Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Федеральное государственное бюджетное учреждение

Федеральная служба по гидрометеорологии
и мониторингу окружающей среды
Федеральное государственное бюджетное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт
гидрометеорологической информации – Мировой центр данных»
ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ
О ЗАЩИЩЕННЫХ РАБОТАХ В ДИССЕРТАЦИОННЫХ
СОВЕТАХ НИУ РОСГИДРОМЕТА В 2014 ГОДУ
(Ежегодный обзор)
Обнинск 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие……………………………………………………………………….
3
1. Работы, защищенные в НИУ Росгидромета………………………………….
4
2. Работы, защищенные в высших учебных заведениях и НИИ РАН………..
9
3. Список сокращений …………………………………………………………
17
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
В 2014 г. в трех диссертационных советах НИУ Росгидромета защищено 9 диссертаций, из
них 2 докторских: ФГБУ «ГГО» (2) – и 7 кандидатских: ФГБУ «ВГИ» (3), ФГБУ «ГГО» (2), ФГБУ
«ИГКЭ Росгидромета и РАН» (2).
Докторские диссертации защищены по следующим специальностям:
25.00.30 – Метеорология, климатология, агрометеорология – 2 диссертации, из них
1 диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, 1 – на
соискание ученой степени доктора технических наук. Защита докторских диссертаций по
специальности 25.00.30 состоялась в диссертационном совете ФГБУ «ГГО».
Кандидатские диссертации защищены по следующим специальностям:
25.00.30 – Метеорология, климатология, агрометеорология – 5 диссертаций, из них 3 – на
соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, 1 – на соискание ученой степени
кандидата географических наук, 1 – на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Кандидатские диссертации по специальности 25.00.30 защищены в диссертационных советах ФГБУ
«ВГИ», ФГБУ «ГГО».
25.00.36 – Геоэкология – 1 диссертации на соискание ученой степени кандидата
географических наук. Защита кандидатской диссертации по специальности 25.00.36
осуществлялась в диссертационном совете ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН».
03.02.08 – Экология – 1 диссертация на соискание ученой степени кандидата
биологических наук. Защита кандидатской диссертации по специальности 03.02.08
осуществлялась в диссертационном совете ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН»
Информационный бюллетень (ежегодный обзор) подготовлен в Информационном
центре ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» в соответствии с решением коллегии Росгидромета № 21/1 от
24.10.95 на основе авторефератов диссертаций, поступивших в ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД».
Материал представлен в алфавитном порядке и включает библиографическое
описание автореферата диссертации, краткое изложение научной новизны и практической
ценности диссертационной работы.
В первой части Информационного бюллетеня даны сведения о диссертациях,
защищенных в 2014 г. в диссертационных советах НИУ Росгидромета. Во второй части даны
сведения о диссертациях, защищенных в 2014 г. в высших учебных заведениях, научноисследовательских институтах РАН.
3
1. РАБОТЫ, ЗАЩИЩЕННЫЕ В НИУ РОСГИДРОМЕТА
25.00.30 – Метеорология, климатология, агрометеорология
Козлов В.Н. Электрические методы искусственного регулирования осадков:
Автореф. дис. на соиск. учен. степени д-ра техн. наук /ФГБУ «ГГО». – СПб., 2014. – 22 c. –
(Защищена в ФГБУ «ГГО»)
Научная новизна. Впервые разработан экспериментальный реагент для ИВО на
основе щелочных металлов, позволяющий проводить АВ на теплые облака в пожароопасный
период года. Впервые исследовано влияние заряженных аэрозолей с гигроскопическим
(составом) на процессы конденсации, кристаллизации, осадкообразующий механизм и
электричество облаков. Разработана методика засева конвективной и слоистообразной
облачности над лесными территориями с лесопатрульных самолетов. Впервые предложено
использовать баллоэлектрический эффект для ИВО на лесные территории. Впервые
предложено использование наземных средств АВ и беспилотных воздушных судов для ИВО
с целью снижения КПО и тушения лесных пожаров. Впервые дано определение
электрической неустойчивости гидрометеоров в облаках.
Практическая ценность. Практическая значимость работы заключается в
эффективности применения разработанных в рамках настоящей диссертационной работы
технологий ИВО из конвективной облачности на лесные территории, которые успешно
использовались для снижения КПО лесов и тушения лесных пожаров с 1993 г. по настоящее
время. Технологии позволяют определять пригодность облаков к засеву реагентами,
рассчитывать количество искусственно вызванных осадков, наводить искусственно
вызываемые осадки на очаг пожара, оценивать огнегасящий эффект после выпадения
осадков. Потенциальный экономический эффект от применения в ФГУ «Авиалесоохрана»
разработанного в диссертационном исследовании реагента за 2000–2006 гг. оценивается
свыше 3,3 млрд долларов США.
Саноцкая Н.А. Адекватное описание и интерпретация экстремальных данных
оптических измерений атмосферного аэрозоля: Автореф. дис. на соиск. учен. степени
д-ра физ.-мат. наук /РГГМУ. – СПб., 2014. – 33 c. – (Защищена в ФГБУ «ГГО»)
Научная новизна. Разработаны модели неоднородной частицы аэрозоля, адекватно
описывающие процесс направленного рассеяния излучения частицей. С использованием
разработанных моделей установлено, что направленное рассеяние излучения частицей может
существенно зависеть от структуры частицы, за исключением малых углов рассеяния. С
использованием разработанных моделей установлено отсутствие зависимости от структуры
частицы направленного рассеяния излучения частицей с приведенным размером меньше и
порядка единицы, имеющее место для всех углов рассеяния. Показано, что точность лидарных
измерений может быть повышена за счет использования эффективной процедуры осреднения на
трассе зондирования, отличающейся введением обоснованных весовых коэффициентов.
Осуществлена линеаризация обратной задачи лидарного зондирования введением малого
параметра – разности между искомой характеристикой и ее предварительно вычисленным
значением. Установлены условия истинности решения обратной задачи лидарного определения
концентрации атмосферного аэрозоля с постоянными в пространстве оптическими
коэффициентами, доказана однотипность истинного решения для различных концентраций
атмосферного аэрозоля.
4
Практическая ценность. Практическая значимость работы определяется
повышением точности результатов интерпретации оптической информации об атмосферном
аэрозоле. Полученные результаты использованы в учебном процессе в РГГМУ и могут быть
использованы для целей совершенствования оптических технических средств, в том числе
лазерных технических средств, предназначенных для мониторинга загрязнения атмосферы.
Дементьева
А.Л.
Пространственно-временная
изменчивость
массовой
концентрации аэрозолей фракции РМ10 и РМ2,5 в атмосфере аридных территорий (на
примере пустыни Гоби): Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. геогр. наук /ФГБУН
«Институт физического материаловедения СО РАН». – Улан-Удэ, 2014. – 22 c. – (Защищена
в ФГБУ «ГГО»)
Научная новизна. Впервые исследован годовой и суточный ход массовой
концентрации мелкодисперсной фракции аэрозоля РМ10 и РМ2,5 в атмосфере пустыни Гоби.
Выявлено пространственное различие изменчивости массовой концентрации аэрозоля РМ10 и
РМ2,5 в атмосфере Южной и Восточной частях пустыни Гоби. Обнаружена высокая
повторяемость струйных течений в атмосфере пустыни Гоби на основе 3-х летних
аэрологических наблюдений на ст. Сайншанд. Созданы базы данных, содержащие
многолетние ряды наблюдений массовой концентрации аэрозольных примесей, высотных
профилей температуры и скорости ветра по ежедневным аэрологическим данным в
атмосфере пустыни Гоби.
Практическая ценность. Полученные в работе экспериментальные результаты
исследования пространственно-временного распределения аэрозольных примесей могут быть
применены для создания и усовершенствования климатических моделей атмосферы,
верификации теоретических моделей, при решении различных задач физики приземного слоя
воздуха. Созданная база данных, содержащая результаты многолетних измерений массовой
концентрации мелкодисперсной фракции аэрозоля РМ10 в атмосфере аридных территорий
Центральной Азии за 2008-2011 гг. и метеорологических параметров атмосферы, позволит
обеспечить оперативное использование информации для оценки состояния и прогноза
изменений природных сред, процессов и явлений в результате техногенного загрязнения,
оценок риска здоровью населения.
Езаова А.Г. Численное исследование влияния структуры ветра в тропосфере
на формирование макро- и микроструктурных характеристик конвективных
облаков: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. физ.-мат. наук /ФГБУ «ВГИ». –
Нальчик, 2014. – 22 c. – (Защищена в ФГБУ «ВГИ»)
Научная новизна. Впервые исследовано влияние структуры ветра в тропосфере
(наличие разворота ветра с высотой) на формирование зон восходящих и нисходящих
воздушных потоков в облаке и вокруг облака; впервые исследовано формирование областей
локализации водности и ледности в конвективных облаках в зависимости от структуры ветра
в тропосфере; впервые определены закономерности формирования частиц осадков в
конвективных облаках в зависимости от структуры ветра в тропосфере; впервые получены
качественные характеристики влияния ветра в тропосфере на формирование макро- и
микроструктурных параметров облаков.
5
Практическая ценность. Практическая ценность заключается в следующем: полученные в
работе результаты можно использовать для планирования исследований по физике
конвективных облаков; полученные результаты будут способствовать повышению
эффективности исследований в данной научной области; полученные в работе результаты
позволят усовершенствовать существующие представления о формировании макро- и
микроструктурных характеристик конвективных облаков; результаты исследований будут
способствовать усовершенствованию существующих и разработке новых методов
управления формированием микроструктурных характеристик конвективных облаков;
отдельные результаты диссертационной работы используются в учебном процессе.
Зименков П.С. Разработка методики и измерительного устройства для
диагностики состояния водно-ледового слоя на дорожной поверхности: Автореф. дис. на
соиск. учен. степени канд. техн. наук /ФГБУ «ГГО». – СПб., 2014. – 19 c. – (Защищена в
ФГБУ «ГГО»)
Научная новизна. Разработан и создан датчик состояния дорожной поверхности, не
имеющий аналогов в России. Предложен и реализован метод расчета толщины однородного
проводящего слоя, находящегося на горизонтальной поверхности, по измеренным
проводимостям контактирующих с ним сенсоров, образованных плоскопараллельными
электродами с различными расстояниями между ними. Предложены новые алгоритмы
анализа состояния дорожной поверхности по измеряемым значениям температуры
поверхности, импеданса, фазового угла и направления напряжения поляризации электродов
сенсора. Разработана методика метрологического контроля измерительных каналов датчика,
включающая имитацию типа водно-ледового слоя. Проведены лабораторные и натурные
испытания датчика. Определены метрологические характеристики измерительных каналов.
Предложены алгоритмы контроля достоверности текущего состояния дорожной поверхности,
определяемого датчиком, основанные на результатах измерений температуры воздуха и
осадков.
Практическая ценность. Практическая ценность состоит в том, что разработан и
создан дорожный датчик, который целесообразно включать в состав новых автоматических
дорожных станций или интегрировать в уже эксплуатируемые, а также применять для нужд
авиации и Министерства обороны РФ
Крупкин А.А. Исследование волновых движений в атмосфере: Автореф. дис. на
соиск. учен. степени канд. физ.-мат. наук /ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский
федеральный университет». – Нальчик, 2014. – 23 c. – (Защищена в ФГБУ «ВГИ»)
Научная новизна. Показано, что возмущенная изобарическая поверхность при
геострофическом состоянии атмосферы имеет форму «яблока». Установлено, что при
экмановском состоянии атмосферы скорость ветра у земли перпендикулярна изобарам, а не
составляет 45°, как в теории Экмана. Возмущенная изобарическая поверхность при
агеострофическом состоянии атмосферы имеет форму параболоида вращения. Установлены
форма возмущенной изобарической поверхности для различных мод планетарных волн и
скорость их распространения.
Практическая ценность. Результаты, полученные в работе, уточняют существующие
представления о физике и динамике циркуляции воздуха в атмосфере и могут быть
использованы в практике прогнозирования параметров атмосферной циркуляции.
6
Пшихачева И.Н. Сравнительный комплексный анализ и прогноз режима осадков
в различных климатических зонах юга России: Автореф. дис. на соиск. учен. степени
канд. физ.-мат. наук /ФГБУ «ВГИ». – Нальчик, 2014. – 22 c. – (Защищена в ФГБУ
«ВГИ»)
Научная новизна. В диссертационной работе получены результаты, обладающие
научной новизной: для каждого сезонного и годового ряда сумм осадков и максимальных
суточных осадков по данным 19 метеостанций (всего 190 рядов) посчитаны 16
статистических характеристик, в том числе экстремальные значения. В результате анализа
190 рядов получена уточненная градация для определения трендоустойчивости ряда,
позволяющая определить продолжительность сохранения тенденции увеличения или уменьшения
режима осадков. Впервые получены прогнозы для 90 рядов сумм осадков (сезонные и годовые)
непараметрическим методом спектрально-сингулярного анализа «Гусеница-SSA» на 2014–2018 гг.
Практическая ценность. Полученные закономерности изменения динамики режима
осадков в сезонах и году в равнинной, предгорной, горной климатических зонах юга России,
а также прогноз метеопараметров до 2018 г. могут быть использованы: в агропромышленном
комплексе республик и краев юга России; для решения задач, возникающих в курортном
кластере юга России; для создания базы данных отчетов международных организаций,
работающих по вопросам изменения климата.
25.00.36 – Геоэкология
Панкратов Ф.Ф. Динамика атмосферной ртути в Российской Арктике по
результатам долговременного мониторинга: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд.
геогр. наук /ФГБУ «НПО «Тайфун». – М., 2014. – 24 c. – (Защищена в ФГБУ «ИГКЭ
Росгидромета и РАН»)
Научная новизна. Впервые на полярной станции «Амдерма» получен
долговременный (12-летний период наблюдений) ряд значений концентрации элементарной
газообразной ртути (ЭГР) в приземном слое атмосферы. Впервые зарегистрированы
процессы истощения ртути, что подтверждает существование подобных явлений во всех
полярных регионах в прибрежной полосе арктических морей Северного полушария. Впервые
были зафиксированы процессы истощения ртути не только в весенние сезоны, но и в период
полярной ночи без протекания фотохимических реакций. Необходимо также отметить
наличие процессов истощения ртути в летние сезоны при максимальной интенсивности
суммарной солнечной радиации. Впервые проведено сопоставление полученных результатов
долговременного мониторинга с данными, полученными на других международных
полярных станциях. Выяснено, что для этих точек долговременного мониторинга
наблюдаются идентичные процессы истощения ртути в весенние сезоны. Впервые показано, что
динамика ртути в приземном слое атмосферы при проведении измерений в 9-километровой
полосе прибрежной зоны зависит от расстояния до береговой черты Карского моря.
Практическая ценность. Данные о повышенных значениях концентрации ЭГР будут
применяться при определении вероятных источников загрязнения, находящихся как за
полярным кругом, так и в других регионах Северного полушария. Зарегистрированы
повышенные значения концентрации ЭГР в периоды извержения вулканов в Исландии
(весной 2010 и 2011 гг.). Для разных сезонов, ночных и дневных периодов времени, проведен
статистический анализ долговременных рядов концентрации ртути в Российской Арктике,
7
что позволило впервые оценить степень влияния метеорологических величин и суммарной
солнечной радиации на динамику ЭГР в приземном слое атмосферы.
О3.02.08 – Экология
Попов И.О. Наблюдаемые и ожидаемые климатообусловленные изменения
распространения иксодовых клещей Ixodes ricinus и Ixodes persulcatus на территории
Российской Федерации и стран ближнего зарубежья: Автореф. дис. на соиск. учен.
степени канд. биол. наук /ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН». – М., 2014. – 26 c. –
(Защищена в ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН»)
Научная новизна. Впервые дополнена совокупность климатических факторов,
определяющих область распространения Ixodes persulcatus. Впервые произведена
оценка/уточнение предельных значений климатических параметров, определяющих область
распространения Iхodes(I.) ricinus и Ixodes (I.) persulcatus. Впервые оценены произошедшие
во второй половине XX века – начале XXI века изменения климатических ареалов
клещей I. ricinus и I. persulcatus. Впервые получены расчетные перспективные оценки
изменения климатических ареалов клещей I. ricinus и I. persulcatus в XXI веке в условиях
современных сценариев изменения глобального климата (в том числе использованных в
«Пятом оценочном докладе МГЭИК»).
Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы органами
Роспотребнадзора и Минздрава России для планирования профилактических мероприятий по
предотвращению распространения заболеваний человека и животных, переносимых клещами
I. ricinus и I. persulcatus, на территориях Российской Федерации, на которые в ближайшие
десятилетия в результате изменения климата возможно распространение клещей. Созданная в
работе универсальная система автоматического картографирования ареалов позволяет строить на
основе больших массивов данных карты распространения не только клещей I. ricinus и I. persulcatus,
изучаемых в рамках данной работы, но и других видов. Результаты работы использованы при
подготовке «Второго оценочного доклада Росгидромета об изменениях климата и их
последствиях на территории Российской Федерации». Результаты работы можно
использовать в мероприятиях по совершенствованию взаимодействия Росгидромета с
Роспотребнадзором и Минздравом России в области адаптации к изменению климата в
рамках создания национального сегмента Глобальной рамочной основы климатического
обслуживания (ГРОКО).
8
2. РАБОТЫ, ЗАЩИЩЕННЫЕ В ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ И НИИ
РАН
Абдуллаев С.Ф. Комплексные исследования пылевых и газовых примесей в
аридных зонах и их влияние на региональный климатический режим юго-восточной
части Центральной Азии: Автореф. дис. на соиск. учен. степени д-ра физ.-мат. наук
/Физико-технический институт им. С.У. Умарова академии наук Республики
Таджикистан. – Душанбе, 2014. – 49 c. – (Защищена в РГГМУ)
Научная новизна. Получены соотношения оптических толщин в видимой и ИК-области
спектра для пылевого аэрозоля, образующегося в результате пылевой бури. Проведен анализ
температурных эффектов пылевого аэрозоля по данным пяти наземных станций,
расположенных по пути распространения пылевой мглы в республиках Туркменистан,
Узбекистан и Таджикистан. Проведен физико-химический анализ проб аэрозолей и почв с
целью выяснения химического состава составляющих эти пробы веществ и оценки
оптических констант аэрозоля. Проведены исследования проб пылевого аэрозоля и проб
почв, собранных по пути распространения пылевой мглы, методом ИК-спектроскопии.
Предложен способ определения вероятных зон образования пылевых бурь методом ИК-спектроскопии
в диапазоне 2.5–25 мкм по сопоставлению с ИК-спектром банка данных. Проведено исследование
проб пылевого аэрозоля и образцов почвы методом лазерной флуориметрии с целью определения
возможностей экспресс-анализа загрязнения водных сред вследствие пылевой бури и
пыльной мглы и идентификации вероятных зон пылевых бурь. Получены спектры
поглощения проб пылевого аэрозоля и образцов почв фотоакустическим методом – в УФ и
видимой областях спектра, а также методом диффузного отражения в видимой области
спектра. Проведены исследования проб пылевого аэрозоля и проб почв, собранных по пути
распространения пылевой мглы, на микроэлементный состав методом рентгенофлуоресцентного анализа и на наличие радионуклидов методом альфа-, бета- и гаммаспектроскопии.
Практическая ценность. Разработанный и изготовленный многокаскадный импактор
для равномерного осаждения проб аэрозолей на поверхность импакции является
действующим прибором, который может быть применен для исследования оптических и
микрофизических проб аэрозолей. Результаты исследований температурных эффектов ПБ
(ПМ) и его оптических характеристик в видимом и ИК-областях спектра могут быть
использованы для теоретических оценок влияния пылевого аэрозоля на температурный
режим приземного слоя воздуха в период пылевой мглы. Результаты исследований пылевого
аэрозоля методом лазерной флуориметрии могут быть использованы для экспресс-анализа
загрязнения водных сред вследствие пыльной бури (пыльной мглы) ПБ (ПМ). Результаты
исследований аэрозолей методом ИК- и фотоакустической спектроскопии и диффузного
отражения могут быть использованы при теоретических расчетах влияния пылевого аэрозоля
аридной зоны на радиационный режим и климат аридной зоны. База данных, полученная в
работе, найдет применение в качестве справочного материала при моделировании и изучении
радиационного режима атмосферы аридной зоны, в определении количественных и
качественных характеристик аэрозольной компоненты атмосферы, при моделировании переноса
излучения в реальной атмосфере и климатических изменений в региональном и глобальном
масштабах; для подтверждения и коррекции данных спутниковых наблюдений аэрозоля; для
мониторинга и определения динамики трансформации и перемещения аэрозоля в атмосфере
аридной зоны; для сетей по радиационному мониторингу и мониторингу озона и углекислого
газа; для оценки трендов изменения оптических свойств атмосферы.
9
Пишняк Д.В. Термодинамические и энергетические условия развития
мезомасштабных процессов во фронтальных зонах атмосферы: Автореф. дис. на соиск.
учен. степени канд. геогр. наук /Одесский государственный экологический университет
Министерства образования и науки Украины. – Одесса, 2014. – 20 c. – (Защищена в
Одесском государственном экологическом университете Министерства образования и
науки Украины)
Научная новизна. Научная новизна полученных результатов определяется высокой
пространственно-временной раздельной способностью данных, с помощью которых
выполнен комплексный анализ энергетических и термодинамических характеристик
мезометеорологических процессов. Разработана универсальная числовая схема оценки
преобразования (потоков) разных видов энергии атмосферы, созданных на основе полулагранжевой адвекции. Предложен метод определения пространственного распределения
запасов энергии неустойчивости, значимых для процессов разного масштаба. Исследовано
разделение запасов энергии во фронтальных зонах и ее фактическое превращение в высоком
пространственном разрешении. Установлены пространственные масштабы энергоактивных
зон, которые поддерживают характерные циркуляционные системы атмосферы. Обоснована
последовательность реализации доступной потенциальной энергии разных масштабов.
Практическая ценность. Разработанные методы возможно использовать для
диагноза и прогноза интенсивности мезомасштабных систем и опасных явлений, связанных с
ними в оперативном режиме. Методы расчета мезомасштабной доступной потенциальной
энергии и локальных производных, пригодные для работы с данными моделирования разной
пространственно-временной раздельной способности и территориального покрытия.
Накопление относительной потенциальной энергии предшествует обострению фронтов,
углублению барических ложбин и циклонов. Интегральный запас относительной
потенциальной энергии, рассчитанной в масштабе 350-600 км, выявляет тесную связь с
грозовой активностью фронтов над сушей и может использоваться, как прогностический
параметр для конвективных явлений.
Прокофьев О.М. Особенности температурно-влажностного режима в тропосфере
высоких широт Южного полушария: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. геогр.
наук /Одесский государственный экологический университет Министерства
образования и науки Украины. – Одесса, 2014. – 20 c. – (Защищена в Одесский
государственный экологический университет Министерства образования и науки
Украины)
Научная новизна. Научная новизна полученных результатов заключается в
комплексном статистическом исследовании пространственно-временных изменений
температурно-влажностного и ветрового режимов тропосферы над Антарктидой в условиях
глобального изменения климата. Впервые проанализированы результаты разработок и
пространственно-временного распределения отношения среднего количества облаков
нижнего яруса к общему количеству облаков. Впервые выявлена локальная неоднородность
приземной температуры воздуха (диполь) с помощью совместного анализа карт
коэффициентов корреляции и карт аномалий приземной температуры воздуха. Впервые дано
физическое обоснование условий формирования диполя и его перемещения по территории
Антарктиды. Впервые рассчитаны основные статистические характеристики приземной
температуры воздуха. Впервые выяснены основные количественные и качественные
тенденции температуры воздуха. Впервые исследован режим ветра на стандартных
10
изобарических поверхностях. Впервые выяснено пространственно-временное распределение
значений влагосодержания тропосферы Антарктиды. Впервые рассчитано количество влаги,
которое переносится над Антарктидой и может влиять на увеличение количества осадков.
Впервые построены поля влагосодержания и влагопереноса, которые позволили выяснить
общие черты пространственного распределения, локализовать зоны нахождения водяного
пара и определить связи с изменениями циклонической активности. Впервые выявлены и
интерпретированы зоны максимумов количественных характеристик энергетического
спектра доминирующих и побочных периодичностей в районе восточной Антарктиды.
Практическая ценность. Изучение динамики изменения температурно-влажностного
режима тропосферы южной полярной области имеет важное прикладное значение для оценки
стойкости гляциологических систем полярных районов и прогнозов их дальнейших
изменений. С методической точки зрения результаты данной диссертационной работы могут
быть использованы высшими учебными заведениями и научно-исследовательскими
организациями для исследования температурно-влажностного и ветрового режимов других
регионов. Примененные принципы визуализации результатов комплексного статистического
анализа и полученные результаты также могут быть использованы при определении
динамики региональных изменений климата в будущем.
25.00.28 – Океанология
Казьмин А.С. Структура и изменчивость океанических фронтальных зон: анализ
глобальной спутниковой информации: Автореф. дис. на соиск. учен. степени д-ра геогр.
наук /ФГБУН «Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН». – М., 2014. – 43 c. –
(Защищена в ФГБУН «Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН»)
Научная новизна. Показано, что сезонная изменчивость климатических океанических
фронтальных зон (ОФЗ) проявляется в вариациях их интенсивности и широтного положения
ядер зон. Установлено, что все субполярные и субтропические ОФЗ в Мировом океане
обнаруживают хорошо выраженную квазидекадную (с периодом 7–10 лет) изменчивость,
проявляющуюся в вариациях их интенсивности и широтного положения ядер зон.
Обнаружено, что долгопериодная изменчивость интенсивности субполярных и
субтропических ОФЗ с высокой достоверностью положительно коррелирована с
долгопериодными вариациями аномалий меридионального сдвига зональной компоненты
ветра. Показано, что период изменчивости северной экваториальной ОФЗ Тихого океана
составляет 4–5 лет и определяется изменчивостью системы ЭНЮК. Во время событий ЭльНиньо происходит резкое уменьшение интенсивности экваториальной ОФЗ. Установлено,
что долгопериодная изменчивость системы Канарского апвеллинга проявляется как декадный
сдвиг режима интенсивности апвеллинга от ослабленного в 1980-х гг. к очень интенсивному
в 1990-х гг., который связан с долгопериодной изменчивостью меридиональной компоненты
ветра, обусловленной вариациями Северо-Атлантического колебания (САК), и может влиять
на биопродуктивность системы. Показано, что участок фронтальной зоны Куросио на
границе Восточно-Китайского моря испытывает межгодовую изменчивость с периодами,
соответствующими периоду колебаний системы ЭНЮК (4–5 лет). Обнаружено, что
изменчивость интенсивности фронта в северо-западной части Черного моря отрицательно
коррелирована с изменчивостью осредненной по акватории среднезимней температурой
поверхности моря, которая контролируется изменчивостью САК.
11
Практическая ценность. Полученные фактические результаты относительно
долгопериодной изменчивости океанических фронтальных зон и ее связи с атмосферным
воздействием могут быть использованы для верификации и совершенствования моделей
климатических изменений общей циркуляции океана и взаимодействия в системе океан–атмосфера в
целях улучшения долгосрочных прогнозов. Поскольку ОФЗ и климатические апвеллинги являются
областями высокой биопродуктивности и естественными границами морских экосистем,
данные об их долгопериодной изменчивости могут использоваться при решении
практических вопросов, связанных с промыслом морепродуктов, сохранением
биоразнообразия, охраной окружающей среды.
Ижицкий А.С. Термохалинная структура и циркуляция вод Большого Аральского
моря в начале XXI века: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. геогр. наук /ФГБУН
«Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН». – М., 2014. – 22 c. – (Защищена в ФГБУН
«Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН»)
Научная новизна. Установлено, что высыхание Аральского моря привело к
формированию повышенной вертикальной стратификации, определяющую роль в
формировании которой в рассмотренный период времени (2009–2013 гг.) играл водообмен
между отдельными бассейнами водоема. На основе натурных измерений и численного
моделирования показано, что, несмотря на значительные изменения объема вод,
термохалинных характеристик, морфологии и донного рельефа бассейна, общая циркуляция
вод Аральского моря сохраняет свои основные особенности, отмечающиеся в условноестественном состоянии моря: антициклонический характер в поверхностном слое,
циклонический – в придонном. На основе численных экспериментов показано, что
антициклонический характер поверхностной циркуляции вод современного Аральского моря
связан с асимметрией зонального распределения глубин в рельефе дна в условиях
преобладания северных ветров.
Практическая ценность. Практическое значение исследования определяется
достигнутым прогрессом в понимании процессов развития гидрофизического состояния
Большого Аральского моря в условиях глубокого экологического кризиса. Результаты
исследования могут иметь важное значение при оценке влияния, оказываемого современным
состоянием моря на природные особенности окружающих территорий, социальноэкономические условия в регионе, здоровье местного населения. Полученные в ходе
исследования выводы могут быть использованы при изучении отклика физических,
химических и биологических систем крупных внутренних водоемов на антропогенное
вмешательство и в других районах земного шара.
Козлов И.Е. Исследование внутренних волн и фронтальных разделов в море
методами радиолокационного зондирования из космоса: Автореф. дис. на соиск. учен.
степени канд. физ.-мат. наук /РГГМУ. – СПб., 2014. – 23 c. – (Защищена в РГГМУ)
Научная новизна. Подготовлена база многолетних данных для комплексного
исследования короткопериодных внутренних волн в Белом, Баренцевом и Карском морях,
включающая архив спутниковых РСА изображений, результаты их тематической обработки и
фоновые метеоусловия. Разработана полуэмпирическая модель, позволяющая оценивать
характеристики внутренних волн по РСА наблюдениям их поверхностных проявлений при
различных скоростях ветра и «геометрии» наблюдений. Впервые на основе анализа массива
спутниковых РСА наблюдений проведено районирование короткопериодных внутренних
12
волн (КВВ) в Баренцевом и Карском морях. Проведена оценка «массосодержания» верхнего
слоя Баренцева моря и его внутрисезонной изменчивости на основе РСА наблюдений
кинематики пакетов КВВ. Построена полуэмпирическая модель, связывающая величину
радиолокационного (РЛ) контраста фронта с безразмерным параметром стратификации,
основанным на измеряемом перепаде температуры поверхности моря (ТПМ) через фронт и
скорости ветра. На основе метода декомпозиции 4-поляризационных РСА измерений
показана возможность идентификации поверхностных течений, внутренних волн и
фронтальных разделов на фоне пространственно-неоднородного поля ветра.
Практическая ценность. Полученные в работе карты пространственного
распределения параметров КВВ могут быть использованы для информационного
обеспечения безопасности подводного мореплавания и строительства, а также служить
основой при планировании и проведении натурных экспериментов по исследованию КВВ и
мезомасштабной изменчивости в арктических морях. Полученные результаты могут также
служить в качестве экспериментальной базы для верификации высокоразрешающих
численных моделей генерации и распространения КВВ. Предложенный в работе метод
оценки «массосодержания» верхнего слоя моря по РСА наблюдениям внутренних волн может
быть использован в различных океанографических приложениях. Предложенная полуэмпирическая
модель, связывающая РЛ контрасты с перепадом ТПМ через фронт и скоростью ветра, может
применяться на практике для диагностики фронтальных разделов в океане в условиях облачности.
Предложенный на основе метода декомпозиции 4-поляризационных РСА измерений подход по
идентификации динамических процессов в морской среде на фоне пространственно-неоднородного
поля ветра может быть использован в практических целях, например в задачах промысловой
океанологии для обнаружения зон повышенной биологической продуктивности.
Мамочкина А.И. Минералогический состав донных отложений Белого моря:
Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. геол.-минер. наук /ФГБУН «Институт
океанологии им. П.П. Ширшова РАН». – М., 2014. – 30 c. – (Защищена в ФГБУН
«Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН»)
Научная новизна. Данная работа является первым исследованием минерального
состава голоценовых осадков Белого моря в широком диапазоне фракций: от гравийных,
песчаных и крупноалевритовых до обломочной части пелитовой фракции.
Практическая ценность. Помимо фундаментального значения для понимания
современных процессов распределения обломочных минералов в голоценовых осадках
Белого моря и их связи с питающими провинциями, работа может быть использована при
реконструкциях палеообстановок осадконакопления в Белом море.
Мясоедов А.Г. Солнечный блик как «инструмент» исследования океана из космоса:
Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. физ.-мат. наук /РГГМУ. – СПб., 2014. – 27 c. –
(Защищена в РГГМУ)
Научная новизна. Разработан новый метод восстановления пространственных
вариаций среднеквадратичного наклона (СКН) морской поверхности по изображениям
солнечного блика, регистрируемого спутниковыми оптическими сканерами. Исследованы
проявления нефтяных сликов в солнечном блике и в поле СКН морской поверхности.
Продемонстрировано, что наблюдения океана в солнечном блике могут являться
эффективным инструментом исследования внутренних волн. На основе совместного анализа
13
оптических и радиолокационных изображений установлено, что мезомасштабные течения
проявляются на морской поверхности в виде пространственных вариаций СКН и обрушений
волн. Показано, что проявления мезомасштабных течений обусловлены в основном влиянием
дивергенции течений на ветровые волны. Соответственно, аномалии состояния поверхности
в виде увеличения/уменьшения ее СКН и интенсивности обрушений волн привязаны к зонам
конвергенции/дивергенции течений, которые в свою очередь связаны с градиентами поля
завихренности квазигеострофического течения.
Практическая ценность. Полученные научные результаты реализованы в виде
алгоритмов и элементов программного обеспечения и использованы для обработки данных
радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) и оптических изображений, а также для
восстановления статистических параметров поверхности океана. В результате применения
разработанных методов и алгоритмов получена возможность использовать данные о яркости
поверхности океана внутри солнечного блика для исследования океанографических явлений
по их поверхностным проявлениям, что позволило расширить область применимости
оптических сканеров. Показано, что применение синергетического подхода, основанного на
совместном использовании РСА и оптических данных, позволяет лучше понять механизмы
проявления океанических явлений на поверхности и выработать предложения по комбинации
датчиков и спектральных каналов для повышения эффективности спутникового мониторинга
морской среды.
25.00.27 – Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия
Айзель Г.В. Расчеты речного стока на основе модели SWAP для водосборов с
недостаточным информационным обеспечением: Автореф. дис. на соиск. учен. степени
канд. техн. наук /ФГБУН «Институт водных проблем РАН». – М., 2014. – 26 c. –
(Защищена в ФГБУН «Институт водных проблем РАН»)
Научная новизна. Научная новизна определяется, во-первых, созданием в рамках
диссертационного исследования эффективной методики принятия решений по выбору
стратегии расчетов речного стока для водосборов, недостаточно обеспеченных данными
натурных измерений, основанной на применении как классических и широко
распространенных методов районирования модельных параметров, так и на созданной при
участии автора методике, основанной на аппарате искусственных нейронных сетей, а вовторых, на использовании большой выборки водосборов, ранее не вовлеченных в тематику
подобного рода исследований.
Практическая ценность. Практическая значимость заключается в возможности
использования разработанной методики нахождения модельных параметров, а также общего
решающего правила принятия решений по расчетам стока, в задачах практической
направленности, например для оценки располагаемых водных ресурсов, гидротехническом
проектировании.
14
02.00.02 – Аналитическая химия
Андреев Ю.А. Идентификация и определение полихлорфенолов в воде
газохроматографическим методом : Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. хим.
наук /ФГБУ «ГХИ». – Воронеж, 2014. – 18 c. – (Защищена в ФГБОУ ВПО «Воронежский
государственный университет»)
Научная новизна. Обоснован способ подготовки проб воды, содержащих
полихлорфенолы, основанный на переводе последних в монохлорацетилпроизводные
действием ангидрида монохлоруксусной кислоты. Показано, что предложенные условия
пробоподготовки позволяют осуществлять идентификацию и определение полихлорфенолов
из их смеси газохроматографическим методом с электроннозахватным детектированием и
снизить пределы их обнаружения. Впервые доказано образование монохлорацетатов
полихлорфенолов при их дериватизации методом хромато-масс-спектрометрии на основании
сопоставления теоретически рассчитанного соотношения интенсивностей пиков в изотопном
кластере и практически полученного кластера молекулярного иона в масс-спектре. Получены
и интерпретированы масс-спектры монохлорацетатов три- и тетрахлорфенолов, позволяющие
проводить их однозначную идентификацию в пробах сложного состава.
Практическая ценность. Разработаны и аттестованы в ФГБУ «ГХИ» методики
определения полихлорфенолов в воде без ацетилирования и после дериватизации ангидридом
монохлоруксусной кислоты с пределами определения ниже установленных нормативов
качества воды. Методики утверждены Росгидрометом в виде руководящих документов.
Методики включены в Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных
к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей
природной среды и Федеральный реестр методик выполнения измерений, применяемых в
сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.
Результаты хромато-масс-спектрометрического исследования могут быть использованы на
практике для идентификации полихлорфенолов в пробах сложного состава.
05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (в
технических системах)
Шаветов С.В. Адаптивные алгоритмы управления сложными мехатронными
комплексами: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук /СанктПетербургский национальный исследовательский университет информационных
технологий, механики и оптики. – СПб., 2014. – 15 c. – (Защищена в СанктПетербургском национальном исследовательском университете информационных
технологий, механики и оптики)
Научная новизна. В рамках данной работы получен новый закон адаптивного
управления по входу линейным параметрически неопределенным объектом с неизвестной
относительной степенью. Впервые было доказано, что применение адаптивного регулятора,
используемого для стабилизации линейного параметрически неопределенного объекта с
неизвестной относительной степенью, обеспечивает экспоненциальную устойчивость
замкнутой нелинейной системы с неизвестными секторными нелинейностями. Разработана
комплексная универсальная система дистанционного управления мехатронными объектами
через глобальную сеть Интернет.
15
Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в
потенциальной возможности использования полученных теоретических методов адаптивного
управления для различных систем, функционирующих в условиях параметрической,
функциональной и структурной неопределенностей. Полученные методы могут быть полезны
при
проектировании алгоритмов
управления мобильными робототехническими
устройствами, такими как колесные и гусеничные роботы. Разработанная универсальная
система дистанционного управления мобильными роботами через Интернет может быть
применена для большого класса технических проектов, в которых актуальна проблема
использования канала связи, реализуемого с использованием глобальной сети Интернет.
16
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
SWAP – гидрологическая модель
АВ – активные воздействия
ВМО – Всемирная метеорологическая организация
ГРОКО – Глобальная рамочная основа климатического обслуживания
ИВО – искусственное вызывание осадков
ИК-область, ИК-спектр – инфракрасная область, инфракрасный спектр
КВВ – короткопериодные внутренние волны
КПО – класс пожарной опасности лесов
М. – г. Москва
МГЭИК (IPCC) – Межправительственная группа экспертов по изменению климата
ВМО/ЮНЕП
Минздрав – Министерство здравоохранения Российской Федерации
ОФЗ – океанические фронтальные зоны
ПБ (ПМ) – пыльная буря (пыльная мгла)
РАН – Российская академия наук
РГГМУ – Российский государственный гидрометеорологический университет
РЛ – радиолокационный
Росгидромет – Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды
Роспотребнадзор – Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и
благополучия человека
РСА – радиолокатор с синтезированной апертурой
РФ – Российская Федерация
САК – Северо-Атлантическое колебание
СКН – среднеквадратичный наклон
СО РАН – Сибирское отделение Российской академии наук
СПб. – г. Санкт-Петербург
США – Соединенные Штаты Америки
ТПМ – температура поверхности моря
УФ-область – ультрафиолетовая область
ФГБУ «ВГИ» – Федеральное государственное бюджетное учреждение «Высокогорный
геофизический институт»
ФГБУ «ГГО» – Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главная
геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова»
ФГБУ «ГХИ» – Федеральное государственное бюджетное учреждение «Гидрохимический
институт»
ФГБУ «ИГКЭ Росгидромета и РАН» – Федеральное государственное бюджетное
учреждение «Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН»
ФГБУ «НПО «Тайфун» – Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научнопроизводственное объединение «Тайфун»
ФГАОУ ВПО – Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ФГБОУ – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
ФГБУН «ИВП РАН» – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
«Институт водных проблем Российской академии наук»
ФГУ «Авиалесоохрана» – Федеральное государственное учреждение «Центральная база
авиационной охраны лесов»
17
ЭГР – элементарная газообразная ртуть
ЭНЮК – Эль-Ниньо – Южное колебание
ЮНЕП – Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде
18