LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Науки про Землю (Геонауки) → Активні і пасивні методи і прилади для моніторингу аеро-, біо- і літосфери Землі

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ







Ващенко Володимир Миколайович



УДК 551.510.534+550.83:622.243.94





АКТИВНІ І ПАСИВНІ МЕТОДИ І ПРИЛАДИ

ДЛЯ МОНІТОРИНГУ АЕРО-, БІО- І ЛІТОСФЕРИ ЗЕМЛІ



01.04.01 – фізика, приладів, елементів і систем









АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико-математичних наук








Одеса-2003

Дисеpтацiєю є pукопис.


Pоботу виконано в Киiвському нацiональному унiвеpситеті

iм. Таpаса Шевченка Міністерства освіти і науки України


Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, ст. н. с.,

Павлович Володимир Миколайович,

Науковий центр "Інститут ядерних досліджень"

НАН України, завідувач відділом теорії фізики

ядерних реакторів

доктор фізико-математичних наук, ст.н.с.,

Тюрин Олександр Валентинович,

Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова,

НДІ фізики, провідний науковий співробітник

доктор фізико-математичних наук,

Владіміров Всеволод Анатолійович,

Гірничо-металургійна академія, Республіка Польща,

професор факультету прикладної математики


Пpовiдна оpганiзацiя: Національний технічний університет України

"Київський політехнічний інститут" Міносвіти і

науки України, кафедра оптичних та оптико-

електронних приладів


Захист відбудеться " 26 " грудня 2003 р. о 1400 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 41.052.06 Одеського національного

політехнічного університету за адресою: 65044, м. Одеса, пр. Шевченка, 1.


З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Одеського національного

політехнічного університету за адресою: 65044, м. Одеса, пр. Шевченка, 1.


Автореферат розісланий " 26 " листопада 2003 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради



В.Г. Шевчук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Створення космічної апаратури для космічного дистанційного зондування атмосфери стало значним етапом в дослідженні багатьох атмосферних процесів. Усі атмосферні гази та аерозолі мають специфічні вертикальні розподіли концентрації, тиску і температури. Дуже важливими компонентами атмосфери є малі атмосферні домішки і, в першу чергу, озон. Механізми їх взаємодії з УФ-радіацією відповідають за екранування Землі від винищуючої дії УФ-радіації.

Контролючи динаміку глобальної озоносфери та її неоднорідностей, можна установити її зв'язки з циклонами та антициклонами, установити особливості полярних вихрів і полярної озоносфери, а також вирішувати медикобіологічні задачі. Особливо актуальними є задачі виявлення можливих тригерних ефектів, коли малий вплив викликає вивільнення запасеної в атмосфері енергії, а також питання про критичні рівні впливу, вище яких в середовищі чи організмі виникають незворотні зміни. Ці питання важливі у зв'язку з глобальним збільшенням температури в тропосфері, зниженням температури мезосфери, зменшенням висоти іоносферних шарів, появою озонових дір, посиленням грозової активності.

Озоносфера найбільш УФ-чутлива підсистема аеросфери.Детально дослідити потужні зв'язки між макросвітом і мікросвітом атмосферних підсистем та їхню роль в глобальних процесах можна лише за допомогою сучасної апаратури. Існуюча наземна озонометрична сітка, започаткована Добсоном, не забезпечує детальний планетарний контроль озоносфери. На сьогодні її глобальний моніторинг забезпечується в основному американськими приладами TOMS i SBUV із розділеними функціями для окремого вимірювання загального вмісту озону (ЗВО) і вертикального розподілу концентрації озону (ВРКО). Тому створення універсального приладу, здатного вимірювати як ЗВО, так й ВРКО, є актуальною задачею.

Вивчення сучасного стану озоносфери з метою попереджуючого прогнозу її можливої небезпечної для життя трансформації чи її руйнування під впливом природних і антропогенних навантажень не можливе без вивчення палеоаеросфери. Для вивчення таких еволюційних атмосферних палеослідів необхідна апаратура здатна проникати і працювати в глибинних породах літосфери і кріосфери Землі.

На цей час інформація про глибинні надра літосфери отримується, в основному, непрямими методами. Єдиним контактним методом є глибоке буріння. Аналіз результатів, отриманих при виконанні програм понадглибинного буріння в різних країнах світу, свідчить про те, що сучасний науково-технічний потенціал, при бурінні глибинних свердловин, не реалізовується із-за складних термобаричних умов в глибинних надрах і хімічної агресивності твердих і розплавлених порід літосфери. Навіть при наявності сучасного традиційного бурильного обладнання проходження свердловини глибиною 15 км потребує до 20-ти років. На відміну від механічного і гідромеханічного, термобуріння стає ефективнішим у складних термобаричних умовах надр за хімічної агресивності твердих і розплавлених порід літосфери. Тому методи проплавлення порід термобурами вимагають подальшого розвитку. Але поки ще теплові методи застосовуються лише для руйнування гірських порід, а супутній процес плавлення порід розглядається небажаним. Теорія такого традиційного термобуріння опирається на дослідження задач поширення тепла в твердому середовищі без зміни його агрегатного стану і на температурній залежності пружних і міцністних властивостей порід.

Актуальність теми. Розроблений новий супутниковий озонометричний УФ-спектpометp для дистанцiйних космiчних вимipiв одночасно як сумаpного вмiсту, так й веpтикального пpофiлю концентpацiї озону показав високу ефективність та інформативність підчас випробування на штучних супутниках Землі (ШСЗ) "Метеор", "Ресурс", "Космос" при дослідженнях головних спектральних особливостей УФ альбедо системи "атмосфера-підстилаюча поверхня Землі" і відкриває можливість подальших досліджень аеросфери, озоносфери, біосфери і літосфери Землі з метою вивчення впливу сонячної УФ радіації (СУФР) на біосферні комплекси; просторово-часових неоднорідностей озоносфери; метеокліматичних аспектів; моделюваня і прогнозування можливих катастрофічних глобальних метеокліматичних наслідків природної та антропогенної дії на озоносферу; сонячно-атмосферних зв'язків тощо. Аналіз створення та експлуатації трьох поколінь розробленої космічної озонометричної спектральної апаратури і її метрологічного забезпечення показує, що вона має значний запас адаптації до нових задач і забезпечує надійність даних моніторингових космічних УФ-методів дослідження глобальної озоносфери.

Запропонований в дисертації термозонд із потужним малогабаритним автономним теплогенератором з високою концентрацією енергії на термобурі для тривалої автономної роботи,