Российский научный фонд поддержал проект Института оптики атмосферы им.В.Е.Зуева СО РАН, направленный на совершенствование методов диагностики атмосферы и океана для прогнозирования глобальных изменений климата.

Для оценки изменений климата важно получать информацию не только со спутников, но и из тропосферы. В частности — о концентрациях малых газовых примесей таких как метан, угарный и углекислый газ, озон, пары воды. Малые газовые компоненты занимают доли процента в составе атмосферы, но оказывают серьезное влияние на климатические процессы, создавая парниковый эффект. Двуокись азота разрушает озон, вызывает кислотные дожди, которые пагубно влияют на все живое.

«Традиционно контроль этих газов ведется с применением контактных датчиков, но радиус действия у них небольшой. С помощью наших методов можно охватить километровые масштабы и получить информацию с любой точки указанной дистанции, установив оптический прибор стационарно на поверхности либо на самолете или корабле», — говорит заместитель директора ИОА СО РАН Александр Землянов.

Устройства, разработанные в институте, позволяют в реальном времени определить содержание малых газовых примесей в тропосфере пассивными или активными методами. В первом случае прибор – спектрофотометр наводится на край солнца, молекулы газа переизлучают свет в определенном спектре, излучение регистрируется, а затем компьютерная программа анализирует данные и выводит информацию о концентрации газов. Во втором — лазерная система – лидар посылает в атмосферу импульс, получает обратный сигнал, обрабатывает его и выдает информацию по газам. Данные стекаются в базу, которую используют исследователи для прогнозирования изменений климата. Кроме того, эта информация важна для контроля текущей экологической ситуации — например, можно определять степень загазованности отдельного района города.

Оптические технологии, предложенные учеными ИОА СО РАН, применяются при проведении поисковых работ и изучении океана в Институте автоматики и проблем управления ДВО РАН во Владивостоке.

Александр Землянов рассказал, что технологиями оптической диагностики в Институте оптики атмосферы занимаются с 70-х годов прошлого века. Томские методики используются в системах экологического контроля и для мониторинга метеорологических параметров.

Ученые работают над повышением чувствительности и информативности методов. Разрабатываются приборы нового поколения, которые могут создавать оптический источник в атмосфере на удаленной дистанции. Например, лазерная установка «выстреливает» на расстояние в километр, в среде возникает фактически новый лазер, который в свою очередь может обеспечить дальность действия ещё в один километр.