СМИ о нас

Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в декабре 2021 года привело к колебаниям давления в атмосфере, амплитуды электрических токов в верхних слоях почвы, и частоты отраженных от ионосферы радиоволн на расстояниях до 12 тысяч километров от вулкана, выяснили ученые Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) совместно с казахстанскими коллегами. Никогда ранее столь глобальный отклик на единичное извержение не фиксировался. Данные, полученные благодаря этому уникальному естественному эксперименту, помогут улучшить модели, описывающие погоду и климат. Статья опубликована в журнале Atmosphere.

«Мы наблюдали эффекты возмущений, вызванных плотной воздушной волной, которая образовалась в момент взрыва вулкана и распространялась в земной атмосфере. На уровне земли и до высоты в несколько километров это возмущение воспринималось как кратковременный скачок атмосферного давления, которое можно было измерить обычными методами, например цифровым барографом. На высоте ионосферы 70-100 км от поверхности энергия воздушной волны, распространявшейся в атмосфере, передавалась ионизированным слоям воздуха, что приводило к изменениям плотности распределения электрического заряда на этой высоте», — рассказывает Назыф Салихов, старший научный сотрудник Тянь-Шаньской высокогорной научной станции ФИАН и заведующий Лабораторией спутниковых и геодинамических исследований Института ионосферы (Казахстан).

15 января 2022 года на архипелаге Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай произошел взрыв вулкана. В результате возникли глобальные геомагнитные возмущения и атмосферные волны, которые несколько раз обошли земной шар. Звук взрыва был слышен даже на Аляске, в 9 тысячах километров от вулкана.

Взрыв вулкана такой силы — уникальный природный эксперимент, который позволяет лучше понять свойства всех оболочек Земли: атмосферы, гидросферы и литосферы. Ранее за все время современных наблюдений столь мощных вулканических извержений в мире не случалось.

Ученым давно известно, что крупные извержения вулканов вызывают различного рода возмущения в ионосфере, которые предположительно возникают из-за утечки в верхние слои атмосферы энергии волн Лэмба — упругих волн, вызванных ударной волной в месте взрыва и распространяющихся параллельно поверхности Земли.

Энергия взрыва может передаваться в ионосферу через резонанс акустико-гравитационных колебаний в атмосфере. Под гравитационными колебаниями в данном случае подразумевается тип гидродинамических колебаний, возникающих под действием силы тяжести.

После извержения вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в различных точках земного шара были зафиксированы аномальные кратковременные колебания атмосферного давления, инфразвуковые, акустико-гравитационные волны и волны Лэмба.

Узнав об этом, ученые ФИАН начали поиск связанных с этим событием эффектов среди данных, собранных Тянь-Шанской высокогорной станцией ФИАН и на радиополигоне «Орбита» казахстанского Института ионосферы (Алматы).

В записях атмосферного давления была обнаружена кратковременная аномалия, длившаяся несколько минут. Форма и длительность наблюдаемого возрастания давления совпадали с теми, что происходили на других метеостанциях. А момент ее наблюдения оказался запаздывающим на 12 часов относительно момента извержения, что соответствует времени прихода на Тянь-Шаньскую станцию атмосферной волны, движущейся со скоростью звука от точки расположения вулкана.

Ученые выяснили, что в 16:00:55 UTC там произошел всплеск атмосферного давления с пиковой амплитудой 1,3 гектопаскаль и скоростью распространения 0,3 км/с. Они оценили выброс энергии в атмосферу при взрыве вулкана Хунга-Тонга приблизительно в 2 тысячи тонн в тротиловом эквиваленте.

Анализ доплеровского сдвига частоты отраженного от ионосферы радиосигнала, который регистрировался при распространении радиоволн по двум трассам протяженностью 3212 км и 2969 км,
позволил обнаружить возмущения, которые были реакцией на прохождение через точку отражения радиоволн в ионосфере атмосферных волн плотности: волны Лэмба (0,31 км/с) и акустико-гравитационной волны (0,26 км/с).

«Наблюдались эффекты трех типов: скачок атмосферного давления, аномально большие вариации частоты отраженного радиосигнала (допплеровской частоты) и изменения теллурического тока, измеряемого между погруженными в грунт электродами. Аномалии в частоте отраженного радиосигнала, которые сами по себе являются уникальным эффектом, также наблюдались именно в моменты, соответствующие приходу атмосферных волн. В данном случае аномально большой, более чем на 1 Гц, сдвиг частоты отраженного радиосигнала представляет собой достаточно уникальное явление, поскольку он в несколько раз превышает обычную дисперсию фоновых колебаний. В обычных (невозмущенных) условиях такие отклонения не наблюдаются. То же относится и к зарегистрированному после взрыва вулкана кратковременному возрастанию атмосферного давления. Совокупность всех временных корреляций позволяет утверждать, что наблюдаемые аномальные эффекты имеют одну и ту же физическую причину: распространение атмосферной ударной волны, источником которой служил взрыв вулкана», — говорит Назыф Салихов.

По словам ученых, количество энергии, попавшей в атмосферу, оказалось эквивалентно взрыву свыше двух гигатонн тротила, что является одним из самых больших значений, зафиксированных для других природных катаклизмов

Взрыв вулкана Хунга-Тонга, 15 января 2022 года
© Japan Meteorology Agency via AP

МОСКВА, 16 марта. /ТАСС/. Российские и казахстанские ученые обнаружили, что ионосферные возмущения, от взрыва вулкана Хунга-Тонга в январе прошлого года, распространились на расстоянии в 12 тыс. километров от вулкана. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Физического института РАН (ФИАН) со ссылкой на статью в журнале Atmosphere.

"Взрыв вулкана Хунга-Тонга, произошедший 15 января 2022 года, породил ионосферные возмущения, которые были фиксированы нами на расстоянии в 12 тыс. километров от этого объекта, в северной части Таньшаня. Проведенные нами расчеты свойств этих колебаний показали, что данный катаклизм выбросил в атмосферу огромное количество энергии, эквивалентное по силе взрыву двух млрд. тонн тротила", - пишут исследователи.

Вулкан Хунга-Тонга (Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай) был до января 2022 года расположен на одноименном острове в южной части Тихого океана, на территории архипелага Тонга. В декабре 2021 года он пробудился, что привело к серии извержений, которые закончились взрывом в середине января 2022 года. Этот катаклизм привел к уничтожению "старого" острова Хунга-Тонга и образованию двух новых остров, Хунга-Тонга и Хунга-Хаапай.

Во время взрыва острова в атмосферу было выброшено облако пепла, которое достигло высоты в несколько десятков километров, а взрыв, порожденный коллапсом вулкана, был слышен в Новой Зеландии и в других удаленных от Тонга регионах акватории Тихого океана. Кроме того, взрыв Хунга-Тонга вызвал множество молний, а также атмосферные и ионосферные возмущения.

Последствия взрыва вулкана

Группа российских и казахстанских исследователей под руководством Александра Щепетова, ведущего научного сотрудника ФИАН, выяснила, что вызванные этим взрывом ионосферные возмущения распространились на расстоянии около 12 тыс. километров.

Ученые совершили это открытие в ходе анализа данных, собранных Тянь-Шанской высокогорной станцией ФИАН и на радиополигоне "Орбита" казахстанского Института ионосферы (Алматы) на рубеже 2021 и 2022 годов, до и после взрыва вулкана Хунга-Тонга. Эти станции слежения непрерывно наблюдают за изменениями в атмосферном давлении и в свойствах ионосферы Земли по тому, как от нее отражаются радиосигналы.

Проведенные учеными замеры указали на то, что отголоски взрыва вулкана в виде резких колебаний атмосферного давления, а также различных типов возмущений в ионосфере, достигли территории Тяньшаня, удаленного от Хунга-Тонга на 12 тыс. км. Эти возмущения, порожденные ударной волной от взрыва, не только изменили характер взаимодействий радиоволн с ионосферой, но и поменяли свойства так называемых теллурических токов, естественных электрических токов в поверхностных слоях Земли.

Последующий анализ всех этих сведений, как пишут Щепетов и его коллеги, позволил ученым оценить примерное количество энергии, попавшей в атмосферу в результате взрыва вулкана. Оно оказалось эквивалентным взрыву свыше двух гигатонн тротила, что является одним из самых больших значений, зафиксированных для других природных катаклизмов.

https://nauka.tass.ru/nauka/17284653

https://involta.media/post/samoe-silnoe-v-xxi-veke-izverzhenie-vulkana-sprovocirovalo-izmeneniya-v-ionosfere

Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай оказало самое существенное воздействие на ионосферу Земли. Последствия этого события оказались заметны даже более чем за десяток тысяч километров от Полинезии — в Казахстане. Об этом сообщает «Газета.Ru» со ссылкой на пресс-службу ФИАН им. Лебедева.

Напомним, что извержение вулкана Тонга произошло 15 января 2022 года и считается самым мощным в XXI веке. Столб пепла тогда поднялся на высоту почти в шесть десятков километров и достиг стратосферы. Атмосферные колебания, поднятые взрывом, достигли Москвы и несколько раз обогнули Землю.

Новое исследование установило, что последствия массивного извержения отозвались и в ионосфере Земли, чья нижняя граница пролегает в 60 километрах над поверхностью планеты. При этом данный эффект распространился как минимум до территории Казахстана. На это указывают данные, собранные на Тянь-Шанской высокогорной станции ФИАН и радиополигоне «Орбита» казахстанского Института ионосферы в Алматы.

Напомним, что ранее ученые пришли к выводу, что продолжающийся процесс глобального потепления вызовет на планете серийные неурожаи кофе.

https://nauka3d.ru/vzryv-polinezijskogo-vulkana-tonga-vyzval-izmeneniya-v-ionosfere-kazahstana/

© CIRA/NOAA/Reuters

Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай вызвало изменения в ионосфере на расстоянии более десятка тысяч километров. Об этом сообщает пресс-служба ФИАН им. Лебедева.

15 января 2022 года произошло извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, расположенного в стране Тонга (Полинезия). Это извержение стало самым мощным в XXI веке, при этом столб пепла достиг стратосферы и поднялся на высоту 58 километров, вместе с ним в стратосферу было выброшено 146 тераграммов (триллионов граммов) воды. Вызванные извержением атмосферные колебания достигли Москвы и несколько раз обогнули Землю.

Теперь российские физики выяснили, что атмосферные волны также повлияли на ионосферу, нижняя граница которой проходит на высоте 60 км. Это удалось выяснить с помощью Тянь-Шанской высокогорной станции ФИАН и радиополигона «Орбита» казахстанского Института ионосферы (Алматы), а также ряда космических спутников.

«Мы наблюдали эффекты возмущений, вызванных плотной воздушной волной, которая образовалась в момент взрыва вулкана и распространялась в земной атмосфере. На уровне земли и до высоты в несколько километров это возмущение воспринималось как кратковременный скачок атмосферного давления, которое можно было измерить обычными методами, например цифровым барографом. На высоте ионосферы 70-100 км от поверхности энергия воздушной волны, распространявшейся в атмосфере, передавалась ионизированным слоям воздуха, что приводило к изменениям плотности распределения электрического заряда на этой высоте», — пояснил Назыф Салихов, один из авторов исследования.

Энергия взрыва может передаваться в ионосферу через резонанс акустико-гравитационных колебаний в атмосфере. Возмущения ионосферы, вызванные взрывным извержением вулкана Хунга–Тонга, ученые зафиксировали с помощью сети приемников Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), которая обычно используется для измерения общей концентрации электронов в ионосфере. Заметные ионосферные эффекты также наблюдались спутниками миссий ICE и GOLD, расположенными на низкой околоземной и геостационарной орбитах. Приемники GNSS идентифицировали два типа перемещающихся ионосферных возмущений (TID), которые распространялись от эпицентра взрыва: два крупномасштабных и несколько среднемасштабных TID. Наиболее доминирующий среднемасштабный TID двигался со скоростью около 200-400 м/с и совпал с возмущением приповерхностного атмосферного давления. Таким образом, ученые убедились, что ионосфера является чувствительным детектором атмосферных волн и геофизических возмущений.

Возмущения в ионосфере могут также влиять на земную поверхность — например, в почве могут возникать теллурические токи. Два таких возмущения были обнаружены в записях теллурического тока в моменты прихода волны Лэмба и акустико-гравитационной волны к пункту регистрации токов на Тянь-Шаньской высокогорной станции.

Авторы надеются, что исследование подобных процессов позволит прогнозировать последствия извержений вулканов и землетрясений для климата.

https://www.gazeta.ru/science/news/2023/03/16/19981387.shtml

Фото: freepik.com

Главный судья соревнований - Шешелева Тамара Николаевна, педагог дополнительного образования ЦДО «Развитие».

Начало соревнований в 11:30.
Регистрация участников на лыжной базе с 10:00.

https://inpushchino.ru/news/fizkultura-i-sport/puschintsev-priglashajut-prinjat-uchastie-v-semejnyh-startah

Фото: kemsu.ru

Троим российским астрофизикам удалось произвести сенсацию мирового масштаба: они открыли, что значительное количество элементарных частиц нейтрино рождается в нашей собственной Галактике, известной под названием Млечный Путь. Члены-корреспонденты Российской академии наук Юрий Ковалев (ФИАН имени П.Н.Лебедева) и Сергей Троицкий (ИЯИ РАН), а также их коллега кандидат физико-математических наук Александр Плавин (ФИАН) пришли к такому заключению на основе расшифровки и анализа данных, полученных с телескопа американской антарктической обсерватории IceCube.

Член-корреспондент РАН Юрий КОВАЛЕВ, один из отечественных исследователей нейтрино

Все началось в сентябре 2020 года, когда консорциум под руководством Института ядерных исследований РАН выиграл трехлетний грант Министерства образования и науки по теме «Нейтрино и астрофизика частиц». В проекте приняли участие семь организаций: ИЯИ РАН, ОИЯИ, ФИАН, МФТИ, САО РАН, ГАИШ МГУ и Иркутский государственный университет. Участниками исследовательской команды стали около 100 ученых, которым предстояло работать над решением вопроса о происхождении нейтрино, а также изучением его свойств. Помимо этого проект предусматривал исследования, направленные на понимание природы астрофизических нейтрино высоких энергий, в частности поиск фотонов того же диапазона энергий на установке «Ковер-3», расположенной в Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН на Северном Кавказе. Однако для начала давайте разберемся, что вообще нейтрино и почему к ним проявляется такое повышенное внимание со стороны научной общественности.

«Ультралегкие электрически нейтральные частицы родились в результате взаимодействия элементарных частиц, – комментирует один из авторов открытия Юрий Ковалев. – Они прошивают безграничное космическое пространство, легко проникают сквозь звезды и планеты и по пути практически не взаимодействуют с материей. В этом их уникальность.

Больше всего нейтрино прилетает к нам со стороны Солнца, они обладают энергией на уровне мегаэлектронвольт. Однако, как оказалось, Вселенная «производит» и нейтрино ультравысоких энергий – до петаэлектронвольт. Они могут нам много что рассказать о процессах, протекающих в ядрах далеких галактик, скрытых плотными облаками газа и пыли».

Еще в 2020 году исследователи пришли к выводу, что изначальными «очагами» зарождения нейтрино служат массивные черные дыры, расположенные в центрах активных галактик, являющихся мощными источниками радиоизлучения. Такие ядра зовутся квазарами, и они могут фиксироваться с Земли посредством как оптических, так и радиотелескопов.

По какой же причине нейтрино так интересуют ученых? Дело в том, что нейтрино высоких энергий порождают другие частицы – протоны, способные разгоняться почти до скорости света. А происходит это благодаря естественным космическим ускорителям, можно сказать, суперколлайдерам Вселенной. Нейтрино помогают определить местонахождение этих ускорителей, понять, что они собой представляют и каковы механизмы их функционирования.

По словам Юрия Ковалева, обнаружить нейтрино довольно сложно. Есть возможность сделать это с помощью воды, так как данные частицы способны (хоть и с крайне низкой вероятностью) взаимодействовать с водяными молекулами, что приводит к образованию новых заряженных частиц – мюонов. Их вычисляют по черенковскому излучению, названному так в честь открывшего его лауреата Нобелевской премии академика Павла Черенкова. Фиксируется это свечение фотоэлектронными умножителями – оптическими детекторами, помещенными в воду или лед и встроенными в системы телескопов. Именно по снимкам, на которых изображены светящиеся пролеты мюонов, удается определить, откуда явились к нам нейтрино, когда это случилось и каков уровень их энергии.

На сегодняшний день «ловлей» нейтрино заняты всего три обсерватории в мире: американская IceCube, встроенная глубоко в толщу льда в Антарктиде, французский KM3NeT, расположенный в Средиземном море на глубине 2400 метров, и, наконец, наш отечественный подводный Байкальский нейтринный телескоп, который начал выдавать результаты лишь недавно.

Проще всего нашим соотечественникам было проанализировать данные с телескопа IceCube. Эта обсерватория имеет гигантский объем – около 1 кубического километра. Фотоэлектронный умножитель и прочие электронные устройства размещены внутри прозрачного шара, способного без проблем выдерживать давление полутора километров воды. Как только происходит вспышка, указывающая на взаимодействие нейтрино с водой, комплекс приборов внутри шара фиксирует информацию и передает сведения по кабелю на берег операторам. Он способен улавливать не так много частиц, однако этого хватает для работы.

Но как исследователям удается выяснять, какие именно нейтрино зародились в пределах Млечного Пути, а какие вне его? Как утверждает Юрий Ковалев, если частицы распределены по небу однородно, значит, они «чужие». Если же они «родные», то летят только по определенным направлениям – из плоскости нашей Галактики. Кроме того, нейтрино и мюоны могут вырабатываться и в земной атмосфере, и даже в самих детекторах обсерватории в процессе взаимодействия космического излучения с веществом. Поэтому перед специалистами стоит задача «убрать шум», то есть отсеять такие «доморощенные» частицы от тех, что пришли из космоса.

В результате исследования показали, что около трети зафиксированных аппаратурой высокоэнергетичных нейтрино происходят из нашей родной Галактики.

«Наша группа взаимодействует со всеми тремя нейтринными телескопами, и мы надеемся, что новые данные помогут детально разобраться в суперколлайдерах», – говорит Ковалев. Детали исследования были опубликованы в ведущем международном издании Astrophysical Journal.

https://ug.ru/pronikaya-skvoz-zvezdy-i-planety/

Директор Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Валерий Николаевич Азязов стал лауреатом премии Главы региона за выдающиеся заслуги в решении естественно-математических проблем. Главный научный сотрудник СФ ФИАН Нонна Евгеньевна Молевич – лауреатом Губернской премии в области науки и техники за 2022 год.

В.Н. Азязовым выполнен комплекс теоретических и экспериментальных работ, в ходе которых был внесен существенный вклад в развитие физико-химической кинетики быстропротекающих процессов в газовых средах (включая активные среды лазеров, пламени горения и атмосферы планет); разработку новых типов мощных лазеров (химического кислородно-йодного лазера и лазера на инертных газах с оптической накачкой); развитие физико-химических основ для разработок технологий чистого и энергоэффективного горения ископаемого топлива. Полученные результаты опубликованы в высокорейтинговых журналах Combustion and Flame, Physical Chemistry Chemical Physics, Nature communications, Angewandte Chemie International Edition, Science advances и других.

Под руководством Валерия Азязова защищены две докторские и семь кандидатских диссертаций. В настоящее время он является руководителем шести аспирантов Самарского университета и ФИАН. В.Н. Азязов активно привлекает в науку научные кадры. Под его непосредственным руководством созданы две лаборатории с международным участием.

Нонна Евгеньевна Молевич, зав. теоретическим сектором, д.ф.-м.н. удостоена высокой награды за цикл работ «Структура и устойчивость газодинамических и магнитогазодинамических волн в космической плазме с тепловым дисбалансом». Представленный цикл направлен на решение актуальной проблемы магнитной газодинамики – определение влияние теплового дисбаланса на устойчивость и структуру магнитогазодинамических (МГД) возмущений, формирующихся и распространяющихся в тепловыделяющей космической плазме.

Основными результатами являются обнаруженные новые вязкостно-дисперсионные свойства тепловыделяющей космической плазмы с обобщенным источником тепловыделения; разработанный аналитический метод для описания формы волновых структур и определения их параметров без ограничения на малость акустической дисперсии среды и амплитуды волн; полученные аналитические зависимости, демонстрирующие качественные и количественные изменения структуры нелинейных газодинамических и магнитогазодинамических волн, а также выявленные особенности нелинейного волнового взаимодействия магнитогазодинамических волн в космической плазме.

Полученные результаты могут быть использованы в корональной МГД сейсмологии и при разработке методов прогнозирования космической погоды по регистрируемым волнам в солнечной атмосфере, в том числе для обеспечения устойчивых режимов функционирования орбитальных космических аппаратов. Последний факт имеет особое значение для Самарского региона, традиционно являющегося одним из лидеров РФ в области космических исследований. Исследования способствуют развитию в регионе научных школ, в частности, по изучению газодинамики и магнитогазодинамики солнечной плазмы и межзвездной среды. Нонна Евгеньевна проводит большую работу по привлечению в сферу науки и высшего образования талантливых молодых исследователей: под ее руководством только по представленной теме защищено 6 кандидатских диссертаций.

Источник: Отдел по связям с общественностью ФИАН.

https://new.ras.ru/activities/news/gubernator-samarskoy-oblasti-otmetil-uspekhi-fianovtsev-v-oblasti-nauki/

Директор Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Валерий Николаевич Азязов стал лауреатом премии Главы региона за выдающиеся заслуги в решении естественно-математических проблем. Главный научный сотрудник СФ ФИАН Нонна Евгеньевна Молевич – лауреатом Губернской премии в области науки и техники за 2022 год.