КЛИМАТО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

КЛИМАТО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Грант Президента РФ «Ведущие научные
школы», 1996 г.
Основатель
Зуев Владимир Евсеевич (1925-2003 гг.), д.физ.-мат.н., профессор, академик РАН,
Герой Социалистического труда.
Руководитель (руководители) научно-педагогического коллектива
Кабанов Михаил Всеволодович, д.физ.-мат.н, профессор, член-корр. РАН.
Факультеты, кафедры (лаборатория)
Радиофизический факультет, кафедра оптико-электронных систем и дистанционного
зондирования.
Геолого-географический факультет, кафедра метеорологии и климатологии.
Cибирский физико-технический институт при ТГУ, лаборатория распространения
оптических волн.
Направление научных исследований научно-педагогического коллектива
– Физика природно-климатических изменений.
По рубрикатору ГРНТИ
37.21 – Метеорология.
89.53.41 – Исследование атмосферы земли.
По рубрикатору ВАК
25.00.29 – Физика атмосферы и гидросферы.
25.00.30 – Метеорология, климатология, агрометеорология.
Направление подготовки инженеров, бакалавров и магистров
190700 – Оптико-электронные системы и приборы.
012600 – Метеорология.
511500 – Радиофизика (бакалавр, магистр).
Состав коллектива
Всего – 40, в том числе:
академиков и членов-корреспондентов РАН – 1,
заслуженных деятелей науки и лауреатов государственных премий – 5,
докторов наук – 15,
кандидатов наук – 20.
Ведущие представители коллектива
Самохвалов Игнатий Викторович, д.физ.-мат.н., профессор.
Задде Геннадий Освальдович, д.физ.-мат.н., профессор.
Донченко Валерий Алексеевич, д.физ.-мат.н., профессор.
Севастьянов Владимир Вениаминович, д.географ.н., профессор.
Мицель А.А., д.физ.-мат.н., профессор.
История становления научно-педагогического коллектива
Ретроспективный анализ показывает, что первый шаг в формировании научнопедагогической школы, связанный с разработкой физических основ дистанционных
методов экологического мониторинга окружающей среды был сделан в 1955 году.
Именно в этом году заведующему кафедрой оптики и спектроскопии Томского
госуниверситета профессору Прилежаевой Н.А. правительственным постановлением
поручается организовать исследования по распространению инфракрасного
излучения в земной атмосфере. Решение конкретных научно-технических задач было
возложено на доцента Зуева В.Е., который в кратчайшие сроки сформировал научную
группу и организовал строительство научно-исследовательского полигона.
Одновременно были решены две принципиально важные задачи: создание
собственными силами приемо-передающей техники в ИК-диапазоне длин волн
(стандартная отсутствовала) и создание группы по метеорологическому обеспечению
оптических измерений (прозрачность атмосферы зависит от погодных условий). Тем
самым были заложены основы научного направления, которое было новым в Томске и
лишь по отдельным задачам присутствовало в тематике научных коллективов других
городов и стран. Группа Зуева В.Е. в составе лаборатории оптики и спектроскопии
СФТИ выделяется в самостоятельную лабораторию инфракрасных излучений СФТИ,
аспиранты (Кабанов М.В., Творогов С.Д. Хмелевцов С.С.) защищают кандидатские
диссертации, а Зуев В.Е. защищает докторскую диссертацию. Здесь важно отметить,
что уже в эти годы научные исследования проводятся в тесном сочетании
теоретических и экспериментальных работ, а экспериментальное решение задач
основывается на новых научных приборах, изготовленных собственными силами
экспериментаторов.
Появление лазеров в научном мире вносит коренной перелом в научную
тематику лаборатории инфракрасных излучений СФТИ. Продолжая следовать
принципу самообеспечения экспериментальной техникой в лаборатории организуется
собственная лазерная группа, которая в сжатые сроки обеспечивает изготовление
устойчиво работающих газовых (He-Ne) лазеров. С использованием этих лазеров, а
также первых промышленных твердотельных лазеров в лаборатории проводятся
опережающие исследования по распространению лазерного излучения в естественной
атмосфере и в лабораторных условиях (в модельных средах). Пионерские результаты
по рассеянию лазерных пучков в дисперсных средах и по лазерной спектроскопии
атмосферных газов приносят мировую известность и признание всему научному
коллективу лаборатории, выросшего к концу 60-х годов до 100 человек. А тем
временем созревает идея о лазерном зондировании атмосферы океана и земных
покровов. Для реализации перспектив применения лазеров в различных отраслях
науки, техники, практической медицине и промышленности необходимы были
специалисты. Решать проблему подготовки кадров предстояло кафедре оптикоэлектронных приборов (ныне кафедра оптико-электронных систем и дистанционного
зондирования), которая была открыта на радиофизическом факультете в 1962 году
благодаря инициативе, настойчивости и организаторскому таланту Владимира
Евсеевича Зуева. Он лично возглавлял кафедру с 1970-го по 1984 г.
Новые научные задачи и новые научные направления оказались в «тесных»
рамках вузовской лаборатории инфракрасных излучений. Организованный на базе
этой лаборатории в 1969 г. академический Институт оптики атмосферы становится
новым переломным событием. Открылись новые возможности для развития всех
научных направлений бывшей лаборатории и для организации новых направлений, в
том числе по научному приборостроению. История первых лет научной и
производственной жизни ИОА СО РАН, а также непростое развитие его научных
направлений в последующие годы заслуживает отдельного описания. А здесь мы
лишь отметим, что проблемы научного приборостроения с самого начала стали для
ИОА СО РАН первостепенными не только при проведении научных исследований, но
и для реализации научно-технического потенциала по практическим приложениям.
Поэтому по инициативе директора ИОА Зуева В.Е., избранного в 1970 г. членомкорреспондентом АН СССР, ставится вопрос, а Президиумом Сибирского отделения
АН СССР принимается постановление об организации с 1 января 1972 г. СКБ
научного приборостроения «Оптика» СО АН СССР (СКБ НП «Оптика») на
хозяйственном расчете под научным руководством ИОА.
В сложившихся к 1992 году новых социально-экономических условиях в стране
и в условиях изменившейся социально-экономической роли академической науки
Президиум СО РАН принимает решение о пересмотре стратегических направлений
опытно-конструкторских работ в СКБ НП «Оптика», которое переименовывается в
Конструкторско-технологический
институт
(КТИ)
«Оптика».
При
таких
обстоятельствах состоялось назначение директором КТИ «Оптика» чл.-корр. РАН
М.В. Кабанова.
Первым шагом по новой проблемной ориентации института стало состоявшееся
обсуждение академиком Зуевым В.Е. и членом-корреспондентом РАН
Кабановым М.В. с председателем СО РАН академиком Коптюгом В.А. и главой
администрации Томской области Крессом В.М. предложений по организации
базового центра климато-экологического мониторинга в Томске. Итогом этого
обсуждения было подписание в марте 1993 г. соглашения между Президиумом
СО РАН и администрацией Томской области о совместной поддержке региональной
научно-технической программы «Климато-экологический мониторинг Сибири» на
территории Томской области под научным руководством член.-корр. РАН
Кабанова М.В.
Вторым шагом, положительно сказавшимся на формировании научного
направления института, стало утверждение Научно-техническим советом по
программе «Сибирь» и включение в состав этой программы межведомственного
проекта «Климато-экологический мониторинг Сибири». Соисполнителями этого
проекта стали несколько академических институтов (КТИ «Оптика», ИОА – Томск,
ИСЗФ – Иркутск, ИВМиМГ – Новосибирск, БИЕН – Улан-Удэ) и вузовские
организации (ТГУ и ТПУ с их научно-исследовательскими институтами).
Одновременно в КТИ «Оптика», как в головной организации проекта, с технической и
методической помощью Западно-Сибирского управления Росгидромета (рук.
Зиненко В.И.) создается и уже в октябре 1994 года открывается на территории
Томского академгородка первая очередь климато-экологической обсерватории.
Последующее успешное развитие проблемной ориентации института
способствовало объединению томских научных сил по данному направлению, а
Институт в 1997 г. был реорганизован в научно-исследовательский институт с
названием «Институт оптического мониторинга СО РАН».
Основные научные результаты, полученные в течение последних пяти лет
Разработаны концептуальные основы комплексного регионального мониторинга
атмосферы, предусматривающие сетевой принцип синхронных наблюдений с
одновременным измерением средних значений параметров атмосферы и скорости их
изменений (первых производных эколого-производных), требования к современной
технологии мониторинга и к новым метеорологическим приборам. Результаты
выполненных исследований обобщены в монографии Кабанова М.В. «Региональный
мониторинг атмосферы. Часть 1. научно-методические основы» (Томск: Изд-во
СО РАН. 1997. 210 с.)
На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований
предложены новые физические принципы и созданы новые методики и приборы для
контактных и дистанционных измерений параметров атмосферы. В их числе как
уникальные измерительные комплексы для научных исследований, так и ряд новых
приборов в малой серии. Описание и функциональные возможности последних
опубликованы в коллективных монографиях: «Региональный мониторинг атмосферы».
Часть 2. «Новые приборы и методики измерений». (Томск: Изд-во СО РАН. 1997.
294 с.) и часть 3. «Уникальные измерительные комплексы» (Новосибирск: Изд-во
СО РАН. 1998. 238 с.)
Разработан методологический подход к созданию геоинформационной системы,
предназначенной для интеграции разнородной климато-экологической информации в
виде моделей, баз данных и баз знаний. Результаты выполненных исследований
опубликованы в статье: Крутиков В.А., Полищук Ю.М. Геоинформационное
обеспечение мониторинга окружающей среды и климата. // Оптика атмосферы и
океана. 2002. Т. 15, № 1. С. 1220, и получили международную поддержку в виде
проектов: ЕС INСО Copernicus 2. Contract ICA2-СТ-2000-10024. Project ISIREMM:
Integrated System for Intelligent Regional Environmental Monitoring&Managment и INTAS
00-00189 ATMOS: A Scientific WWW Portal for the Atmospheric Environment.
Патенты
Более 50 авторских свидетельств и 8 патентов РФ (№ № 2187082, 2186348, 2185643,
2174674, 47649, 49557, 2048744, 4035).
Важнейшие публикации членов коллектива за последние семь лет:
Монографии – 14, учебники – 9, статьи – 270, в т.ч. в центральных журналах – 147.
1. Donchenko V.A., Zemlyanov А.А., Zemlyanov Al.A. Spectral and temporal characteristics
of fluorescence of drops comprising dissolved dye excited by the JR laser radiation //
Infrared Physics and Technology. 2000. Vol. 41. P. 133136.
2. Gordov E.P., Belan B.D., Babikov Yu.L, Panchenko M.V. et al. Information-computational
system: integrated model of atmospheric optics // SPIE Proc. Atmospheric and Ocean
Optics. 1999. Vol. 3983. P. 173180.
3. Panchenko M.V., Terpugova S.A. Reconstruction of the scattering coefficient in the lower
troposphere using ground  based measurements // J. Atmos. Sci. 2002. Vol.59, № 3.
P. 581589.
4. Sakerin S.M., Kabanov D.M. Spatial Inhomogeneities and Spectral Behavior of
Atmospheric Aerosol Optical Depth over Atlantic Ocean // J. Atmos. Sci. 2002. Vol. 59,
№ 3, Part 1. P. 484500.
5. Samokhvalov I., Kaul В., Arshinov Yu. et al. Crystal clouds. Tomsk: Spectr, 1997. 140 p.
6. Барашкова Н.К., Задде Г.О., Кабанов М.В., Севастьянов В.В. Современные тенденции
климатических изменений в южной части Западной Сибири // География и природные
ресурсы. 2000. №3. С. 7782.
7. Зуев В.Е., Белов В.В., Веретенников В.В. Теория систем в оптике дисперсных сред.
Томск: Изд-во «Спектр» ИОА СО PAН, 1997. 402 с.
8. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Оптика атмосферного аэрозоля. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.
254 с.
9. Ипполитов И.И., Кабанов М.В., Логинов С.В. Вейвлет-преобразования при анализе
природно-климатичееких изменений // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15, № 1.
С. 2128.
10. Кабанов М.В. Аналитическое описание потоков солнечного излучения в земной
атмосфере // ДАН. 2000. Т. 371, № 5. С. 678680.
11. Кабанов М.В. Итоги и задачи мониторинга современных природно-климатических
изменений в Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15, № 1. С. 110116.
12. Красненко Н.П. Акустическое зондирование атмосферного пограничного слоя. Томск:
ИОМ СО РАН. 2001. 270 с.
13. Крутиков В.А., Полищук Ю.М. Геоинформационное обеспечение мониторинга
окружающей среды и климата. // Оптика атмосферфы и океана. 2002. Т. 15, № 1.
С. 1220.
14. Мицель А.А., Фирсов К.М., Фомин Б.А. Перенос оптического излучения в
молекулярной атмосфере. Томск: STT, 2001. 444 с.
15. Пхалагов Ю.А., Донченко В.А., Кабанов М.В. и др. Исследование корреляционных
связей аэрозольного ослабления оптического излучения с напряженностью
атмосферного электрического поля // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12, № 2.
С. 122132.
16. Пхалагов Ю.А., Ипполитов И.И., Ужегов В.Н. и др. Исследования взаимосвязи между
УФ-потоком, напряженностью электрического поля и оптико-микрофизическими
характеристиками приземного слоя атмосферы. // Оптика атмосферы и океана. 2002.
Т. 15, № 4. С. 337343.
17. Севастьянов В.В. Климат высокогорных районов Алтая и Саян. Томск: Изд-во Том.
ун-та, 1998. 202 с.
18. Серия монографий «Региональный мониторинг атмосферы» Ч 15. Томск: Изд-во
СО РАН, 19972001 гг.
Участие в течение последних трех лет в
научно-технических программах:
федеральных – 17,
международных – 2.
Международных проектах – 6.
Победы в конкурсе грантов – 16.
Подготовка кадров высшей квалификации за последние девять лет
Всего аспирантов – 35. Всего докторантов – 6.
Защит докторских – 6. Защит кандидатских – 16.
Общественное признание научно-педагогического коллектива
Международные и государственные премии, научные медали
Лауреат государственной премии СССР – 1.
Лауреат премии АН СССР и Болгарской АН – 1.
Лауреат премии Совета Министров СССР – 1.
Медали и дипломы выставок, конференций и т.д.
Премия Администрации Томской области в сфере науки и образования – 6.
Государственные научные стипендии для выдающихся ученых – 3.
Стипендии Сороса – 1.
Медаль Федерации космонавтики РФ – 2.
Медаль Томского госуниверситета - 3.
Медали и дипломы выставок – 7.
Членство в различных российских и зарубежных научных организациях
Кабанов М.В. – член Американского физического общества, член
Объединенного Ученого совета по наукам о Земле, член секции в Совете по
государственной научно-технической программе «Глобальные изменения природной
среды и климата», член секции «Природно-ресурсные и экологические космические
исследования» Совета по космосу РАН, член Сибирской секции Проблемного совета
по экологии и чрезвычайным ситуациям, член научного совета РАН по комплексной
проблеме «Распространение радиоволн», член Комиссии по радиации при
Национальном геофизическом комитете РАН, председатель Научно-технического
совета по проекту СО РАН «Климато-экологический мониторинг Сибири», академик
Метрологической академии.
Крутиков В.А. – член Объединенного ученого совета по наукам о Земле.
Самохвалов И.В. – член Головного совета Минобразования «Охрана
окружающей среды».
Гордов Е.П. – член Европейской академии наук.
Почетные звания
Заслуженный деятель наук РФ – 2.
Почетный работник ВШ – 1.
Связь с другими организациями
Российская академия наук
Совместная научная работа и подготовка кадров с момента создания институтов:
Институт оптического мониторинга СО РАН,
Институт оптики атмосферы СО РАН.
Совместная научная работа в течение более 10 лет:
Институт физики атмосферы РАН,
Институт вычислительной математики РАН,
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН,
Институт водных и экологических проблем СО РАН,
Институт лазерной физики СО РАН,
Институт леса СО РАН,
Институт химии нефти СО РАН,
Институт геологии нефти и газа СО РАН,
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН,
КТИ научного приборостроения СО РАН.
Другие государственные академии
Совместная научная работа в течение 5 лет:
Сибирский НИИ торфа СО РАСХН,
Томский НИИ курортологии и физиотерапии СО РАМН.
Отраслевые научные организации
Совместная научная работа в течение более 10 лет:
ВНИИ метрологии им. Д.И. Менделеева,
ГГО (г. Санкт-Петербург),
Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова,
Институт прикладной геофизики Росгидромета (г. Москва),
Российская космическая корпорация «Энергия»,
Западно-Сибирское управление по гидрометеорологии и охране окружающей
среды (г. Новосибирск).
Высшие учебные заведения
Совместная научная работа в течение более 10 лет:
Московский государственный университет,
Московский государственный химико-технологический университет им.
Д.И. Менделеева,
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,
Санкт-Петербургский государственный университет,
НИИ земной коры при С.-Пб. Государственный университет,
Новосибирский государственный университет,
Новосибирский государственный технический университет,
Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева,
Алтайский государственный университет (г. Барнаул),
Академия ВВС им. Жуковского,
Томский университет систем управления и радиоэлектроники,
Томский политехнический университет.
Деятельность научно-педагогического коллектива в области
Организации специальных школ
Международная школа молодых ученых и специалистов «Физика окружающей
среды» (1 раз в два года).
Создания новых учебных дисциплин
Лазерное зондирование природных сред.
Распространение оптических волн.
Оптическая диагностика атмосферы.
Разработки учебных программ
Разработаны 25 программ к учебным курсам.
Организации симпозиумов, конференций
Проведение Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу (раз в
два года).
Проведение Международного симпозиума «Контроль и реабилитация окружающей
среды» (1 раз в два года).
Ежегодное проведение при поддержке INTAS международных конференций «ENVIROMIS»/«MODAS».
Материально-техническая база, имеющаяся в распоряжении коллектива
Материально-техническая база, имеющаяся в распоряжении коллектива, включает в
производственные площади, приборы и оборудование для лабораторных и натурных
исследований Отделения геофизических исследований Института оптического
мониторинга СО РАН и Отделения оптической диагностики окружающей среды
Института оптики атмосферы СО РАН.
Контактные адреса и телефоны
634050, Томск, пр. Ленина, 36, ТГУ, РФФ.
Телефон(ы) (382-2)-413984, 259265, факс (382-2)-258950, E-mail leo@elefot.tsu.ru,
post@tomsknet.iom.ru