Лаборатория нестационарных процессов в атмосфере и ионосфере

зав. лабораторией кандидат физико-математических наук Антонова В.П.

Направление работ:

  • мониторинг тепловых и медленных нейтронов, атмосферного электрического поля и метеорологических параметров на высокогорной экспериментальной базе «Космостанция»;
  • исследование процессов в ионосфере, связанных с активными процессами на Солнце, возмущениями в геомагнитном поле и атмосфере Земли; исследование структурных характеристик ионосферы в различных условиях, тестирование существующих моделей ионосферы для условий Казахстанского региона;
  • геофизические эффекты космических лучей, исследование атмосферного электрического поля, исследование взаимосвязи космических лучей и грозовой активности, высокоэнергичные процессы в атмосфере, исследование предвестников землетрясений по вариациям атмосферного электрического поля и интенсивности медленных нейтронов;
  • развитие новых эффективных подходов (аналитических и численных) к описанию динамики разреженного газа и плазмы на кинетическом уровне на основе кинетического уравнения для двухчастичной функции распределения, построенного в приближениях Больцмана, и на введении понятия пар квазичастиц.

Научные исследования в лаборатории проводятся главным образом на основе анализа результатов многолетнего мониторинга космо- и геофизических параметров на высокогорной базе «Космостанция» и на территории института.

Регулярные наблюдения ионосферных параметров (единственные в Казахстане) в Институте ионосферы ведутся с 1957 г. с помощью метода наземного вертикального радиозондирования. Регистрируются 11 параметров, характеризующие состояние ионосферы в диапазоне 100 – 400 км.

В Институте ионосферы с 2003 г по настоящее время работает цифровой ионозонд модели «ПАРУС», разработанный в Институте земного магнетизма и распространения радиоволн (ИЗМИРАН, г. Троицк, Россия), способный работать в автоматическом режиме. Система наблюдения ионосферы дополнена программным модулем полуавтоматической обработки ионограмм, что повышает точность обработки и упрощает организацию системы хранения данных.

Экспериментальная база по измерению тепловых и медленных нейтронов и атмосферного электрического поля расположена на высокогорной станции Института ионосферы «Космостанция» (высота 3340 м над уровнем моря).

Организованы измерения тепловых и медленных нейтронов с 10 секундным временным разрешением. Цель – исследование природы вариаций интенсивности тепловых нейтронов, их происхождения, выделение потока тепловых нейтронов литосферного происхождения во время активизации сейсмических процессов, изучение динамических процессов во время грозовой активности. В рамках этой же программы был установлен комплекс «ELIS-TS» для регистрации атмосферных электрических полей с чрезвычайно высоким временным разрешением для работы в грозовых условиях. Цель – исследование взаимосвязи электрических полей грозовой атмосферы с космическими лучами, изучение механизмов взаимодействия нижней атмосферы и ионосферы во время нестационарных геофизических явлений (грозовая активность, сейсмическая активность), поиск электромагнитных предвестников землетрясений.В грозовой сезон (май-сентябрь) установки подключены к экспериментальному комплексу «Гроза»и являются его составными частями для экспериментального и теоретического изучения динамических процессов в грозовой атмосфере, инициирования молниевых разрядов в атмосфере и других задач. Эти исследования проводятся совместно с Физическим институтом им. П.Н. Лебедева РАН (Россия), Институтом радиофизических исследований (Нижний Новгород, Россия) и Институтом прикладной физики РАН (Нижний Новгород, Россия). Полученные результаты опубликованы в журналах «Physical Review, Atmospheric Research, Physics Letters, УФН, ЖТФ, Geomagnetizm and Aeronomy, Radiophysics and Quantum Electronics и других, а также широко обсуждались на международных конференциях.