Исследование гиперспектральных и поляриметрических методов наземного и аэрокосмического дистанционного зондирования Земли, основанных на теории переноса излучения в диапазоне от УФ до ММВ

Важной мотивацией подготовки настоящего проекта явились радикальные изменения в отношении всего международного сообщества к проблемам климата (впервые «климат» обошел «экологию») и принятие 12 декабря 2015 года 197 сторонами (196 стран и ЕС) «Парижского соглашения» по климату. Россия подписала Соглашение в штаб-квартире ООН в Нью-Йорке символично 22 апреля 2016 года - в Международный день Матери-Земли.Цель и задачи фундаментального исследования в рамках настоящего проекта, который в современных реалиях по своей сути является поисковым, направлены на фундаментальные междисциплинарные исследования в высокотехнологичной области аэрокосмического дистанционного зондирования Земли и объектов природно-техногенной сферы (ДЗЗ), а также глобального экологического и климатического мониторинга и прогнозирования эволюции Земли как планеты под влиянием естественно-природных и антропогенных воздействий, объединяющие теоретическую и прикладную математику, теорию переноса излучения в природных и искусственных средах, теорию информатики и информационные технологии, физику взаимодействия излучения с веществом и молекулярную спектроскопию, науки о Земле и биосфере, нанотехнологии и нанодиагностику. На данном этапе ключевой является проблема исследования воздействия радиационного форсинга на климатическую систему Земли с привлечением данных аэрокосмического ДЗЗ. Теоретические фундаментальные результаты и создаваемые информационно-математическое обеспечение и информационные технологии апробируются на новейших отечественных разработках аппаратуры и средств для гиперспектральных и поляриметрических аэрокосмических наблюдений. Это новое актуальное и перспективное научное, технологическое и техническое направление в развитии современного ДЗЗ с широкой сферой приложений в разных областях знаний и прикладных тематических проблемах. Космический мониторинг характеристик уходящего излучения и радиационного баланса Земли является важнейшим элементом глобального слежения за текущим состоянием климатической системы и биосферы, а также основным информационным ресурсом при диагностике и прогнозе изменений этих систем и катастрофических явлений. В интересах международной кооперации по аэрокосмическому глобальному мониторингу Земли, а также международного глобального проекта по изучению эволюции Земли, климата и опасных явлений на основе гипербаз данных космической информации США и Япония создают самые мощные высокопроизводительные многопроцессорные вычислительные системы, для которых требуется разработка нового математического обеспечения для решения прямых и обратных задач теории переноса излучения и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Создание совместной динамической глобальной модели атмосферы, океана, поверхности суши - это самое востребованное сегодня направление развития фундаментальных наук о Земле. Это задача для супервычислений, поскольку по экспертным оценкам специалистов реализация перспективной модели Земной системы, предназначенной для моделирования климата, может потребовать миллионов процессоров.Создание международной глобальной системы аэрокосмических и наземных наблюдений и использование суперкомпьютеров для системного моделирования сложнейших нелинейных динамических процессов, обработки и анализа огромных гипербаз данных наблюдений в перспективе могут создать предпосылки для «контроля климата», а далее для устойчивого развития цивилизации и «управления климатом». Понимание, мониторинг и предсказание погоды и климата и их экстремальных явлений, техногенных и природных катастроф под воздействием естественных и антропогенных факторов существенно важны для устойчивого развития и оценок последствий и направления эволюции Земли как планеты и среды обитания человеческого общества.Важнейшая задача будущего космонавтики и аэрокосмического ДЗЗ - это «контроль климата» и прогноз эволюции Земли с учетом антропогенных и естественно-природных факторов воздействия и обеспечение «безопасности» планеты.