Отделения и кафедры
факультета
Кафедра физики атмосферы
Заведующий кафедрой
профессор Куницын Вячеслав Евгеньевич
Кафедра физики атмосферы в составе отделения геофизики была
организована в 1946 г. по инициативе академика В.В. Шулейкина
и чл.-корр. АН СССР А.С. Предводителева. Первым руководителем
кафедры был профессор А.Ф. Дюбюк. В разные годы кафедру возглавляли:
академик А.М. Обухов, профессора А.Х. Хргиан, Ю.П. Пытьев, Г.Г.
Хунджуа. С 1994 г. кафедрой заведует профессор В.Е. Куницын.
Профессор
В.Е.Куницын и доцент А.Г.Вологдин
на научном семинаре
Профессор А.Ф. Дюбюк внёс весомый вклад в физику облаков, создание
школы изучения динамики локальных атмосферных процессов на основе
теории и измерений. Одновременно он был крупнейшим синоптиком
страны и участником создания основ современного прогноза погоды.
С 1965 г. на кафедре существует научная школа А.Ф. Дюбюка, изучающая
динамику среднемасштабных атмосферных процессов, прежде всего
облака и обтекание гор (проф. В.Н. Трубников, д.ф.м.н. В.Н.
Кожевников и др.).
Академик А.М. Обухов, выдающийся гидромеханик и геофизик —
один из крупнейших ученых, работавших в области физики атмосферы.
С 1956 г. и до своей кончины (1989 г.) — бессменный директор
Института физики атмосферы АН СССР. В 60-е годы он был президентом
Международной ассоциации метеорологии и физики атмосферы; членом
Американского геофизического союза; Королевского метеорологического
общества Великобритании. Им сформулированы новые физические
понятия и математический аппарат: введено понятие пространственного
спектра энергии турбулентных пульсаций и определена его форма;
введено понятие меры пространственной неоднородности скалярных
полей типа пассивной примеси и скорости её диссипации, на основе
которых описание статистической структуры таких полей в турбулентном
потоке получило количественную форму; открыт и получил всеобщее
признание «закон двух третей для температурного поля»; введено
понятие систем гидродинамического типа, которые обладают фундаментальными
свойствами симметрии уравнений гидродинамики несжимаемой жидкости;
сформулирован закон Колмогорова — Обухова для структуры мелкомасштабной
турбулентности; обоснован закон Ричардсона — Обухова; найден
синоптический масштаб Обухова и т.д. Преподаватели
и научные сотрудники кафедры
С именем профессора А.Х. Хргиана, работавшего на кафедре с
1947 г., связаны такие направления исследований, как физика
облаков и физика атмосферного озона. Исследования по физике
облаков, проводимые в ЦАО и на кафедре физики атмосферы, увенчались
созданием прочной экспериментальной и теоретической базы национальной
школы физики облаков и осадков, признанным главой которой был
А.Х. Хргиан. Исследования по физике атмосферного озона начались
на кафедре в 1954 г. с приходом Г.И. Кузнецова. Заслугой А.Х.
Хргиана является то, что он задолго до многих, в том числе
и за рубежом, оценил значение атмосферного озона и подготовил
созданную им национальную школу физики атмосферного озона к
«озонному буму» 70—80-х годов. За время существования
кафедры были созданы и получили дальнейшее развитие следующие
научные направления и школы, имеющие мировую известность:
- Геофизическая гидродинамика (акад. А.М. Обухов, проф. М.В.
Курганский).
- Динамическая метеорология и теория обтекания гор (проф.
А.Ф. Дюбюк, акад. А.М. Обухов, д.ф.м.н. В.Н. Кожевников).
- Физика облаков и осадков (проф. А.Х. Хргиан).
- Турбулентность атмосферы (акад. А.М. Обухов).
- Физика атмосферного озона (проф. А.Х. Хргиан, доц. Г.И.
Кузнецов).
- Процессы тепломассообмена на границе океан—атмосфера (проф.
Г.Г. Хунджуа).
- Радиофизика ионосферы (проф. В.Д. Гусев).
- Дистанционное зондирование и радиотомография верхней атмосферы
и ближнего космоса (проф. В.Е. Куницын).
Кафедра взаимодействует со многими ведущими отраслевыми и академическими
институтами: Институтом физики атмосферы РАН, Гидрометеоцентром,
Полярным геофизическим институтом РАН, МФТИ, ИЗМИР РАН, ЦАО,
ИРЭ, Институтом прикладной геофизики и др.
Основные направления научной и учебной деятельности кафедры
связаны с изучением физических закономерностей изменений состояния
и экологии атмосферы.
С начала 80-х годов, когда на кафедру пришла группа, возглавляемая
проф. Г.Г. Хунджуа, начались работы по взаимодействию между
океаном и атмосферой. Исследование тепло- и массообмена на поверхности
раздела океан—атмосфера является ключевой задачей энергетики
атмосферы; вместе с солнечной радиацией и радиационными процессами
в атмосфере эти процессы определяют тепловой баланс Земли. Была
разработана оригинальная аппаратура для непрерывной регистрации
профиля температуры в тонких слоях воды и воздуха. В результате
проведения натурных регистраций был получен уникальный банк
данных наблюдений по многим акваториям Мирового океана при различных
гидрометеорологических условиях и волнениях моря до 4-х баллов.
В последние годы на базе метеоданных из Интернета были проведены
исследования Тихоокеанского тропического бассейна (ТТБ) и феномена
Эль-Ниньо, определен источник дополнительной теплоты и получена
оценка накопления тепла в ТТБ. Получены оценки гидрологических
характеристик паводков важнейших рек с учетом добавочной влаги,
поступающей на сушу от Эль-Ниньо, выявлено влияние феномена
Эль-Ниньо на катастрофические наводнения на Земле.
Группа атмосферного озона (доц. Г.И. Кузнецов) занимается исследованием
формирования, динамики и трендов озонового слоя Земли в условиях
естественных и антропогенных воздействий на атмосферу. Экологические
приложения проблемы атмосферного озона заставляют сейчас обратить
особое внимание на исследование ультрафиолетовой облученности
и на режим приземной концентрации озона. В этих направлениях
кафедра активно работает с ИФА и ЦАО в рамках международных
проектов EUROTRAC-TOR-2, TROICA. В числе основных результатов
группы следует отметить пионерские исследования связи озона
с особенностями общей циркуляции, волновой активностью и типами
циркуляции; создание первых банков озонометрических наблюдений
и разработку эмпирической модели атмосферного озона в земной
атмосфере; построение первого «синтезированного спектра колебаний»
озона в динамическом диапазоне от минут до 11-летнего периода;
исследование приземного озона и создание моделей анализа и прогноза
региональных и локальных аварийных выбросов. В течение 60—90-х
годов было проведено более 10 крупных экспедиционных исследований
озона и аэрозоля, включая рейсы научно-исследовательских судов
и исследования в высокогорных областях Памира.
Исследования научной школы А.Ф. Дюбюка продолжаются на кафедре
в группе д.ф.м.н. В.Н. Кожевникова. Направления исследований
в группе: создание современных гидродинамических моделей обтекания
гор; исследование физики процессов обтекания гор на основе теории
и экспериментальных измерений в природе; решение прикладных
задач в областях прогноза погоды, теории климата, оценки опасных
очагов турбулизации, ветроэнергетики, возмущений озонового слоя.
В конце 80-х годов на кафедру пришла группа радиофизиков (доц.
А.Г. Вологдин, доц. С.Ф. Миркотан, с.н.с. Л.И. Приходько и др.),
возглавляемая проф. В.Д. Гусевым, которая выполнила серию фундаментальных
работ по ряду международных проектов. Были организованы экспедиционные
наблюдения по дистанционному радиозондированию неоднородной
ионосферы. Разработанная в группе математическая теория полного
корреляционного анализа позволила получить данные о характере
анизотропии неоднородностей и их динамики. Под руководством
проф. В.Д. Гусева и доц. С.Ф. Миркотана был создан ряд методик
по дистанционной диагностике тонкой структуры ионосферы, позволивших
получить пионерские данные о динамике и геометрии неоднородностей.
С приходом на кафедру проф. В.Е. Куницына начались работы по
разработке методов дистанционного зондирования и спутниковой
томографии атмосферы и ближнего космоса. Конечной целью данных
работ является исследование состояния и экологии атмосферы на
основе данных мониторинга. В последние годы в группе были разработаны
методы спутниковой радиотомографии (РТ) ионосферы, включая лучевую,
дифракционную и статистическую РТ. На основе развитых РТ методов
совместно с Полярным геофизическим институтом РАН были проведены
первые эксперименты по РТ ионосферы. Впервые в мире были получены
изображения локализованных неоднородностей ионосферы (дифракционная
РТ), реконструированы радиотомографические сечения глобальной
структуры ионосферы (лучевая РТ), получены спектры флуктуаций
электронной плотности (статистическая РТ). В дальнейшем сотрудниками
кафедры были проведены многочисленные РТ исследования в России,
США, Скандинавии, Юго-восточной Азии в совместных работах с
рядом отечественных и зарубежных научных центров. Разработанные
методы спутниковой РТ открывают перспективу создания региональных
и глобальной систем мониторинга атмосферы и околоземного пространства.
За разработку метода спутниковой радиотомографии ионосферы сотрудники
кафедры (проф. В.Е. Куницын, с.н.с. Е.С. Андреева, н.с. О.Г.
Разинков) совместно с сотрудниками ПГИ и ИЗМИР РАН были отмечены
Государственной премией РФ в области науки и техники 1998 г.
Молодые
сотрудники и аспиранты кафедры
В настоящее время на кафедре работают 2 профессора (В.Е. Куницын
и Г.Г. Хунджуа), 5 доцентов и 10 научных сотрудников (д.ф.м.н.
В.Н. Кожевников и 9 кандидатов наук). Для преподавания на кафедре
привлекаются известные ученые: академик Г.С. Голицын, проф.
В.М. Березин, проф. М.В. Курганский, проф. А.Б. Успенский, проф.
В.Б. Лапшин, проф. Ю.Н. Черкашин и другие. Cреди выпускников
кафедры более 60 кандидатов и 10 докторов наук. Педагогический
и научный состав кафедры обеспечивает преподавание пятнадцати
основных спецкурсов и более десяти спецкурсов по выбору, охватывающих
основные направления современной физики атмосферы. Экспериментальная
подготовка студентов на кафедре начинается с задач спецпрактикума
и продолжается на выездных производственных практиках. Завершается
она работой на установках в научных лабораториях кафедры и в
сотрудничающих с кафедрой научно-исследовательских институтах.
Учебный план кафедры соответствует учебным планам аналогичных
кафедр ведущих отечественных и зарубежных университетов. Все
это позволяет студентам получить необходимые знания для выполнения
курсовых и дипломных работ и для успешного продолжения педагогической
и научной деятельности в области физики атмосферы. Выпускники
кафедры имеют возможность включиться в разработку многих важнейших
научных программ, таких, как прогноз климата и погоды, региональный
и глобальный мониторинг состояния и экологии атмосферы и т.д.
|