## О ходе реализации подпрограммы "Исследование природы Мирового океана" в 2005г.

## О ходе реализации подпрограммы "Исследование природы Мирового океана" в 2005 г.

№№ п/п | Наименование мероприятий | Полученные результаты | Головной исполнитель | Дата проведения конкурса | Объем финансовых средств на 2005 г. (тыс. руб.)

1

Комплексные исследования климата Мирового океана для обеспечения экономической деятельности, обороноспособности страны и ее устойчивого развития

Разработана методика оценки энергетического баланса Атлантического океана на основе данных наблюдений на двух меридиональных разрезах в Южной Атлантике, что позволяет достоверно определять основные потоки вод и тепла между Атлантическим океаном с одной стороны и Тихим и Индийским с другой. Это дает возможность формулирования граничных условий для моделей циркуляции Атлантического океана.

Разработан проект многоцелевой системы наблюдений за состоянием поверхности моря, основанный на использовании специализированных и судовых локаторов. Дальнейшее развитие этой системы наблюдений позволит в 30-40 раз повысить информативность попутных наблюдений и сформировать массив данных о состоянии поверхности, по объемам сопоставимый со спутниковыми архивами.

Выполнены экспедиционные исследования механизмов формирования изменчивости циркуляции Южного океана, что позволяет выполнить балансовые оценки по переносу вод и тепла.

Разработана трехмерная модель интерливинга (теория устойчивости малых возмущений) с учетом эффектов двойной диффузии на бароклинном фронте конечной ширины, что позволяет построить новую параметризацию поверхностного и бокового обмена в моделях общей циркуляции.

Получены оценки реакции Европейских осадков и температуры на изменения потоков тепла в Атлантике, демонстрирующие роль зональных и меридиональных процессов в формировании экстремальных осадков в зимний и летний периоды.

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

10010,0

2

Динамика экосистем, формирование биопродуктивности и биоресурсов Мирового океана

Завершена разработка метода количественной оценки степени нарушения сообществ макрозообентоса рыхлых грунтов при воздействии на них антропогенных факторов (на примере зал. Петра Великого Японского моря). В основу метода положено определение зависимостей различных параметров, характеризующих обилие и структуру сообществ - биомассы, плотности поселения, числа видов, индексов видового разнообразия, выровненности и др. - от уровня общего загрязнения донных отложений. В качестве конкретных показателей этих нарушений предлагается использовать процентное отклонение параметров обилия и экологических индексов от нормы (начального горизонтального участка модельных кривых), которые ограничивают область прогрессивной деградации донных сообществ (линейного падения характеристик обилия и структуры). Картирование акваторий по этим показателям позволяет наглядно оценить степень и пространственные масштабы антропогенного вмешательства.

На основании различной чувствительности видов бентоса к загрязнению донных осадков разработан метод оценки состояния морской прибрежной среды по видам-индикаторам. Показано, что нарушения в среде обитания (загрязнение, разрушения биотопов) приводят к изменению видового богатства и выравненности распределения особей по видам. На основании Российского природоохранного законодательства сформулированы требования к программам локального мониторинга и разработан проект “Типовой программы мониторинга окружающей среды, сопровождающего реализацию проектов освоения морских месторождений Подготовлено технико-экономического обоснование и выполнены расчеты материалоемкости штормоустойчивых установок для выращивания морских беспозвоночных животных, затрат на проведение работ, покупку и эксплуатацию обслуживающего флота для марикультурных хозяйств открытых акваторий прибрежных вод Японского моря.

Институт биологии моря ДВО РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

5400,0

3

Состав и строение земной коры Мирового океана; прогноз и оценка минеральных ресурсов

Разработан комплект сейсмических и геологических карт арктического шельфа России на базе геоинформационных технологий (программный продукт ArcView).

Результаты изучения россыпной металлоносности и алмазоносности Новосибирских островов позволят значительно сократить затраты на поиски россыпных месторождений.

Разработаны принципы и методы среднемасштабного тектонического районирования океанского дна сегмента Срединно-Атлантического хребта.

Выполнена прогнозная оценка газогенерационного потенциала Черноморского региона, составляющая для майкопской толщи 6·1012 м3, а для среднемиоцен-плиоценовых отложений – 3·1012 м3 газа.

Проведена количественная оценка скоплений газовых гидратов в Охотском море.

Составлены карты (на основе ГИС-технологий) активно разрушающихся и потенциально опасных зон Югорского полуострова. Карты могут быть использованы при строительстве береговых сооружений, оценке транспорта наносов и формирования аккумулятивных берегов при освоении в этом регионе месторождений флюорита и прокладке вблизи побережья трубопровода через дно Байдарацкой Губы.

ФГУП “Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. И.С. Грамберга

(ВНИИОкеангеология)

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

6100,0

4

Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов дальневосточных морей России

Создано новое электронное справочное пособие “Режим и изменчивость состояния ледяного покрова Берингова моря”. Дополнены электронные каталоги и архивы наблюдений за опасными стихийными явлениями по ветровым волнам, зыби и обледенению судов в северной части Тихого океана.
Выполнены численные модели циркуляции вод дальневосточных морей. Практическая реализация модельных расчетов восполнит дефицит наблюдательной информации, существенно снизит затраты на получение достоверных данных о параметрах состояния морской среды и обеспечит повышения качества, надежности и оперативности морских прогнозов.
Разработаны новые акустические методы непрерывного зондирования морской среды по ходу судна. Применение данных методов позволит легко обнаруживать пузырьковые течения и газовые факелы, выходящие из морского дна, что является возможным признаком наличия месторождений газа или нефти, а также утечки газа антропогенного происхождения (например, из трубопроводов).

Разработан метод дистанционного обнаружения и определения скоплений зоопланктона. Метод основан на синхронных акустических, гидрофизических и биологических измерениях в шельфовых зонах, внедрение которого может существенно повысить эффективность прибрежного рыболовства.

Определены области возможного накопления тяжёлых углеводородов, метана и его ближайших гомологов в Охотском море, что позволяет оценить нефтегазовый потенциал данного района.

Разработана карта сейсмотектонического районирования в пределах шельфа и континентального склона восточной Камчатки, что позволит оценить опасность сейсмоактивных блоков земной коры для городов Петропавловск-Камчатский, Елизово и Вилючинск.

Создана морфотектоническая карта Охотоморского сектора зоны перехода “Тихий океан – континент”.

Создан банк данных по биологическим ресурсам западной части Берингова моря на базе ГИС-технологий. На его основе подготовлен и сдан в печать “Атлас количественного распределения нектона в северо-западной части Берингова моря”. Новый банк данных и Атлас, которым нет аналогов в мире, характеризуют состояние экосистем и пелагических биоресурсов и могут использоваться для эффективной организации планирования промысла.

Разработана методика оценки хронического загрязнения отдельных районов дальневосточных морей по уровню развития индикаторных микроорганизмов. Сфера ее применения – мониторинг экологического состояния морской среды с оценкой хронического загрязнения определенным типом загрязняющих веществ.

Значительно пополнены базы океанографических данных по районам ДВ морей комплексной информацией, полученной на основе современных средств наблюдений и соответствующей современным стандартам точности.

Экспериментально (рейс НИС “Луговое”) показана возможность передачи цифровой информации по гидроакустическому каналу на расстояние 200 км с высокой скоростью передачи, что позволяет приступить к разработке систем связи и управления с автономными роботами и подводными обсерваториями на дистанциях в сотни километров.

Обнаружены 6 новых участков с обильным развитием газогидратов и открыто около 50 новых источников метана (международная экспедиция в Охотское море с участием ученых ВНИИОкеангеология (С.-Петербург), Института проблем нефти и газа (Москва), Республики Корея и Японии.

Оценены запасы промысловых объектов в Беринговом море и водах Тихого океана, что необходимо для обоснования объемов добычи на 2006 и последующие годы.
Введена в эксплуатацию новая (четвертая) автоматическая станция приема спутниковой информации дальневосточного центра регионального спутникового мониторинга, а также новые источники спутниковых данных от полярно-орбитального спутника NOAA-18 и геостационарного спутника MTSAT-1R.

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева

ДВО РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

13500,0

5

Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов арктических морей России и Северного Ледовитого океана

Созданы карты транскоровых разломов Гренландско-Шпицбергенс-кого и Центрально-Арктического бассейна, схемы эволюции Евразийского суббассейна и тектонического районирования, геокриологическая карта типов берегов юго-восточной части Баренцева и юго-западной части Карского морей. Создана океанографическая база для морей Северо-Европейского бассейна Арктики. Пополнена база метеоданных для арктических морей и Арктического бассейна.

Проведен анализ полученных данных о динамике ледяного покрова на дрейфующей полярной станции СП-33.

Получены новые данные:

- по колебаниям уровня моря, морским течения, литодинамике, гидрооптике, гидрологии моря и прибрежных районов суши, гидрохимии, гидробиологии, метеорологии в Арктическом бассейне, а также новые сетевые и экспедиционные данные о гидрологическом состоянии устьевых областей арктических морей;

- по распределению трития в Баренцевом и Карском морях, а также новые данные о толщине льда в арктических морях и Центральном Арктическом бассейне. Разработаны детальные карты-схемы морфолитодинамики, строения рельефа берегов и прибрежно-шельфовой зоны на районы предполагаемой прокладки подводных трубопроводов и кабелей связи.

ГУ “Арктический и антарктический научно-исследовательский институт”

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

8200,0

6

Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов российских морей Североевропейского бассейна

Проведен предварительный анализ состояния морской среды и экосистем Баренцева, Белого и Балтийского морей по результатам экспедиционных исследований 2005 г. Выявлены значительные аномалии природных процессов, оказывающие влияние на состояние морских биоресурсов и экосистем. В Баренцевом море по данным 2004-2005 гг. установлена наиболее сильная за последние 50 лет аномалия температуры воды, обусловленная, по-видимому, сменой крупномасштабных структур атмосферной циркуляции над Северной Атлантикой, происходящей с периодичностью 50-60 лет.

Проведен анализ многолетних изменений температуры воздуха по данным полярных станций и параметров ветрового волнения на основе модельных расчетов, установлены тренды потепления и повышения штормовой активности, что позволяет использовать эти результаты при разработке климатических сценариев.

Получены новые данные о современном состоянии экосистем Баренцева и Белого морей. Установлена стабильность донных биоценозов в центральной части Баренцева моря и в Белом море, выявлено повышенное видовое разнообразие и продуктивность бентоса в воронке Белого моря. Исследованы возрастные особенности режима питания камчатского краба, что является важной частью биологического обоснования его промысловой эксплуатации.

Определен полный видовой состав и проанализирована зоогеографическая структура ихтиофауны Баренцева моря. Впервые установлено количественное соотношение между промысловыми и непромысловыми видами рыб и динамика данного показателя в арктической и бореальной областях Баренцева моря. Результаты данного исследования являются необходимой предпосылкой рационального управления промысловыми экосистемами, а также могут быть использованы для комплексной оценки распределения вещества и потока энергии в морских экосистемах.

В Балтийском море обнаружена массовая гибель макрозообентоса в восточной части Финского залива, что объясняется последствиями затока обедненных кислородом соленых вод. Завершен многолетний цикл исследований Вислинского залива. Результаты работ 2005 г. представлены в трех монографиях и более чем 50 статьях. Собраны материалы (свыше 25 статей) и начата редакционная подготовка коллективной монографии “Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов российских морей Североевропейского бассейна.

Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

12560,0

7

Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов Черного и Азовского морей

Разработан и создан автономный измеритель флуктуаций концентрации взвешенных наносов в режиме online.

Разработаны принципы оценки возможных погрешностей измерений концентрации и статистических характеристик состава взвешенных наносов при изысканиях в береговой зоне моря

Разработаны принципы оценки взаимодействия потока наносов, генерируемого штормом, с портовыми оградительными сооружениями по результатам моделирования на размываемых моделях.

Проверены расчетные формулы для прогноза флуктуаций концентрации взвешенных наносов над рифельным дном и над гладким дном, а также модернизированная прогностическая модель динамических характеристик шторма, включающая прогноз деформаций рельефа песчаного дна и прогноз распределения концентрации взвеси, учитывающий влияние состояния рельефа.

Дополнена электронная база данных параметров динамических процессов береговой зоны моря.

Разработан метод сравнительной оценки заносимости участков морского подходного канала по результатам моделирования на размываемых моделях.

Подготовлена методика оценки эффективности работы оградительных шпор, как метода защиты морских каналов от заносимости по результатам моделирования на размываемых моделях

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

5900,0

8

Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов Каспийского моря

Выполнены работы по экспериментальной оценке воздействия нефти и нефтеуглеводородов на развитие макрофитов для мелководной части Северного Каспия. Выявлено, что наиболее чувствительными к воздействию нефти и нефтепродуктов являются нитчатые бурые (Ectocarpus), красные (Ceramium) и харовые водоросли (Chara), наименее – зеленые водоросли (Enteromorpha, Cladophora, Chaetomorpha).

Проведен анализ особенностей распределения, видовой состав, качественные и количественные характеристики бентосных и планктонных сообществ в меженный период в дельте Волги. Выявлены ключевые орнитологические комплексы в дельте Волги.

Построены карты сейсмической активности на дне моря, необходимые для обеспечения безопасности нефтегазодобывающих объектов в море.

Рассчитаны алгоритмы пересчета спутниковой информации в характеристики морской среды.

Выполнены экспериментальные работы по определению возможности вселения гребневика Beroe ovata в Каспий с целью контроля популяции мнемиопсиса. Проведено обобщение всех имеющихся результатов по экспериментальным исследованиям возможности вселения гребневика Beroe ovata в Каспийское моря для контроля популяции мнемиопсиса и восстановления каспийской экосистемы. Проведены дополнительные эксперименты по оценке эколого-физиологических параметров гребневика Beroe ovata в каспийской и черноморской воде.

Впервые для центральной части Среднего Каспия получены непрерывные записи течений и волнения. Получены непрерывные ряды данных на всех стандартных горизонтах и на протяжении всего 2005 года. Проведено микросейсмическое районирование северной части Каспийского моря.

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 21 января 2003 г. № 5

4500,0

9

Создание узколучевого эхолота-профилографа со сложным зондирующим сигналом с цифровой системой сбора, отображения и обработки данных

Проведены лабораторные испытания формирователей сложных зондирующих сигналов большой длительности с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ) для применения в низкочастотном эхолоте профилографе и параметрическом эхолоте.

Осуществлены морские испытания широкополостных усилителей мощности для излучения зондирующих сигналов большой длительности до 4 сек. С пиковой мощностью не менее 5 кВт диапазона 5 кГц и 30 кГц.

Длительность излучаемых импульсных сигналов может меняться в пределах от 1 мс до 6 сек. Частоты накачки параметрического излучающего тракта выбрана в диапазоне 20-40 кГц. Антенна накачки имеет многоэлементную мозаичную конструк-цию. Задача антенны накачки – сформировать равномерное акустическое поле с минимально возможным уровнем дополнительных лепестков. Ширина характеристики направленности на уровне 0,7 по давлению в пределах 2-3 градуса.

Разработаны и проверены в морских условиях алгоритмы и программное обеспечение в реальном масштабе времени, обеспечивающие прием, предварительную обработку и архивацию значительного потока данных (1Мбайт в сек).

Проведена обработка экспериментальных данных, полученных при профилировании морского дна.

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 10 июня 2003 г.

№ 13

1360,0

10

Создание судового и буксируемого многолучевых эхолотов с цифровой системой формирования сложных сигналов, сбора, отображения и обработки данных для исследования мезорельефа дна океана

Проведены морские испытания в Черном и Балтийском морях многолучевых эхолотов с зондирующими сигналами большой длительности с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ). Реализован режим полной когерентности зондирующих посылок и эхо сигналов, необходимый для реализации разработанных ранее методов повышения разрешающей способности. Достигнут высокий динамический диапазон приемо-передающего тракта, обеспечивающий получение в диапазоне 30 кГц высококачественных акустических изображений морского дна, не уступающих оптическим фотографиям с разрешением около 10 см.

Разработаны цифровые синтезаторы зондирующих сигналов с ЛЧМ большой длительности, позволяющие создавать зондирующие сигналы с заданной точностью и реализовать многоканальное когерентное цифроаналоговое приемное устройство. Экспериментальные варианты приемопередающей системы успешно прошли лабораторные испытания.

Подготовлены и экспериментально опробированы методики и алгоритмы калибровки акустических антенн. Подтверждены высокие точности интерферометра бокового обзора для площадных измерений глубин в полосе съемки до 70 градусов в диапазоне 30 кГц.

Разработана технология и созданы экспериментальные образцы антенн для излучения и многоканального приема (32 и 64 канала) акустических сигналов в многолучевом эхолоте.

Разработаны и проверены принципы синхронизации потоков цифровых данных от многоканального приемника многолучевого эхолота, спутниковой навигационной системы, датчиков пространственного положения антенной системы и их привязки к системе единого времени.

.

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 10 июня 2003 г.

№ 13

2450,0

11

Создание образцов и комплексные натурные испытания многоцелевых автономных, в том числе донных океанологических станций с дистанционным считыванием, системой сбора и гидрохимического анализа выделяемого грунтом газа на основе унифицированного ряда микропроцессорных измерителей гидрофизических параметров и управляющих модулей, объединяемых по общей шине

Создан модуль гидроакустического телеуправления, измерения дальности и синхронизации гидроакустических информационных сигналов с устойчивой работой на расстояниях от 2 метров до 9 километров.

Проработаны аппаратные и программные способы компоновки и методики адаптации измерительных и управляющих модулей многоцелевой донной станции на основе локальной сети.

Разработана методика работы с измерительным гидрохимическим модулем-боксом донной станции, с комплексом датчиков океанологических параметров и пробоотборниками придонных вод.

Получены новые данные о синоптической изменчивости ветрового волнения в Балтийском море и гидродинамики вод в прибрежной зоне Черного моря в районе Геленджика.

Получены новые данные о потоках вещества на границе вода-дно в Финском заливе.

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 10 июня 2003 г.

№ 13

1200,0

12

Создание лазерной системы авиационного базирования и судового комплекса сбора и обработки космической информации об океане (радиолокация, СВЧ-радиометрия, ИК и оптическое зондирование), поступающей, в том числе из мировых центров данных (NASA, ESA, NASDA ) для научных исследований, мониторинга Мирового океана, взаимного сопоставления данных и их стыковки с результатами контактных измерений

Введен в строй на борту НИС “Академик Иоффе” новый судовой автоматизированный ультрафиолетовый флуоресцентный лидар УФЛ-8.

Разработаны рекомендации по усовершенствованию лидарных методов дистанционного измерения оптических характеристик.

Разработаны рекомендации по оптимизации многочастотного метода радиолокационного зондирования нефтяных пленок.

Разработаны рекомендации по усовершенствованию лазерного спектрометра для диагностики флуоресцирующих примесей в морской воде.

Разработан макет погружаемого измерителя показателя ослабления.

Разработаны методы дистанционного определения нефтяных загрязнений морской воды.

Определены метрологические характеристики фотоприемного устройства для авиационного поляризационного лидара.

Разработан эскизный проект сканирующей системы авиационного панорамного ультрафиолетового лидара. Разработан алгоритм восстановления вертикальных профилей оптических характеристик по лидарным сигналам. Предложены новые подходы к анализу спектров флуоресценции морской среды.

Выработаны рекомендации по оптимизации многочастотного метода радиолокационного зондирования нефтяных пленок.

Проведен анализ совместного использования радиолокационных и оптических спутниковых изображений

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 10 июня 2003 г.

№ 13

1100,0

13

Создание программируемого адаптивного акустооптического спектрометра для дистанционного зондирования водной поверхности

Проведены испытания спектрометрического комплекса совместно с разработанным программным обеспечением. В рамках этих испытаний проверено взаимодействие акустооптического спектрометра с миниспектрометром и дистанционным измерителем температуры.

Проведены испытания теплового режима работы спектрометрического комплекса.

Доработано программное обеспечение миниспектрометра и всего спектрометрического комплекса.

Разработаны методы коррекции спектрограмм, регистрируемых акустооптическими спектрометрами. Эти методы позволяют заметно повысить точность измерения спектральных характеристик и вычисляемых из них физических характеристик, таких в частности, как индекс цвета океанских вод использующийся для классификация вод. (По этой характеристике составляются карты вод Мирового океана)

Комплекс отвечает требованиям, которые предъявляются к аппаратуре для зондирования и исследования поверхности Мирового океана, в том числе в прибрежной области.

Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Протокол Конкурсной подкомиссии от 10 июня 2003 г.

№ 13

1100,0

14

Создание информационно-справочной системы о параметрах морской среды на отдельные районы Мирового океана, в том числе покрытые льдом, по результатам съемок с морских, воздушных и космических носителей

Разработаны элементы технологии обработки информации и картирования результатов съемки рельефа и грунта морского дна многолучевыми системами на акваториях океанов и морей в интересах обеспечения навигационной безопасности мореплавания, а также алгоритмы и программы решения вычислительных задач обработки измерений рельефа дна многолучевыми эхолотами при условии большого объема данных:

Разработан алгоритм массовой обработки геопространственной информации на ЭВМ.

Разработан алгоритм хранения и поиска геопространственной информации на постоянном носителе.

Подготовлены методики оценки погрешностей в измерении глубин многолучевыми эхолотами.

Разработана технология введения поправок на приливные колебания в измерения глубин многолучевыми эхолотами.

Созданы базы данных гармонических постоянных для акваторий Баренцева, Белого и Карского морей.

Разработаны технологии восстановления рельефа дна моря по точечным измерениям на основе интегральных преобразований и технологии картографической генерализации береговой черты и изобат.

ФГУП “Государственный научно-исследовательский

навигационно-гидрографический

институт Минобороны России

Протокол Конкурсной подкомиссии от 10 июня 2003 г.

№ 13

1300,0

| ИТОГО |  |  |  | 85130,0