Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Прайс Колин Грегори Израиль
Номер договора
075-15-2019-1892
Период реализации проекта
2019-2021
Общая информация

Электромагнитное окружение Земли формируется электрическим и магнитным полями, которые меняются на всех временных масштабах. Мы живём в среде, в которой всегда существует электрическое поле. Наиболее зрелищные проявления этой ситуации — грозы и штормы с высокой электрической активностью. Для ряда современных технологических устройств различные электрические процессы в атмосфере представляют серьёзную угрозу. Усилия ученых лаборатории сконцентрированы на исследовании естественного электрического окружения и его изменчивости, а также предсказания его будущей эволюции.  

Название проекта:

Электромагнитное окружение Земли: формирование, изменчивость, влияние на биосферу

Приоритет СНТР: д


Цели и задачи

Цель проекта:

Проект направлен на решение фундаментальных научных и образовательных задач, связанных с изучением формирования и изменчивости электромагнитного окружения Земли и его влиянию на биосферу

Направления исследований:

Метеорология и науки об атмосфере

Практическое значение исследования
Планируемые результаты:

  • Новые методы и алгоритмы для мониторинга и комплексных измерений электрического окружения на региональных и глобальных масштабах; 

  •  Оптический метод наблюдения событий TLE (transient luminous events) на основе лабораторного моделирования; 

  • Модель химических возмущений, вызванных событием TLE, и развитый оптический метод дистанционной диагностики физических параметров удалённых областей средней атмосферы; 

  • Модель влияния свойств и возмущений ионосферы на спектры низкочастотных сигналов; 

  • Новая параметризация частоты молниевых вспышек (LFR) и уточнённая параметризация ИП с учётом микрофизических характеристик облаков (софинансирование);

  • Включение новой параметризации LFR в последнюю версию модели общей циркуляции атмосферы и океана INMCM; включение параметризации ионосферного потенциала и модуля вычисления проводимости в химико-климатическую модель SOCOL; 

  • Новая параметризация проводимости нижней ионосферы (в областях D и Е) с использованием плазмохимической модели для трёхмерной модели ГЭЦ;

  • Новая модель влияния аэрозолей и турбулентности на электричество хорошей погоды; 

  • Новый метод восстановления электрической структуры облака (в частности, величины зарядов и высот заряженных слоёв) с использованием результатов измерений динамики приземного значения потока энергичных частиц и напряжённости электрического поля; 

  • Результаты определения пороговых интенсивностей электромагнитного излучения (ЭМИ) шумановского диапазона, оказывающего эффект на животных и растения; 

  • Результаты сопоставления эффектов ЭМИ при различных режимах воздействия; 

  • Результаты выявления первичных мишеней ЭМИ низкочастотного диапазона в живой клетке на основе мета-анализа данных литературы, экспериментального анализа на модельных системах и живых организмах; 

  • Результаты изучения эффектов ЭМИ на окислительно-восстановительные процессы и активность антиоксидантных систем в животных и растительных объектах.

  • Варианты технического облика региональных узловых базовых станций для мониторинга электромагнитного окружения в Верхне-Волжском регионе (включённого в международный контекст); 

  • Модели влияния низкочастотных сигналов магнитосферного происхождения на электромагнитное окружение; 

  • Результаты численного моделирования распределения LFR и его изменчивости на масштабе Эль-Ниньо; 

  • Оценки вкладов в ГЭЦ от мезомасштабных конвективных систем с использованием спутниковых данных и данных системы WWLLN (софинансирование); 

  • Применение разработанной параметризации проводимости к расчёту межгодовой изменчивости ГЭЦ с помощью трёхмерной модели (софинансирование); 

  • Параметризация низкочастотного электромагнитного шума в резонаторе Земля — ионосфера (шумановских резонансов); 

  • Новая модель влияния аэрозолей на облака и грозы; новая параметризация физики аэрозолей для климатических моделей, принимающая во внимание зарядку аэрозолей; 

  • Результаты определения индуцированных ЭМИ шумановского диапазона изменений активности фотосинтеза и транспирации у растений и установления лежащих в их основе механизмов; 

  • Результаты исследования активации ROS и Ca2+ сигнальных систем под влиянием ЭМИ шумановского диапазона и выявления роли сигнальных систем в реализации эффектов ЭМИ; 

  • Математические модели систем различного уровня сложности, описывающие рецепцию ЭМИ шумановского диапазона и индуцированные электромагнитными полями изменения биофизических и биохимических процессов в живых организмах.

 

Организационные и инфраструктурные преобразования

Лаборатория, создаваемая в рамках предлагаемого проекта, будет состоять из двух групп — группы теории и численного моделирования, и группы экспериментальных исследований. Она будет оснащена необходимым оборудованием, большая часть которого уже имеется в Институте прикладной физики РАН, а также в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (ННГУ), с которым предполагается тесная кооперация, в том числе в лабораториях Высшей школы общей и прикладной физики в ИПФ РАН, на радиофизическом факультете (кафедры акустики, электродинамики и распространения радиоволн), а также частично в Институте информационных технологий, математики и механики (лаборатория математического моделирования геофизических процессов) и в Институте биологии и биомедицины (кафедры биохимии и биотехнологий, биофизики), наконец, в недавно вошедшем в состав ННГУ Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ).



Скрыть Показать полностью
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта