Уникальные научные установки

Активно-пассивный комплекс геофизического мониторинга состояния атмосферы (АПКГМ ВГИ)

УНУ создана в 2008 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Адрес
Руководитель работ
  • 👤Аджиев Анатолий Хабасович
  • 📞 (8662) 40-19-16
  • adessa1@yandex.ru
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
нет000.00
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Высокогорный геофизический институт»

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Главными составными частями УСУ ФГБУ «ВГИ» являются метеорадиолокатор МРЛ-5 и грозорегистратор LS 8000, аппаратно- программный комплекс их сопряжения. Аналогов такого комплекса ни в России, ни за рубежом нет. В России грозорегистратор введен впервые в 2008 г. За рубежом  широко используются грозорегистраторы LS8000. Вся территория стран Финляндии, Германии, Англии, США, Канады и т.д. покрыта сетью грозорегистраторов LS различных модификаций. Их комплексная эксплуатация осуществляется только в США и только в коммерческих интересах: самолетовождение, запуск ракет, космических аппаратов и т.д. Система грозопеленгации, установленная на Северном Кавказе,  состоит из четырех грозопеленгаторов LS8000 фирмы Vaisala и центрального пункта приема и обработки информации от грозопеленгаторов. Грозопеленгаторы расположены близ населенных пунктов: Черкесск (КЧР), Кызбурун (КБР), Ставрополь и Зеленокумск (Ставропольский край). Данные с этих сенсоров, с помощью спутниковой связи, передаются на центральный пункт приема и обработки информации, расположенный в городе Нальчике, в Высокогорном геофизическом институте. Центральный пункт приема и обработки информации - это аппаратно-программный комплекс, состоящий из 6 компьютеров, программного обеспечения фирмы Vaisala и оборудования для спутниковой связи с грозопеленгаторами LS8000.  УСУ «Активно-пассивный комплекс геофизического мониторинга (АПКГМ ВГИ)» включает единственную для России сеть грозорегистраторов LS8000. Эта сеть позволяет получать информацию обо всех разрядах молний над территорией ЮФО и СКФО. О каждом молниевом разряде в режиме on-line вырабатывается следующая информация: - Дата и время разряда со всей территории Северного Кавказа с точностью 100 наносекунд; - Широта, долгота (WGS-84); - Сила и полярность сигнала (тока в канале разряда), в kA; - Количество датчиков, использованных при определении местоположения разряда молнии; - Большая полуось эллипса 50% вероятности; - Малая полуось эллипса 50% вероятности; - Классификация разрядов на типы облако-земля или внутри-облачный разряд; - Классификация разрядов на положительные и отрицательные; - Позиционная уверенность (chi-квадрат); - Время поднятия сигнала от нуля до пикового значения, в мкс; - Время спада сигнала от пикового значения до нуля, в мкс; - Отображение координат разрядов молнии на фоне карт местности и радиоэхо облаков; - Максимальное значение скорости увеличения сигнала (крутизна тока молнии), в kA/мкс. В состав УСУ АПКГМ ВГИ (рис.1) входит также ряд геофизических и аналитических приборов для регистрации как электрических характеристик атмосферы (EFM550 – измеритель напряженности электрического поля атмосферы, атомно-абсорбционный спектрометр МГА-915 М, хроматограф жидкостный (ионный) «Стайер - А», спектральный анализатор микропримесей тяжелых металлов в пробах осадков, речных вод и почвах (агрегат), анализатор вольтамперометрический (Экотест - ВА).

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

Используемые в настоящее время метеорологические радиолокаторы недостоверно распознают грозовые облака по косвенным вероятностным критериям, базирующимся на измерениях ряда параметров радиоэха облаков. Это связано с тем, что МРЛ не способны обнаруживать молнии, являющиеся основными признаками принадлежности облака к грозовым. Решить такую задачу позволяет сопряжение метеорадиолокатора (сети метеорадиолокаторов) с сетью грозопеленгаторов (грозорегистратором). Выполненный нами анализ показывает, что для России наиболее приемлемым является создание разностно- дальномерной системы местоопределения разрядов молнии (типа LPATS). Такая система надежнее, чем пеленгационная (типа LLP) и в России с большими территориями и разнообразием рельефа разностно-дальномерная система будет работать надежнее. В ВГИ (совместно с представителями ГГО и С.-Петербургского университета) в 1990-х годах на Северном Кавказе была испытана работа такой системы. Местоопределение грозовых разрядов в такой системе определяется по разности времени прихода электромагнитных сигналов от разрядов молнии в разнесенные в пространстве пункты регистрации, с последующей передачей информации к потребителям. Система должна представлять собой от 3 до 6 приемников на расстояниях от 10 до 400 км друг от друга, с каналом (линией) связи с центральным процессором, и систему отображения информации. Впервые в 2008 г. такая система установлена на Северном Кавказе – это грозорегистратор LS 8000 производства фирмы «Vaisala», США. УСУ АПКГМ ВГИ позволяет определять: местоположение разряда молнии с точностью ± 300 м; полярность разряда молнии с точностью 100%; значения тока молнии с точностью 10%; время разряда не хуже 12%; классификация разрядов на типы – облачные и разряды на землю, с точностью близкой к 100%; микрофизические характеристики облака с точностью до 30%; местоположение осадков с точностью ±50 м; размеры радиоэхо облака с точностью 40%; направление перемещения облачных образований с точностью ±2 м⁄с; интенсивность осадков с точностью ±2 мм⁄мин. Кроме этого УСУ АПКГМ ВГИ позволяет определять характеристики содержания различных примесей в осадках, распределение облачных части по размерам и т.п.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • Грозовое электричество, процессы облако и осадкообразования, опасные явления в атмосфере.

Наиболее значимые научные результаты исследований

- Проведены комплексные исследования процессов облако- и осадкообразования и электрических процессов в конвективных облаках. - Проведен поиск корреляционных взаимосвязей между градоопасностью облака (наличием градовых частиц, их размерами, концентрацией и др.) и электрическими явлениями в облаке (интенсивностью разрядов, знаком молний, местоположением разрядов и т.д.). - Проведен поиск путей контроля стадий и тенденции развития градообразования в облаке от электрических явлений и разработка метода контроля градоопасности облака. - Разработан метод прогноза и контроля грозовых и градовых процессов в облаках и стадий их развития по динамике грозоразрядной деятельности и параметрам разрядов молнии. - Разработана методика раннего оповещения об опасных явлениях и процессах в атмосфере с использованием грозорегистратора LS8000 и МРЛ-5. - Изучена динамика изменения характеристик тока молнии в зависимости от стадии развития облаков и разработка метода определения грозоопасности облака. - Проведены работы по модернизации УСУ в части совершенствования программно-аппаратурного комплекса сопряжения данных сети грозорегистраторов LS8000 с данными метеорологических радиолокаторов МРЛ-5. - Проведены испытания метода прогнозирования облако- и осадкообразования по электрическим и микрофизическим характеристикам. - Проведены испытания метода прогнозирования и контроля особо опасных стихийных явлений (паводки, грозы, град) по параметрам разрядов молнии и динамике их изменений. - Апробирована и определена эффективность разработанных методов прогнозирования и контроля особо опасных стихийных явлений (паводки, грозы, град). - Проведены патентные исследования по теме: «Методы и средства регистраций характеристик атмосферного электричества». - Проведены теоретические исследования воздействия атмосферного и грозового электричества на молниепоражаемые объекты.

360030, г. Нальчик, пр. Ленина, д. 2

Перечень объектов в составе УНУ (21)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Микроскоп Эмма-4
Назначение, основные характеристики
- Украина 1985 1
Электронный тахеометр
Назначение, основные характеристики
Кредо-Диалог Белоруссия 2008 1
Установка ТКБ-0183
Назначение, основные характеристики
СОО ЦКИБ Россия 2010 1
Тепловизор 880-2w
Назначение, основные характеристики
Testo Германия 2000 1
Дифрактометр ДРОН-3
Назначение, основные характеристики
завод «Буревестник» СССР (до 1991 года включительно) 1980 1
Анализатор спектра АЧХ SNA-12
Назначение, основные характеристики
Бета ТВ ком Украина 2007 1
Анализатор СК 4-72
Назначение, основные характеристики
Центр Измерительной Техники «Эталонприбор» Россия 2003 1
Счетчик частиц LAZAIR-III-350L
Назначение, основные характеристики
Particle Measuring Systems Соединённые Штаты Америки 2010 1
Автоматическая система обработки "Периколор"
Назначение, основные характеристики
GRAFIXI-PERICOLOR Франция 1985 1
Лазерный дальномер
Назначение, основные характеристики
Leica Geosystems Швейцария 2009 1
Спектроскан МАКС-G
Назначение, основные характеристики
ООО "НПО Спектрон" Россия 2007 1
Комплект устройств контроля положения антенны для метеорадиолокатора МРЛ-5
Назначение, основные характеристики
завод «Электромаш» Россия 1992 1
Автоматическая метеостанция RST01923
Назначение, основные характеристики
RST Sweden Швеция 2007 5
Анализатор вольтамперометрический (Экотест - ВА)
Назначение, основные характеристики
"ООО «Эконикс-эксперт» г. Москва, Россия Россия 2007 1
Хроматограф жидкостный (ионный) «Стайер - А»
Назначение, основные характеристики
ЗАО "Евроинструмент" Россия 2009 1
Атомно-абсорбционный спектрометр МГА-915 М
Назначение, основные характеристики
"ООО «Люмекс-маркетинг», г. Санкт-Петербург Россия 2009 1
Прецизионный конденсаторный измерительный микрофон фирмы Брюль и Къер типа 4188 с предварительным усилителем типа 2669В, измерительным кабелем типа А00428 и микрофонным кондиционирующим усилителем типа 2690А-092
Назначение, основные характеристики
ООО «Тесты и измерения» Россия 2008 1
Аппаратно-технический комплекс со специальным ПО для сети геофизического мониторинга
Назначение, основные характеристики
ООО «МОБИС», г.Ставрополь, Россия Россия 2008 1
МРЛ-5
Назначение, основные характеристики
завод Электромаш», г. Нижний Новгород, Россия Россия 1992 1
Система спутниковой связи VSAT ADVANTECH
Назначение, основные характеристики
Тайвань, Китай Китайская Республика 2008 5
Грозорегистратор LS8000
Назначение, основные характеристики
Фирма VaisalaInc. VaisalaOyj P.O. Box 26 FIN-00421 Helsinki Finland, Финляндия Финляндия 2007 1

Услуги (14)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Предоставление заказчику информации о метеорологических явлениях на юге Европейской части России
Рациональное природопользование
Рекомендации по использованию грозоразрядной информации для молниезащиты.
Рациональное природопользование
Использование УСУ «АПКГМ ВГИ» для определения состояния атмосферы при проведении испытаний авиационной техники
Рациональное природопользование
Совершенствование Методов и средств активных воздействий на гидрометеорологические процессы и явления
Рациональное природопользование
Прогнозирование развития градовых процессов
- наиболее востребованная услуга
Рациональное природопользование
Проведение совместных НИР с использованием компонентов УСУ «АПКГМ ВГИ»
Рациональное природопользование
Использование данных УСУ «АПКГМ ВГИ» для анализа грозовой активности на Северном Кавказе
- наиболее востребованная услуга
Рациональное природопользование
Совершенствование системы сбора и передачи информации о разрядах молний на Северном Кавказе
- наиболее востребованная услуга
Рациональное природопользование
Выполнение совместных проектов по проведению НИР с использованием УСУ «АПКГМ ВГИ»
Рациональное природопользование
Определение грозовой активности на территории Ростовской области
Рациональное природопользование
Проведение совместных НИР с использованием аппаратуры и методик ФГБУ «ВГИ»
Рациональное природопользование
Передача данных грозорегистратора LS 8000 для стыковки с радиолокационными данными
Рациональное природопользование
Осуществление совместных научно-исследовательских программ, проектов по созданию и освоению технологий
Рациональное природопользование
Предоставление образовательных услуг
Рациональное природопользование

Методики (7)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Методики совместного исследования грозоразрядных электрических и метеорологических процессов в атмосфере ФГБУ «ВГИ» 12.04.2013
Методика контроля стадии и тенденции развития опасных грозоразрядных и электрических процессов в атмосфере ФГБУ «ВГИ» 12.04.2013
ПНДФ 14.1:2.253-09методика выполнения измерений массовых концентраций Al, Ba, Be, V, Fe, Cd, Co, Li, Mn, Cu, Mo, As, Ni, Sn, Pb, Se, Sr, Ti, Cr, Zn в природных и сточных водах методом ААС с электротермической атомизацией. ПНДФ 16.1:2:2.2.63-09 методика измерений массовой доли V, Cd, Co, Mn, Cu, As, Ni, Hg, Pb, Cr, Zn в пробах почв, грунтов и донных отложений методом ААС с электротермической атомизацией. ФР.1.31.2005.01685 Методика выполнения ихмерений массовой концентрации металлов в атмосферном воздухе методом ААС с использованием атомно-абсорбционного спектрометра МГА-915 ООО "Люмэкс" 22.05.2009
ФР.1.31.2005.01724 методика выполнения измерений концентраций фторид-, хлорид-, нитрат-, фосфат- и сульфат-ионов в пробах питьевой, минеральной, столовой, лечебно-столовой, природной и сточной воды методом ионной хроматографиии. ФГУП ВНИИМС 04.03.2008
ФР.1.31.2005.01737 методика выполнения измерений массовой концентрации хлорит- и хлорат- ионов в воде питьевой методом ионной хроматографии ЗАО "Аквилон" 04.03.2008
ФР.1.31.2005.01738 методика выполнения измерений массовой концентрации катионов аммония, калия, натрия, магния, кальция и стронция в пробах питьевой, столовой, лечебно-столовой, природной и сточной воды методом ионной хроматографиии. ЗАО "Аквилон" 04.03.2008
Сборник методик выполнения измерений массовой концентрации ионов меди,свинца, кадмия, цинка, висмута, марганца, никеля, кобальта, формальдегида, ацетальдегида, метанола, диэтиленгликоля методом вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализторе "ЭКОТЕСТ-ВА" ГНМЦ "ВНИИФТРИ" 21.06.2000

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий