Создание и применение средств и методов микроволновой диагностики и нелинейно-динамического моделирования для исследования окружающей среды и климата

Задачами НИР на 2023 год являлись: 1. Исследование возможности измерения характеристик внутренних гравитационных волн методами микроволнового пассивного зондирования. 2. Разработка методов верификации климатических моделей из первых принципов. 3. Модельное исследование вклада вторичного органического аэрозоля (ВОА), образуемого в дымах от природных пожаров в Сибири, в прямой радиационный эффект. 4. Развитие методов резонаторной спектроскопии конденсированных сред для исследования новых классов материалов, предполагаемых для применения в микроволновой диагностической аппаратуре нового поколения. Проведено моделирование возбуждения и распространения внутренних гравитационных волн на высотах средней атмосферы, а также симуляция восстановления волновых флуктуаций концентрации озона и температуры. Установлено, что для мониторинга этих флуктуаций необходимо в 3-4 раза повысить чувствительность действующих спектрорадиометров ИПФ РАН. Предложен новый метод сравнения климатических моделей, основанный на отыскании главных фазовых переменных. С его помощью проведено сравнение качества моделирования явления Эль-Ниньо - Южное Колебание (ЭНЮК) двумя версиями модели Земной системы ИВМ РАН. Обнаружено значительное улучшение качества моделирования ЭНЮК в версии INMCM6.0 по сравнению с предыдущей версией INMCM5 в воспроизведении ключевых характеристик явления ЭНЮК. С помощью расчетов с использованием современного атмосферного модельного комплекса оценен вклад ВОА, образующегося в дымах от природных пожаров в Сибири, в прямой радиационный эффект атмосферы над Сибирью и восточной Арктикой. Показано, что ВОА усиливает доминирующий радиационный эффект сибирских дымов на границах атмосферы и ослабляет его внутри атмосферы. На основе классического метода резонаторной спектроскопии разработаны модифицированные методики, позволяющие исследовать новые классы материалов, планируемых для применения в микроволновой диагностической аппаратуре нового поколения. Задачи проекта на 2021-2023 гг. полностью выполнены. Полученные результаты соответствуют мировому уровню или превосходят его.