ОТ СКБ ДО ИНСТИТУТА
История пятого по счету института в Академгородке — Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН — берет свое начало в 1972 году, когда было создано Специальное конструкторское бюро научного приборостроения «Оптика». Однако отсчет может быть начат значительно раньше — в силу генетической связи учреждения с самым первым академическим институтом в Томске — Институтом оптики атмосферы. Поэтому 40-летие академической науки в Томске — праздник и сотрудников ИМКЭС.
О.В. Яблокова, к.т.н., ученый секретарь ИМКЭС СО РАН
В начале октября в Томском Академгородке работало VIII Сибирское совещание по климатоэкологическому мониторингу, организованное Институтом мониторинга климатических и экологических систем СО РАН в рамках празднования 40-летия академической науки в Томске.
В оргкомитет научного форума вошли крупные специалисты из Томска, Новосибирска, Барнаула, Москвы, Красноярска, Улан-Удэ. Участники конференции обсудили проблемы природно-климатических и экосистемных изменений, информационно-вычислительного, геоинформационного и технического обеспечения.
Кроме того, в рамках Совещания прошел круглый стол по интеграционным проектам СО РАН «Разработка научных и технологических основ мониторинга и моделирования природно-климатических процессов на территории Большого Васюганского болота» и «Комплексный мониторинг современных климатических и экосистемных изменений в Сибири».
Организация в 1972 году по инициативе академика В. Е. Зуева академического СКБ НП «Оптика» диктовалась острой в те годы потребностью в создании новой экспериментальной техники для фундаментальных исследований по оптике атмосферы. За период с 1972 по 1990-й год совместно с ИОА СО РАН был разработан широкий спектр научных приборов для натурных измерений аэрозольных, газовых, турбулентных и других характеристик атмосферы, в том числе лидары (лазерные радары) наземного, самолетного и космического базирования. Одновременно в эти годы была развита материально-техническая база (до 30 тыс. кв. метров общих производственных площадей).
 |
| Строительство СКБ НП «Оптика».
|
После преобразования СКБ НП «Оптика» в Конструкторско-технологический институт «Оптика» в 1992 году был сформирован научно-исследовательский сектор для проведения фундаментальных исследований по физике атмосферы и климато-экологическим проблемам с помощью созданных новых измерительных приборов. Результаты успешных научных исследований были высоко оценены в Сибирском отделении РАН, и КТИ «Оптика» был преобразован в научно-исследовательский Институт оптического мониторинга СО РАН (1997 год).
Дальнейшее развитие научных исследований по динамике климатических и экологических систем и полученные в институте результаты научных исследований позволили сделать важный методологический вывод: интегрированный (мультидисциплинарный) мониторинг климатических и экологических систем необходим не только для верификации математических моделей, но и для эмпирического многофакторного моделирования, а также для долгосрочного прогнозирования наблюдаемых изменений как под действием естественных (природных) факторов, так и в результате деятельности человека. В соответствии с этим выводом и в рамках осуществляемой реструктуризации научных учреждений в Сибирском отделении РАН в 2003 году было принято решение об объединении Томского филиала Института леса и Института оптического мониторинга с переименованием последнего в Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (ИМКЭС).
 |
Научный руководитель ИМКЭС СО РАН член-корр. РАН, советник РАН М. В. Кабанов.
|
Основные научные направления «одновременно и старого, и молодого» института, как называет ИМКЭС его научный руководитель чл.-кор. РАН М. В. Кабанов — научные и технологические основы мониторинга и моделирования климатических и экосистемных изменений под воздействием природных и антропогенных факторов; научные основы создания новых приборов, элементов и материалов для контроля окружающей среды. Мультидисциплинарные исследования в ИМКЭС осуществляют 14 докторов наук и 54 кандидата наук по физико-математическим, биологическим, химическим, техническим и географическим наукам. При общей численности работников в 269 человек число научных сотрудников составляет 102, число аспирантов — 23. Возглавляет ИМКЭС д.ф.-м.н. В. А. Крутиков.
Основные научные достижения ИМКЭС связаны с выявлением закономерностей наблюдаемых природно-климатических изменений под воздействием гелиосферных, геосферных, биосферных и техногенных факторов. Обобщенные в Четвертом рамочном докладе Межправительственной комиссии по климатическим изменениям (МГЭИК) мировые данные показывают, что наблюдаемые природно-климатические изменения на планете имеют существенные региональные различия, исследования которых признаются приоритетными. Сибирский регион с его многими природными объектами (бореальными лесами, сибирскими болотами, горными и степными районами и др.) играет планетарно значимую роль в наблюдаемых глобальных изменениях и уже многие годы привлекает повышенное внимание зарубежных и отечественных ученых, в том числе и ученых ИМКЭС.
 |
Стационар «Васюганье», д. Полымянка Бакчарского района Томской области. Измерение эмиссии парниковых газов на открытой топи камерным методом проводит н.с. ИМКЭС СО РАН, к.б.н. Е. А. Головацкая.
|
К числу важнейших научных результатов, полученных в последние годы учеными Отделения геофизических исследований ИМКЭС, относятся установленные закономерности для углеродного цикла на крупнейшем в мире Большом Васюганском болоте. Полевые экспедиционные исследования на одном из ключевых участков этого болота состояли в одновременных измерениях эмиссионных потоков СО2, прироста фитомассы (поглощение СО2) и метеорологических условий. По результатам многолетних исследований получена линейная регрессионная модель, связывающая эмиссионный поток СО2 с температурой и содержанием СО2 в воздухе. С использованием полученной модели сделан прогноз для баланса СО2 при ожидаемых по докладу МГЭИК сценариях изменений климата. Из этого прогноза следует, что до конца XXI века процесс поглощения
(депонирования) СО2 будет преобладать над процессами выделения (эмиссии) СО2 в атмосферу, т. е. сохранится положительное (ослабляющее) влияние болотной экосистемы на парниковый эффект, который в рамках Киотского протокола рассматривается причиной глобального потепления.
По результатам Отделения экологических исследований ИМКЭС установлены связи продуктивности темнохвойно-кедровых лесов с основными параметрами климата в таежной зоне Западной Сибири. На примере лесных формаций Томской области показано, что увеличение суммарной радиации, суммы активных температур и продолжительности вегетационного периода в целом обеспечивают повышение прироста древесины и продуктивности древесных насаждений. Прогнозируемые изменения климата соответствуют смещению лесорастительных условий в ранге подзоны и приведут к изменению структуры и повышению ежегодного прироста лесных насаждений от 30 кубометров на гектар по кедру и до 70 — по пихте. Проведенная оценка состояния лесного фонда Томской области и разработанный на этой основе нормативный документ — «Лесной план Томской области» — обосновали перспективы развития лесного хозяйства области до 2020 года.
 |
| Кедровник на юге Томской области. Зав. лабораторией дендроэкологии ИМКЭС СО РАН, к.б.н. С. Н. Горошкевич.
|
В институте проводится практически важная работа по оценке состояния припоселковых кедровников. Выявлено, что их ослабление связано не только с антропогенным воздействием, но и с естественными факторами природной среды. Наблюдаемое потепление климата стимулирует не только ускорение процессов биологического старения, но и распространение вредителей и гнилей. Разработка экологических паспортов позволила наметить меры по сохранению и реставрации кедровников не только как памятников природы, но и как самобытных, присущих только Сибири памятников культурно-исторического наследия русской общины.
В Отделении научного приборостроения ИМКЭС (сохранившаяся часть бывшего СКБ НП «Оптика») успешно продолжается разработка импортозамещающих и новых приборов для метеорологических, экологических и биомедицинских исследований. К числу наиболее востребованных научными и промышленными организациями в последние годы относится автономный метеокомплекс АМК с ультразвуковым термоанемометром. Метеокомплекс АМК и его модификации (стационарные, переносные и бортовые) измеряют основные метеорологические величины: скорость
(0,1...40 м/с) и направление (0...360°) горизонтального ветра, скорость ветра (0...15 м/с, для восходящих и нисходящих потоков), температуру воздуха (от минус 50 до плюс 55 градусов Цельсия), относительную влажность
(15...100 %) и атмосферное давление (520...800 миллиметров ртутного столба). Комплекс позволяет проводить измерения флуктуаций метеовеличин с частотой опроса датчиков до 80 Гц и оснащен автоматической системой тестирования измерительных датчиков. Прилагаемое к комплексу программное обеспечение позволяет на основе шести измеряемых метеовеличин рассчитывать более 60 метеорологических параметров. Дополнительные программы позволяют проводить также вычисление ряда турбулентных характеристик, накопление измеренных и рассчитанных значений метеовеличин в базе данных, графическое представление информации из базы данных, оперативный краткосрочный (до 6 часов) локальный прогноз развития метеоситуации в режиме скользящей точки отсчета. Проведенный сравнительный анализ показывает, что по своим характеристикам АМК не уступает лучшим мировым аналогам. Ряд модификаций метеокомплекса АМК сертифицирован в Ростехрегулировании РФ и занесен в Государственный реестр средств измерений. Стационарные и переносные модификации АМК были поставлены по программе «Импортозамещение» в институты СО РАН, а также представлены на 8-й Международной выставке военной техники, технологий и вооружений «ВТТВ-Омск-2009».
Продолжающиеся работы по программам фундаментальных исследований СО РАН сосредоточены на решении актуальных проблем, включая установление закономерных связей региональных и глобальных климатических процессов на примере Сибирского субконтинента, а также климатических и биосферных процессов на примере лесных и болотных экосистем Сибири.
Полученные результаты по разработке новых информационных технологий мониторинга и моделирования природно-климатических систем, а также по разработке новых измерительных приборов для работы в полевых условиях признаны в СО РАН успешными. В рамках перспективных долгосрочных проектов СО РАН и Томской области по мониторингу природно-климатических изменений и экологической безопасности Сибири ИМКЭС выступает в качестве основной научно-методической базы мониторинга и определен головной организацией по реализации этих инновационных проектов. Для выполнения такой ответственной роли ИМКЭС имеет достаточно устойчивые научные связи с институтами РАН, СО РАН, с университетами города Томска, а также с зарубежными научными центрами соответствующего профиля.
стр. 4
|
