярного рассеяния;
  • влажности в тропосфере по сигналам комбинационного рассеяния на молекулах водяного пара и азота;
  • оптических и геометрических характеристик облаков среднего и верхнего ярусов в дневное и ночное время.
• Развивается перспективное направление координированных работ по исследованию динамики стратосферного аэрозольного слоя в рамках лидарной сети стран СНГ CIS-LiNet.
• На основе анализа данных многолетних регулярных измерений построены региональные сезонные модели характеристик стратосферного и тропосферного аэрозольного загрязнения; определены тенденции изменений аэрозольного слоя стратосферы в фоновых условиях; исследовано влияние повышенного содержания стратосферного аэрозоля после взрывных извержений вулкана Пинатубо (1991 г.) на изменения содержания стратосферного озона и климат высокогорных и долинных районов.
• Продолжаются работы по исследованию вертикального распределения свойств аэрозоля лидарным методом, необходимые для исследования влияния аэрозоля на перенос радиации (большинство эффектов влияния аэрозоля на климат и на региональное качество воздуха происходит в приподнятых слоях).
   

Лаборатория спектрофотометрии атмосферы

по Научному направлению «Радиационные составляющие климата и оптическая диагностика окружающей среды». Руководитель лаборатории – канд. физ.-мат.наук Садыбакасов Болот Кемелович.

Область исследований

• Исследования оптико-физических характеристик атмосферного аэрозоля и малых газовых составляющих, определяющих радиационный режим и региональную климатическую изменчивость дистанционными спектрофотометрическими методами;
• Внедрение новых методов измерений и наблюдений, современных технических средств в области спектрометрического зондирования 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.

Основные результаты

• Установлен и запущен в дежурный режим солнечный спектрофотометр CIMEL, производящий в автоматическом режиме измерения аэрозольной оптической толщины на 4 длинах волн (440, 675б 870 и 1020 нм), содержание водяного пара, альбедо однократного рассеяния и параметра Ангстрема (440/870 нм). 
  Спектрофотометр функционирует в рамках международной программы сети AERONET (Aerosol Robotic Network), куда входит Институт Оптики Атмосферы в Центральной Азии КРСУ.
• Впервые для Центральной Азии получены новые знания об источниках и видах переноса аэрозольного загрязнения на регион в виде пылевых и сульфатных частиц, а также атмосферных образований типа Атмосферных Коричневых Облаков (АВС).
• Разработана модель расчета аэрозольных радиационных воздействий и проведены расчеты прямого аэрозольного радиационного воздействия с целью оценки влияния аэрозольного загрязнения на перенос солнечной радиации и региональную климатическую изменчивость.
• В настоящее время начаты исследования влияния нано-и микромасштабных аэрозольных частиц на перенос радиации через атмосферу (влияние на климат атмосферы и подстилающей поверхности).
   

Полевая экспериментальная база

Руководитель ПЭБ – Когай Георгий Андреевич

Основные задачи

Основной задачей ПЭБ является техническое и инфраструктурное обеспечение полевых натурных экспериментов в области оптического дистанционного зондирования и спектрофотометрических измерений оптических и микрофизических параметров атмосферы. Для чего осуществляет:

• мероприятия по проведению регламентных, поверочных и юстировочных работ;
• мероприятия по инженерному, техническому и материальному обеспечению;
• работы по модернизации и замене устаревшего оборудования;
• модернизация инфраструктуры ПЭБ.

Основные результаты

• Обеспечена установка, тестирование и запуск в режим регулярных измерений модернизированного лидарного комплекса. Проводится техническое и инфраструктурное сопровождение функционирования комплекса.
• Обеспечена установка, тестирование и запуск в режим автоматических измерений солнечного спектрофотометра SIMEL. Проводятся систематические работы по техническому и инфраструктурному сопровождению функционирования SIMEL.
• Проведен монтаж, установка и запуск в работу вспомогательного оборудования для проведения экспериментальных работ. Проводятся работы по техническому и инфраструктурному сопровождению функционирования вспомогательного оборудования.
• Разработан и реализуется план перспективных работ по совершенствованию технического и инфраструктурного сопровождения экспериментов на 2015-2017 гг.

Местонахождение ПЭБ ИОА ЦА: 722347, Кыргызская Республика, Иссык-Кульская область, Ак-Суйский район, поселок Лесной, 1А.

Лидарная станция Теплоключенка с 2004 года входит в состав международной лидарной сети CIS-LiNet, включающей лидарные станции на территории бывшего СССР. С 2009 года станция входит в состав Международной сети обсерваторий АВС «Аэрозоль-Химия-Климат» и Глобальной лидарной сети GALION.

Международное сотрудничество

• Институт космических исследований Российской Академии наук
• Université des Sciences et Technologies de Lille, Франция
• Исследовательский центр Карлсруе, Институт технической химии, Германия
• Институт физики атмосферы имени А.М. Обухова Российской Академии Наук
• Институт оптики атмосферы Сибирского Отделения Российской Академии Наук
• Институт физики АН Беларуси
• Научно-производственное объединение «Тайфун», Обнинск РФ
• University of Iowa, США
• University of California, США
• Water Science and Engineering Laboratory of the University of Wisconsin-Madison
• US Environmental Protection Agency, Office of Research and Development
• Institute of Physical Chemistry of the PAS Department of Catalysis on Metals, Варшава, Польша
• UNEP Regional Resource Center for Asia and the Pacific (RRC.AP), Таиланд
• Asia Center for Air Pollution Research, Niigata, Japan