Важнейшие результаты фундаментальных и прикладных исследований Института в 2003 году.

1. Статистическая обработка рядов инструментальных наблюдений по приземному давлению выявила преимущественно отрицательные тренды среднегодового давления на территории Сибири и Дальнего Востока во второй половине ХХ века. Выявленный отрицательный тренд давления формируется, как и ранее выявленный положительный тренд температуры, на этой территории за счет холодного периода года, что связывается с усилением циклонической активности в это время.

Из поясняющего рисунка для распределения относительного тренда среднегодового давления (гПа /10 лет) на территории Сибири и Дальнего Востока видно, что преобладающим является отрицательный тренд давления, с наибольшими значениями над Карским морем и верхними течениями Енисея и Амура, где они достигают величины 0,40,6 гПа /10 лет.

Распределение осредненного по территории относительного тренда в годовом цикле представлено на нижнем рисунке, из которого видно, что тренд формируется преимущественно за счет холодного периода года.

Рис. 1.1. Распределение тренда среднегодового давления (гПа/10 лет) на территории Сибири и Дальнего Востока и вклады в формирование тренда отдельных календарных месяцев.

2. Установлено подобие синхронных межгодовых изменений температурного режима в различных климатических зонах Сибири при климатической аномалии в период 1965-1975 годов. Выявленная особенность динамики температурного режима в этот период описывается моделью с разделением временной и пространственных переменных и указывает на единую в масштабах Сибири перестройку процессов энергопреобразования и энергомассопереноса. Редкие статистически непрогнозируемые аномалии такого класса предъявляют новые требования к организации комплексного мониторинга климатообразующих процессов разного масштаба.

Рис. 1.2. Траектории изменения состояний температурного режима отдельных городов Сибири в координатах сумм среднесуточных температур теплого периода Zs и холодного периода года Zw.

3. Предложен и апробирован метод восстановления внутрисезонных вариаций радиального роста дерева, подверженного многофакторному воздействию окружающей среды на базе нового условия дисперсионной причинности и разработанной математической модели для плотности древесины в радиальном сечении годичных колец деревьев. В отличие от традиционной дендроиндикации новый метод обеспечивает непрерывную по сезону и более точную оценку биоклиматических изменений.

Рис.1.3. Восстановление непрерывного радиального роста дерева Larix sibirica Lеdeb.

(а) Плотность древесины вдоль радиального сечения диска дерева в относительных единицах по оси абсцисс; показаны десять годичных колец на интервале 30 мм.

(б) Традиционная погодичная оценка (дискретная) радиального роста, непрерывная оценка радиального роста новым методом .; обе оценки совпадают на границах () вегетационных периодов.

(в) Непрерывная оценка внутрисезонных вариаций радиального роста, 95% доверительный интервал для полугодия равен 0,1 мм.

4. Завершена разработка и изготовлен опытный образец бортовой мобильной системы для оперативного прогнозирования дальности и качества звукового вещания в полевых условиях. В состав автоматизированной системы прогнозирования входят: обобщающая результаты многолетних исследований физическая модель приземного распространения звуковых волн в атмосфере с соответствующим программным обеспечением и бортовой метеокомплекс для оперативного измерения исходных параметров метеорологических полей с последующей параметризацией модели бортовой ЭВМ. Бортовая система прогнозирования успешно прошла государственные испытания в составе звуковещательной станции нового поколения, не имеет мировых аналогов и разработана по заказу Минобороны РФ.

Рис. 1.4 Примеры прогнозирования зон озвучивания над земной поверхностью при заданном направлении ветра (а - стрелка слева, б - стрелка внизу): в центре - направленный источник звука (ЗС, верхняя стрелка - направление вещания); П - расположение точки приема в координатах - дальность, азимут.. Масштабные метки через 2 км, контрастность характеризует качественные характеристики вещания.

5. Многоканальная система измерения прогибов пролетных строений Фаза.

Система сертифицирована (Гос. реестр средств измерения № 22855-02) и предназначена для экспресс-диагностики технического состояния искусственных сооружений (мостов, путепроводов, виадуков, труб и т.д.). Принцип работы измерительных датчиков основан на акустической локации, а оригинальное программное обеспечение и применение программируемых контроллеров исключили влияние температуры, давления, влажности и перемещения воздушного потока на результаты измерений. Система Фаза позволяет одновременно измерять как статические прогибы, так и амплитуды колебаний пролетных строений в 5 мкм, что точнее в два раза по сравнению с традиционными приборами.

Типичная схема измерения вертикальных перемещений пролетных строений моста системой Фаза

Таблица сравнительных характеристик приборов различного типа.

Прибор Характеристика

Прогибомер Максимова

Виброграф Гюгенбергера

Метод акселерометрии

Акустический метод Фаза

Принцип измерения

Базисный

Базисный

Без базисный

Базисный

Минимальные измерения, мкм

 

10

 

500

 

20

 

5

Измер. статики

Да

Нет

Нет

Да

Измер. динамика

Нет

Да

Да

Да

Диапазон частоты колебаний, Гц

 

-

 

0-10

 

0,15-30

 

0-50

Съем информации

Ручной

Полуавтомат.

Автоматизир.

Автоматизир.

Стоимость 1 датчика, тыс. руб.

 

1

 

3-8

 

30

 

10