Теоретическое и экспериментальное исследование фундаментальных закономерностей пространственно-временной структуры и динамики геоэлектромагнитных волн с целью поиска прогностических признаков природных катастроф

Цель фундаментального исследования по данной теме состоит в значительном обогащении объективных знаний о пространственно-временной структуре и динамике геоэлектромагнитных волн в плазменной, газовой и твердой оболочках Земли. Общей задачей является углубление понимания физической сущности геоэлектромагнитных волн. Понимание будет достигнуто путем теоретического моделирования и путем постановки целенаправленных экспериментов. Ожидается, что в результате исследования будут, во-первых, созданы новые физико-математические модели электромагнитного взаимодействия между геосферами. Во-вторых, будут разработаны оригинальные методы волновой диагностики состояния геосфер, которые позволят судить о состоянии окружающей среды и о направлениях ее эволюции. Особое внимание будет уделено поиску прогностических признаков, свидетельствующих о неблагоприятном течении природных процессов, в частности, приводящим к катастрофам (землетрясениям, цунами, извержениям вулканов и тому подобному). Для решения этой задачи будет, в частности, создана обобщенная модель литосферно-атмосферно-ионосферного взаимодействия, а на ее основе разработана совокупность связанных аэрокосмических и наземных технологий раннего обнаружения и мониторинга краткосрочных предвестников землетрясений. Данная разработка станет частью будущей национальной системы предупреждения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.Задачи:- Впервые исследовать роль геоэлектромагнитных волн в формировании механизмов силового, теплового и химического взаимодействия между плазменной, газовой и твердой оболочками Земли. Задача исключительно важна для поиска и физического понимания предвестников природных катастроф. - Впервые экспериментально обосновать и теоретически осмыслить воздействие плазменно-волнового форшока магнитосферы на уровень спорадической активности дискретных волновых сигналов в полярных шапках. Задача представляет интерес в контексте проблематики, связанной с космической погодой.- Экспериментально и теоретически обосновать новую гипотезу о проявлениях 5-минутных колебаний поверхности Солнца, известных из гелиосейсмологии, в спектре УНЧ колебаний магнитосферы Земли. Задача имеет важное значение для исследования солнечно-земных связей.- Произвести классификацию очагов сильных землетрясений по характеру эволюции коэффициента деактивации очага после образования магистрального разрыва сплошности горных пород по данным глобальных и региональных каталогов землетрясений. Результат будет иметь значение для разработки феноменологических моделей очага, “остывающего” после главного удара.- Сделать экспертное заключение о корреляции катастрофических событий с пересечениями Землей токового слоя гелиосферы. Результат обогатит проблематику солнечно-земной физики.- Впервые статистически исследовать возможное воздействие межпланетного магнитного поля на глобальную и региональную сейсмичность. Задача представляет интерес в контексте оригинальных идей акад. А.Л. Бучаченко о влиянии переменного магнитного поля на пластичность горных пород. - Изучить динамику генерации и эволюции вихрей в околоземном пространстве, используя точные решения гидродинамических и магнитогидродинамических уравнений. Вихри, являющиеся одним из основных структурных элементов в турбулентной околоземной среде, ответственны за аномальный перенос импульса, вещества и заряженных частиц пыли как по вертикали, так и по горизонтали. Исследования важны для изучения взаимодействия нижних слоев атмосферы с ионосферой и магнитосферой Земли. - Разработать оригинальную идею о пондеромоторной сепарации ионов с различным отношением заряда к массе. Значение разработки в том, что теория позволит интерпретировать аномалии химического состава космической плазмы на периферии магнитосферы Земли.- Выявить особенности зарождения и эволюции магнитосферных суббурь при весьма низком уровне солнечной активности, который ожидается в 2022 году.