1.1. Анализ изменения среднегодовых значений  температуры высокоширотной мезопаузы на высоте свечения гидроксила с 2000 по 2013 г., представленных в виде линейной мульти- регрессионной модели, после вычитания сезонной составляющей и включающей зависимость от солнечной активности и тренд, показал, что температура на высоте излучения гидроксила модулируется солнечной активностью с коэффициентом 5 ± 1.9 К/ 100SFU, что согласуется с большинством выводов, полученных разными исследователями, при этом скорость охлаждения мезопаузы составила −4.8 ± 2 К/десятилетие.

1.2.  Были продолжены исследования диффузного сияния (ДС) и среднеширотных красных дуг (SAR-дуг) с целью диагностики процессов магнитосферно-ионосферного взаимодействия в окрестности плазмопаузы и внутренней границы кольцевого тока во время суббурь и бурь.

а). Выполнен анализ наблюдений формирования SAR дуги на меридиане Якутска (130ºE) во время суббури, вызванной сильной межпланетной ударной волной (IPS) 14 декабря 2006. Показано, что динамика красной дуги в этом событии отображает, вероятно, быструю радиальную диффузию вследствие электрического дрейфа энергичных части из центральной области суббуревой инжекции во внутреннюю магнитосферу (см. Рис. 1).

Изображения в эмиссии 630 нм во время возникновения SAR дугипо наблюдениям фотометром всего неба. Данные представлены в проекции на поверхность Земли в дипольных геомагнитных координатах для высоты свечения 450 км. Шкала интенсивности свечения приведена справа в килоРелеях.

б). Выполнен анализ фотометрических наблюдений движения SAR дуги к экватору в вечернем секторе LT на меридиане Якутска в спокойных условиях на фазе восстановления слабой магнитной бури 7 февраля 2000. На основе сопоставления наземных наблюдений с измерениями температуры электронов Te на спутниках DMSP показано, что экваториальное движение SAR дуги в этом событии, наиболее вероятно, обусловлено движением станции наблюдений относительно границы вечерней выпуклости плазмосферы (см. Рис. 2)

1.3. Впервые проведены фотометрические наблюдения эмиссии ночного неба 557,7 нм на высокой географической широте 63ºN. Многолетние вариации интенсивности эмиссии 557,7 нм в первом приближении совпадают с более ранними результатами исследований свечения ночного неба на низких и средних широтах. Показана значимая связь интенсивности эмиссии 557,7 нм с солнечной активностью. Средняя интенсивность этой эмиссии для февраля и марта имеет наибольшие значения в период максимума 23-го цикла солнечной активности (2001-2002). Данное увеличение интенсивности обусловлено ростом концентрации атомарного кислорода на высоте излучения зеленой линии согласно эмпирической модели MSIS-90 (Рис.3, 4).

 

Рис.3. Вариации средней интенсивности эмиссии 557,7 нм в магнитно-спокойные   дни для февраля (А) и марта (Б) в 1997-2008 гг. (В) изменение среднемесячного индекса F10,7 для февраля и марта  в 23-м цикле солнечной активности. На графиках указаны стандартные ошибки среднего.

Рис. 4. Корреляционная зависимость интенсивности эмиссии 557,7 нм от концентрации атомарного кислородатомарного кислорода для февраля  (А) и марта (Б). На рисунке приведена корреляционная связь средних значений интенсивности зеленой эмиссии от средних значений концентрации атомарного кислорода в 23-ем цикле солнечной активности. Данные о концентрации атомарного кислорода на высотах 95-105 км  взяты из эмпирической модели MSIS-90.

 

 

1.4. Было продолжено проведение наблюдений на следующих приборах: стратосферный лидар (в течение всего года);  солнечный фотометр для измерения общего содержания аэрозолей в атмосфере по рассеянию солнечного излучения, и входящий в состав международной сети аэрозольного мониторинга «Аэронет» (НАСА).

 

а) В ходе лидарного зондирования  атмосферы под Якутском 20 февраля 2013 г. был обнаружен аэрозольный слой, который отчетливо наблюдался на 5 профилях, полученных с временным интервалом 10 минут, начиная с 23:41 до 00:21 LT (UT+10), а на профилях в 20:34 и на 03:02 и последующих его нет. Максимальное значение коэффициента аэрозольного рассеяния, при этом, составило  1,69 на высоте 39,55 км в 23:51, а минимальное – 1,36 на высоте 39,25 км в 00:21. Расчеты траекторий воздушных масс для интервала дат с 15 по 26 февраля, начатых с момента наблюдения образования метеорного следа 15 февраля в 3:20 UT на высотах от 30 до 42 км, с шагом 0.25 км по высоте показали, что переносимый атмосферной циркуляцией метеорный след достиг в первый раз Якутска уже 15-16 февраля, следующий раз при втором витке 20-21 февраля и на третьем витке 24-25 февраля. Примерное время прохождения аэрозольного облака над Якутском составило 1,5-2 часа, если  считать что слой по горизонтали имел выпуклую структуру с тонкими краями, т.е. коэффициент аэрозольного рассеяния максимален в середине слоя и минимален по краям.

б) Анализ результатов одновременных измерений температуры атмосферы над Якутском оптическими и радиозондовыми методами в зимнее время 2008 г. в интервале высот 0-100 км показал, что волнообразное изменение вертикального температурного профиля является результатом особенностей вертикального распространения планетарной волны во время стратосферного потепления (Рис.6). Температурные измерения для приземного слоя от 0 до 20–25 км были получены по данным аэрологической станции г. Якутска, в области средней атмосферы от 25 до 55–60 км производились при помощи рэлеевского лидара,  а температура верхней атмосферы измерялась на трех высотных уровнях: по излучению гидроксильного слоя (полоса 6,2) на уровне мезопаузы, по излучению молекулярного кислорода (полоса 0-0) при помощи инфракрасного спектрографа и по излучению атомарного кислорода на линии 557,7 нм по данным спектрометра Фабри-Перо на оптическом полигоне «Маймага».

1.5. Проведены сезонные наблюдения на станции спутникового приема Сканэкс. Построены разномасштабные пространственно-временные распределения облачного покрова, аэрозольной оптической толщины, индекса NDVI и очагов лесных пожаров. Ведется комплексный анализ поведения распределения АОТ, облачности, лесопирологической обстановки в зависимости от уровня солнечной активности.

По данных спутниковых наблюдений показано, что катастрофические лесные пожары (на сравнительно небольшой территории) способны оказать существенное воздействие на нижнюю атмосферу: общие выбросы продуктов горения (СО2, СО, СН4, NH3, SO2) за пожароопасный сезон в 2002 и 2013 гг. составили до ~2% от глобальных (в масштабах Земли) ежегодных выбросов от всех видов природных пожаров.

Дымовые шлейфы и аэрозольные частицы от очагов лесных пожаров в центральной Якутии распространяются далеко на восток, достигая Корейского полуострова, Японии и Тихого океана за несколько суток. В некоторых случаях наблюдался перенос аэрозоли в северном и северо-западном направлении вплоть до побережья Баренцева моря, причем аэрозольные показатели оказались сопоставимы с аналогичными значениями вблизи очагов лесных пожаров (Рис.7).

По данным наблюдений за 1998-2013 гг. показано, что в конце пожароопасного сезона (сентябрь) на территории Центральной Якутии влияние техногенного фактора возникновения лесных пожаров проявляется в форме недельной зависимости (эффект «выходного дня»). Максимум числа обнаруженных на космоснимках «hotspot»’ов (активных очагов лесных пожаров) приходится на выходные дни, минимум – на пятницу.

Анализ многолетних данным ДЗЗ (1982-2012 гг.) показал, что на тестовых участках на севере, центре и юге региона наблюдается устойчивый рост значений NDVI. Тестовые участки, расположенные в арктической зоне Якутии, показывают хорошую корреляцию сезонного хода NDVI со среднесуточными температурами. Вариации NDVI центральных и южных участков имеют выраженную корреляцию с температурой только на начальной фазе вегетационного периода. Прирост индекса NDVI на центральном участке за рассматриваемый период оказался много ниже (менее 1%), чем на других тестовых участках (~4-10%).

1.6. Сделан выбор аппаратного и программного обеспечения ИКС мониторинга и прогнозирования ЧС. Составлены спецификации программных и аппаратных средств обеспечения ИКС. Разработана и представлена рабочая версия однопользовательской базы данных лесных пожаров в комплексе с алгоритмом визуализации карты очагов пирогенных событий с помощью ГИС-технологий.