Лаборатория физики атмосферно-гидросферных процессов

Методическое пособие по дистанционному мониторингу территорий, подверженных засухам

Лаборатория физики атмосферно-гидросферных процессов

1. Основные направления работы

Исследование физических процессов в атмосфере и гидросфере, а также их взаимосвязи в широком диапазоне пространственно-временных масштабов, в т.ч.:

прогнозная оценка состояния водных ресурсов Арктики, анализ возможных экологических угроз, исследование режима увлажнения и осадков для территории рек арктического бассейна;
оценка влияния точечных и протяженных источников атомсферных примесей на состояние воздушной среды промышленных центров и природных объектов в Алтайском крае;
влияние квазипериодических колебаний температуры поверхности Тихого, Атлантического и Индийского океанов на временную изменчивость атмосферных параметров и характеристик подстилающей поверхности в Северной Евразии, высокочастотные гидродинамические процессы в пограничном слое атмосферы, турбулентная диффузия и перенос примесей и др.;

Исследование геофизических и геохимических характеристик подстилающей поверхности и природных объектов с учетом их взаимодействия с атмосферой, в т.ч.:

комплексная оценка распространенности ряда химических элементов в объектах природной среды Западной Сибири;
разработка методов дистанционной диагностики состояния природных объектов с использованием спутниковых данных в оптическом, инфракрасном и микроволновом диапазонах на основе актуальной гидрометеорологической информации,
в том числе:
- дистанционное зондирование территорий с сезонной и вечной мерзлотой, засоленных и подтопленных почв;
- разработка дистанционных методов определения минерализации природных водоемов, оценка влияния крупных соленых и горько-соленых озер на мезоклимат территории

2. Перечень выполняемых и выполнявшихся бюджетных проектов за последние 5 лет

Проект № 0383-2016-0004 «Формирование и развитие природных и природно-хозяйственных систем юга Западной Сибири в условиях глобальных и региональных климатических изменений, антропогенного воздействия», 2017-2020 гг.

Проект № 0306-2021-0007 «Природные и природно-хозяйственные системы Сибири в условиях современных вызовов: диагностика состояний, адаптивные возможности, потенциал экосистемных услуг», 2021-2025 гг.

Цель проекта: Диагностика состояний, оценка адаптивных возможностей, спектра потенциальных экосистемных услуг и прогноз развития природных и природно-хозяйственных систем Сибири различных иерархических уровней на основе комплекса индикаторов, полученных с помощью наземных наблюдений и данных дистанционного зондирования различного пространственного разрешения, в условиях современных вызовов, включающих разнонаправленные и разномасштабные воздействия природных и социально-экономических процессов, для разработки стратегий развития общества и гармонизации отношений общества и природы.

3. Возможные области договорных работ и перечень выполнявшихся внебюджетных проектов за последние 5 лет

Некоторые примеры дистанционного зондирования территорий Западной Сибири

1. Алгоритм дистанционного определения подтопленных земель на примере Алтайского аномального паводка 2014г. по данным спутника SMOS

Карта-схема местности (а), снимки SMOS (b), MODIS (c), карта-схема объемной влажности почвы (d)

2. Динамика изменения площадей с разной объемной влажностью почвы

Вариации влажности на тестовых участках

Карты-схемы объемной влажности почвы в разные периоды времени

3. Исследование сезонных вариаций микроволнового излучения соленых и горько-соленых озер на юге Западной Сибири. (грант РФФИ_р_Сибирь № 13-05-98041)

Сезонные вариации яркостных температур горько-соленого оз. Кулундинское

Закономерности поведения термодинамической и коэффициентов излучения, яркостных температур подстилающей поверхности позволяют оценить происходящие изменения физических свойств почвенного покрова и водоемов

4. Перечень выполнявшихся внебюджетных проектов за последние 5 лет

Гранты РФФИ и РНФ

Грант РФФИ № 18-05-00753 «Поиск, экспериментальное и теоретическое обоснование дистанционных радиофизических маркеров гидролого-климатических изменений в Северной Евразии на основе ежедневных данных спутникового микроволнового зондирования для прогнозирования опасных природных явлений»

Грант РНФ № 22-17-20041 «Дистанционные радиофизические предвестники засух в стратегически важных аграрных регионах России (на примере Алтайского края)»

5. Список наиболее значимых публикаций

2023

Romanov A.N., Khvostov I.V., Ryabinin I.V., Troshkin D.N., Romanov D.A. Remote Microwave Soil Drought Index Considering Dielectric Properties of Soil // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2023. V. 61. Art. 4408208. https://doi.org/10.1109/TGRS.2023.3314463

Romanov, A.N., Khvostov, I.V., Ryabinin, I.V., Romanov D.A. Analysis of Hydrological Changes in Mineral Lakes in Northern Eurasia Based on SMOS Satellite Data // Cosmic Research. 2023. V. 61. Suppl. 1. P. S80–S88. https://doi.org/10.1134/S0010952523700648

Безуглова Н.Н., Суковатов К.Ю. ОЦЕНКА СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УСЛОВИЙ РАБОТЫ НА ОТКРЫТОМ ВОЗДУХЕ БЕЗ РИСКА ОБМОРОЖЕНИЯ // Научный аспект. 2023. Т. 3. № 5. С. 295-300

Безуглова Н.Н., Суковатов К.Ю. ОЦЕНКА УСЛОВИЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ НА ОТКРЫТОМ ВОЗДУХЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕГРЕССИОННЫХ СООТНОШЕНИЙ // Научный аспект. 2023. Т. 3. № 5. С. 301-305

Безуглова Н.Н., Суковатов К.Ю. СВЯЗЬ УДЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ АТМОСФЕРЫ И ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ В ЛЕТНИЙ СЕЗОН ДЛЯ ТЕРРИТОРИИ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА //Научный аспект. 2023. Т. 3. № 5. С. 347-351

Безуглова Н.Н., Суковатов К.Ю. СВЯЗЬ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ ЛЕТНЕГО СЕЗОНА С ИНДЕКСОМ ЦИРКУЛЯЦИИ EP/NP ДЛЯ ТЕРРИТОРИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023. № 6-4 (81). С. 91-94

Безуглова Н.Н., Суковатов К.Ю.МЕЖГОДОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ ОСАДКОВ ЛЕТНЕГО СЕЗОНА И КВАЗИПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ АТМОСФЕРНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ ДЛЯ ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЕВРАЗИИ // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023. № 6-4 (81). С. 95-98

2022

Romanov A., Ryabinin I., Khvostov I., Troshkin D., Romanov D. Remote radio-physical harbingers of drought in steppes of the south of Western Siberia // Remote Sens. 2022. V. 14. Is. 23. pn. 6141. DOI: 10.3390/rs14236141

Romanov A.N. Some Behavior Features of Dielectric Properties of Water in Birch Wood at a Frequency of 1.41 GHz // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2022. V. 60. Is. -. pn. 4409208. DOI: 10.1109/TGRS.2022.3157642

Romanov A. N., Khvostov I.V., Tikhonov V.V., Sharkov E.A. Assessing Hydrological Changes in Wetland Areas of the Russian Arctic, Subarctic, and Northern Taiga Based on Microwave Remote Sensing Data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2022. V. 58. Is. -. P. 1100-1110. DOI: 10.1134/S0001433822090201

Tikhonov V.V., Khvostov I.V., Alekseeva T.A., Romanov A.N., Afanasieva E.V., Boyarskii D.A., Komarova N.Y. Analysis of the Winter Hydrological Regime of the Yenisei, Pechora, and Khatanga Estuaries Using SMOS Data // Izvestiya - Atmospheric and Ocean Physics. 2022. V. 58. Is. 12. P. 1519-1531. DOI: 10.1134/S0001433822120234

Безуглова Н.Н., Суковатов К.Ю. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ НА ОТКРЫТОМ ВОЗДУХЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИ БИОКЛИМАТИЧЕСКОГО ПОКАЗАТЕЛЯ // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2022. № 3. С. 17-22

2021

Romanov A.N. Dielectric Properties of Water in Saline Soil and its Solonchak Vegetation at a Frequency of 1.41 GHz // IEEE GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING LETTERS. 2021. V. 18. Is. 12. P. 2033-2037. DOI: 10.1109/LGRS.2020.3014374

2020

Tikhonov V.V., Khvostov I.V., Romanov A.N., Sharkov E.A., Boyarskii D.A., Komarova N.Y., Sinitskiy A.I. Features of the Intrinsic L-Band Radiation of the Gulf of Ob during the Freeze-Up Period // IZVESTIYA ATMOSPHERIC AND OCEANIC PHYSICS. 2020. V. 56. Is. 9. P. 936-949. DOI: 10.1134/S0001433820090236

Troshkin D.N., Kabanov M.V., Pavlov V.E. Total Content of Water Vapor Over Yamal During the Warm Period of the Year // GEOGRAPHY AND NATURAL RESOURCES. 2020. V. 41. Is. 1. P. 59-66. DOI: 10.1134/S1875372820010084

2019

Troshkin D.N., Pavlov V.E. Statistical Model of Cloud Optical Depths in Certain Zones of the Yamal Peninsula Region Using Satellite Data // ATMOSPHERIC AND OCEANIC OPTICS. 2019. V. 32. Is. 2. P. 147-151. DOI: 10.1134/S1024856019020143

Boyarskii D.A., Romanov A.N., Khvostov I.V., Tikhonov V.V., Sharkov E.A. On Evaluating the Depth of Soil Freezing Based on SMOS Satellite Data // IZVESTIYA ATMOSPHERIC AND OCEANIC PHYSICS. 2019. V. 55. Is. 9. P. 996-1004. DOI: 10.1134/S0001433819090147

Romanov A.N., Khvostov I.V. On the Validation of Satellite Microwave Remote Sensing Data under Soil Salinity Conditions // IZVESTIYA ATMOSPHERIC AND OCEANIC PHYSICS. 2019. V. 55. Is. 9. P. 1033-1040. DOI: 10.1134/S0001433819090147

Tikhonov V.V., Raev M.D., Khvostov I.V., Boyarskii D.A., Romanov A.N., Sharkov E.A., Komarova N.Yu. Analysis of the Seasonal Dependence of the Brightness Temperature of the Glacier Sheet of Antarctica by Microwave Satellite Data // IZVESTIYA ATMOSPHERIC AND OCEANIC PHYSICS. 2019. V. 55. Is. 9. P. 1302-1313. DOI: 10.1134/S0001433819090512

Romanov A.N. Dielectric Behavior of Sodic Solonchak at 1.41 GHz in the South of Western Siberia // IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING. 2019. V. 57. Is. 12. P. 9517-9523. DOI: 10.1109/TGRS.2019.2927243

Romanov A.N., Ulanov P.N. Seasonal Differences in Dielectric Properties of Dwarf Woody Tundra Vegetation in a Microwave Range // IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING. 2019. V. 57. Is. 6. P. 3119-3125. DOI: 10.1109/TGRS.2018.2881048

Romanov A.N. Influence of Water Content and Temperature on the Dielectric and Radio-Emitting Properties of the Salt Crust of Puffy Solonchak // EURASIAN SOIL SCIENCE. 2019. V. 52. Is. 2. P. 171-179. DOI: 10.1134/S1064229319020121

Безуглова Н.Н., Суковатов К.Ю., Пузанов А.В. АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИ РЕГИОНАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ОТ ИНДЕКСА МЕРИДИОНАЛЬНОСТИ ДЛЯ ТЕРРИТОРИИ КОСМОДРОМА ВОСТОЧНЫЙ // Метеорология и гидрология. 2019. № 6. С. 87-97

Суковатов К.Ю., Безуглова Н.Н. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИПЛИКАТИВНОЙ МОДЕЛИ БИОКЛИМАТИЧЕСКОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ НА ОТКРЫТОМ ВОЗДУХЕ // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. 2019. № 3. С. 61-66

2018

Tikhonov V.V., Khvostov I.V., Romanov A.N., Sharkov E.A. Analysis of Changes in the Ice Cover of Freshwater Lakes by SMOS data // IZVESTIYA ATMOSPHERIC AND OCEANIC PHYSICS. 2018. V. 54. Is. 9. P. 1135-1140. DOI: 10.1134/S0001433818090384

Romanov Andrei N. Dielectric and Radio-Emission Properties of Oil-Polluted Soils // IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING. 2018. V. 56. Is. 3. P. 1767-1773. DOI: 10.1109/TGRS.2017.2768121

Romanov Andrey N., Khvostov Ilya V. Emissivity peculiarities of the inland salt marshes in the south of Western Siberia // INTERNATIONAL JOURNAL OF REMOTE SENSING. 2018. V. 39. Is. 2. P. 418-431. DOI: 10.1080/01431161.2017.1385105

Tikhonov V., Khvostov I., Romanov A., Sharkov E. Theoretical study of ice cover phenology at large freshwater lakes based on SMOS MIRAS data // CRYOSPHERE. 2018. V. 12. Is. 8. P. 2727-2740. DOI: 10.5194/tc-12-2727-2018