1. В результате комплексного анализа наблюдений формирования SAR дуги на меридиане Якутска камерой всего неба «Keo-Sentry» во время события инжекции суббури 28 декабря 2014 показано, что около полночи MLT существовал западный электрический дрейф горячей плазмы в электрическом поле суббури из области инжекции (ускорения), который подтверждается данными спутника Van Allen Probe A.

Наблюдения динамики диффузного сияния (DA) и SAR дуги в утреннем секторе MLT 28.12.2014 указывают на электрический дрейф горячей плазмы к востоку из области суббуревой инжекции (см. Рис. 1 и 2). По низкоширотным магнитным данным расширение суббури началось в 1920 UT с центром на магнитном меридиане 0212 MLT.  В 1920 UT спутник находился ниже апогея с GSM X =-4.4 RE на магнитном меридиане 2254 MLT на ~ 3 часа западнее центра суббури. Van Allen Probe A регистрирует резкое увеличение потока энергичных электронов с обратной дисперсией во время фаз роста и расширения суббури. Резкое увеличение потока энергичных протонов с нормальной дисперсией опережает рост потока электронов во время усиления конвекции до начала расширения суббури. Наблюдаемую динамику потока электронов и протонов

можно объяснить комбинацией их магнитного и западного электрического дрейфа из области инжекции (ускорения). Восточнее центра расширения суббури в утреннем секторе MLT процесс расширения области инжекции суббури отображается в динамике DA и в возникновении SAR дуги.

В 20.20 UT (04.40 MLT) красная дуга достигла зенита станции наблюдений Маймага на геомагнитной широте 58°N. SAR дуга возникает в результате расширения диффузного сияния в восточном и экваториальном направлениях. Интенсивность дуги больше в восточной части неба. В зеленой линии только граница диффузного сияния отображена полярнее SAR дуги. Наблюдаемая динамика диффузного сияния и возникновение дуги SAR указывают на дрейф горячей плазмы к Земле и к востоку в электрическом поле суббури.

1.2.      Проведены мониторинговые наблюдения на станции спутникового приема Сканэкс. Построены разномасштабные пространственно-временные распределения облачного покрова, аэрозольной оптической толщины, индекса NDVI и очагов лесных пожаров.

1.2.1.   Анализ спутниковых данных за период май-сентябрь 2001-2014 гг. подтвердил ранее полученные результаты о доминирующем влиянии лесных пожаров на сезонный ход атмосферных аэрозолей (рис. 3 а, б). Показано, что в краткосрочной предыстории (май-июнь) высокому уровню лесопожарной активности в северо-восточной Сибири (преимущественно на территории Якутии) предшествовали аномальные значения температуры воздуха (рис. 3в). В условиях крупномасштабных пожаров аэрозольный индекс (АИ) показывает большую чувствительность к пирогенной активности, чем аэрозольная оптическая толщина (АОТ). Это объясняется ограничениями методики восстановления АОТ в условиях сильной задымленности атмосферы в результате лесных пожаров.

1.2.2.   Проведены исследования вариаций композитного спектрального альбедо подстилающей поверхности (вегетационного индекса NDVI) мерзлотного региона по данным многолетних спутниковых наблюдений NOAA (данные проекта GIMMS, май-сентябрь 1982-2013 гг.). Построена карта трендов NDVI, показаны особенности вариаций NDVI на территории центральной Якутии после крупномасштабных лесных пожаров. В работе использованы данные сети метеостанций Росгидромета, ГУ «Авиалесоохрана», спутника Terra/MODIS и модели GLDAS. В результате исследований получено:

1. Карта распределения тренда NDVI на территории Восточной Сибири за период 1982-2013 гг. неоднородна, но, в целом, в зоне сплошной многолетней мерзлоты преобладает тенденция роста. Наиболее высокие положительные изменения (~10-15%) NDVI наблюдаются на севере Якутии. Также отмечаются отрицательные зоны NDVI на Среднесибирском плоскогорье и на Дальнем Востоке (рис. 4).
2. На территории Горного лесхоза (центральная Якутия) за тот же период наблюдается тенденция роста индекса NDVI, влажности почвы и температуры воздуха. Следует отметить хорошую корреляционную связь NDVI с влажностью почвы r=0,66, температурой воздуха r=0,57 и ее отсутствие с атмосферными осадками, уровень которых мал, а 30-летний тренд крайне незначителен.
3. Крупномасштабные лесные пожары 2002 г. в центральной Якутии вызвали заметное увеличение влажности почвы на глубине 1-2 м и рост индекса NDVI в течение «послепожарных» 5-6 лет с последующим снижением до трендовых значений (рис. 5).

Вероятно, резкое снижение альбедо земной поверхности вызванное лесными пожарами нарушило тепловой баланс грунтов и привело к увеличению глубины сезонной оттайки вечной мерзлоты и, следовательно, к повышению влажности почвы. В дальнейшем восстановление отражательных характеристик растительного покрова привело к восстановлению теплового режима мерзлотных грунтов и, соответственно, к снижению влажности почвы.

1.  По данным экспериментальных наблюдений (CIMEL CE-318, ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД», AQUA/Airs) и климатических моделей (ERA-Interim, NCEP/NCAR) показано, что на территории центральной части Якутии за период июль-август 2004-2014 гг. наблюдается неоднозначная картина взаимосвязи аэрозольной оптической толщи (АОТ, Lev. 2, τ₅₀₀) и приземной температуры воздуха (ПТВ, ^оС). Взаимосвязь проявляется по-разному в зависимости от поступления нисходящего потока солнечной радиации (НПСР — коротковолновая радиация, λ ≤ 4 мкм) и присутствия в атмосфере аэрозольных частиц, образовавшихся вследствие продуктов горения лесного массива. В частности наблюдается преимущественно картина корреляционной связи АОТ и ПТВ, что говорит об относительно прозрачной атмосфере над исследуемой частью региона. Однако, в определенные месяцы, за исследуемые периоды отмечалась анти-корреляционная связь с уровнем значимости 99% при r_крит.=0,45 в июле 2005 г. (R=-0,368) и августе 2010 г. (R=-0,285). На примере двух событий (рис. 6) со схожей картиной временных вариаций АОТ в июле 2005 г. и июне 2011 г. (АОТ & ПТВ, R=0,4) проведен анализ температурного эффекта дымового аэрозоля. Показано, что очаги возгорания лесного массива, сопровождающиеся фотохимическим смогом (дымы, размеры которых не превышают 0,003 мкм), способны привести к аэрозольному помутнению атмосферы (рис. 7). Наряду с этим при наличии отрицательной фазе уходящей длинноволновой радиации, обеспечивающей повышение ночной температуры воздуха, в целом наблюдается ее понижение за счет существенного спада НПСР в дневное время.

1.  Исследовано изменение сезонного хода температуры атмосферы на уровне излучения гидроксила (~87 км) во время 23 цикла солнечной активности. Сезонная вариация представлена в виде суммы годовой, полугодовой и треть-годовой компонент. Обнаруженный нами рост амплитуд годовых и полугодовых компонент температуры в периоды максимумов активности, указывает на усилении циркуляции высокоширотной верхней атмосферы.

1.5. Были исследованы флуктуации профиля температуры средней атмосферы, связанные с внутренними гравитационными волнами, полученные по данным лидарного зондирования в Якутске. Для анализа использовалось, непрерывное вейвлет-преобразование с помощью материнского вейвлета Гауссиана 8-го порядка. В результате расчетов выделены две основные квазимонохроматические волнообразные (КВС) структуры с длинами волн 2-4 км и 5-7 км. Амплитуды этих КВС, как и ожидалось, увеличиваются с повышением высоты из-за уменьшения плотности атмосферы. КВС с длиной волны 2-4 км наблюдаются во всех 200 сеансах зондирования, начиная с высот порядка 35 км, но бывают случаи, когда они наблюдаются на высотах 50 км. Причем основное изменение длины волны квазимонохроматических волнообразных структур происходит на высоте стратопаузы (рис 8 б-г). По-видимому, это связано с изменением градиента температуры в стратопаузе, что в свою очередь влияет на прохождение КВС, т.е. на уровне стратопаузы образуется критический уровень, на котором в зависимости от направления среднего зонального ветра планетарные волны затухают с выделением энергии в виде тепла.