Как открытия учёных ИПФ РАН защищают людей
23 февраля в России отмечается День Защитника Отечества. С каждым годом этот праздник всё дальше отходит от темы войны. Теперь в конце зимы чествуют всех мужчин и тех, кто в той или иной мере защищает человечество (в том числе и учёные).
В ИПФ РАН проводятся множество разных исследований. Часть из них посвящена исследованию природных явлений. Мы решили выяснить, как открытия сотрудников института помогают защитить людей от опасных стихий. В этом нам помог доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией нелинейной физики природных процессов ИПФ РАН Олег Дружинин.
– Что изучает ваша лаборатория?
Лаборатория нелинейной физики природных процессов занимается сразу несколькими большими проектами.
Во-первых, мы разрабатываем математические модели и методы диагностики атмосферного пограничного слоя в тропических и полярных циклонах. Как известно, циклоны сопровождаются сильными ветрами. Из-за этого водная поверхность и воздушный слой вблизи воды становятся неоднородными. Поверхностные волны и попадание в воздух капель брызг осложняют диагностику поверхности океана со спутника, а также изучение процессов обмена между океаном и атмосферой.
Другой проект связан с математическим моделированием процессов формирования молний в грозовых облаках. Благодаря развитию компьютерного моделирования мы можем создавать всё более сложные виртуальные модели образования молний.
Еще одним перспективным направлением наших исследований является разработка математических моделей прогноза климата. При их создании учитываются соотношения различных параметров окружающей среды (температура, давление на уровне моря, скорости океанических течений и т.д.) в течение многих лет. Оказывается, что эти изменения не просто хаотичны, они обладают определенными закономерностями. Благодаря этому мы можем прогнозировать динамику изменения климата. используя которые возможен прогноз будущей динамики климата.
– В чем опасность исследуемых вами явлений для человечества и природы в целом?
Опасность, с одной стороны, состоит в недостаточной точности прогнозов динамики, а с другой — в неспособности предотвращения экстремальных природных явлений. Скорее, речь идет о своевременной реакции общества, чтобы свести к минимуму возможные разрушения.
Ну и конечно, хотелось бы направить ту огромную энергию, которая высвобождается при экстремальных погодных явлениях, в полезное русло.
– Как результаты ваших исследований смогут помочь избежать этих проблем?
К сожалению, полностью избежать проблем, связанных с ураганами, грозами, изменчивостью климата, вряд ли возможно. Однако, повышая точность прогноза можно реагировать на опасность намного быстрее: корректировать движение судов в прибрежной зоне, транспорта при приближении грозовых фронтов и ураганов, смягчать последствия засух и наводнений и т.п.
Точность этих прогнозов напрямую связана с математическими моделями. Деятельность лаборатории как раз и направлена на усовершенствование имеющихся и разработку новых средств диагностики и моделей нелинейных природных явлений. Здесь и прогноз динамики тропических и полярных циклонов, прогнозы опасных электродинамических явлений в атмосфере, динамики регионального и глобального климата.
В настоящее время у научной общественности нет единого мнения о том, что является причиной развития и усиления циклонов или ураганов над поверхностью моря, неясно, как формируются молнии в атмосфере, есть ли закономерности в климатических изменениях. Нет полностью научно-обоснованного мнения, что необходимо делать для предотвращения (если это вообще возможно) этих опасных явлений, или хотя бы, чтобы смягчить их последствия.