Владимир Минлигареев, Антон Сыроешкин, Институт...

II Всероссийский форум «Техногенные катастрофы:технологии предупреждения и ликвидации»

г. Москва, 17 июня 2014 г.

Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова (ФГБУ «ИПГ») г. Москва

ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКАЯ НАБЛЮДАТЕЛЬНАЯ СЕТЬ РОСГИДРОМЕТА. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО

МЕЖОТРАСЛЕВОМУ СОТРУДНИЧЕСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (РОСГИДРОМЕТ)

Сыроешкин А.В., д.б.н., профессор Минлигареев В.Т. д.т.н., доцент

Вероятность того, что Земля окажется на пути мощной бури, не изменилась. Однако ущерб, который это явление может причинить, становится все большим: - массовое отключение электричества, всех видов связи, систем водоснабжения и теплоснабжения на срок до нескольких недель.;- переоблучение экипажей и пассажиров авиалайнеров;- серьезные аварии спутников связи и систем навигации самолетов и морских судов.

1859 г. «Событие Керрингтона» (-889 нТ)Самая сильная из известных геомагнитных бурь, вывела из строя электрические системы, пребывавшие еще в зачаточном состоянии. В наши дни такая буря привела бы к отключению электроэнергии на всей Земле.

1958 г.1Сотни самолетов, совершивших рейсы между Америкой и Европой потеряли радиосвязь с Землей

1989 г. На Квебекской электростанции (Канада) произошла авария, что привело к убыткам в сотни миллионов долларов.

2003 г. Выход из строя трансформаторов, системы GPS. Перенаправление авиарейсов Европы. Вне зоны контроля - воздушное пространство над Швецией. Выход из строя КА ADEOS-2 (НАСА)

2005 г. Коррекция маршрутов трансполярных перелетов (United Airlines )

1972 г. В Британской Колумбии (Канада) взорвался трансформатор

События, связанные с солнечными бурями

Плотность плазмы

низкая высокая

Оценка степени воздействия на Землю опасных гелиогеофизических

явлений (ОГЯ)

Плотность плазмынизкая высокая

События, связанные с ОГЯ

2000 г. Потерян контроль над спутником ASCA (беспорядочное кувыркание)

- SATCOM нарушения.- 2-х частотное GPS -

ошибки при определении места, времени и курса

Мерцания

SATCOM - нарушения Радар - ошибки ВЧ связь - прерывания Геолокация - ошибки Спутники - коррекция орбиты

X-Rays, EUV, радиовсплески

Протонные события Магнитные бури

Радиационное воздействие на больших высотах и широтах

Повреждения спутников Потеря ориентации Ошибки при запусках Ошибки в показаниях

детекторов Потеря ВЧ связи

Электризация спутников, торможение

Ошибочная геолокация Ошибки при слежении за орбитами Ошибки радаров Ошибки при запусках Аномалии при распространении

радиоволн Аномалии при передаче

электроэнергии

Воздействие возмущений космической погоды

Последствия негативного воздействия гелиогеофизических факторов на космические системы

Гелиогеофизические факторы Возникающие проблемы

Галактические космические лучи

• деградация материалов КА и в первую очередь солнечных батарей;

• сбои в электронике бортовых систем

Солнечные космические лучи • деградация материалов КА, в том числе солнечных батарей;

• сбои в электронике бортовых систем

Радиационные пояса Земли • электризация поверхности КА;• возникновение объёмного заряда

внутри КА;• сбои в электронике бортовых систем

Ионизирующее электромагнитное излучение

• дополнительная ионизация ионосферы, приводящая к нарушениям связи с КА, увеличению навигационных ошибок систем ГЛОНАСС и GPS;

• увеличение плотности верхней атмосферы, приводящее к изменению параметров движения КА

Геомагнитные бури и суббури • нарушение связи с КА;• усиление влияния других факторов

5

6

Космическая погода и

авиаперевозки

Радиационная безопасность экипажей и

авиапассажиров

ДОЗЫ РАДИОАКТИВНОГО ОБЛУЧЕНИЯ ПРИ ТРАНСПОЛЯРНЫХ

ПЕРЕЛЕТАХ

Мощность экспозиционной дозы 11 января 2013 года, период спокойного Солнца

(приземный фон – 0,2 мкЗв/час)

Для информирования о текущем состоянии космической погоды и возможных негативных последствиях для авиалайнеров создан специальный сервис «Космическая погода сегодня» в

Центре МГГФО – www.space-weather.ru

При спокойной космической погоде один трансполярный перелет приводит к получению четверти максимальной годовой

дозы (1 мЗв -НРБ-99/2009) -возрастает вероятность поражений авиапассажиров

ионизирующей радиацией

При солнечной вспышке или выбросе корональных масс один трансполярный перелет полет приводит к значительному

превышению максимальной годовой дозы (вплоть до 100 мЗв) -

возрастает вероятность лучевой болезни

КРИТЕРИИ ОПАСНЫХ ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ*

7

Название опасного явления (ОГЯ) Характеристики и критерии ОГЯ

1. Сильное возмущение радиационной обстановки в ОКП

Измеренный в полярных областях на орбитах КА высотой более 1000 км поток высокоэнергичных протонов (Ep >30 МэВ) не менее 800 частиц/(см2·c), Расчетная максимальная мощность дозы проникающих излучений на орбите КА высотой 300-500 км и наклонением 52° за защитой 1 г/см² алюминия (Pmax)>25 рад/сут, при магнитной буре (Кр>5 или Ар<30)

2. Сильная магнитная буря

Значение индекса геомагнитной возмущенности Kp > 7

3. Сильное возмущение ионосферы с нарушением КВ-связи

Появление и сохранение в течение не менее трех часов подряд отрицательных отклонений МПЧ на величину более 50% от медианных значений критических частот (DF0F2>50%) или полное поглощение сигналов в КВ-диапазоне в течение >1 часа в полярных областях

* Отраслевой стандарт РД 52.88-699-2008«Положение о порядке действий учреждений и организаций при угрозе возникновения и возникновении опасных природных явлений»

Вспышечная активность Солнца.

Последствия возмущений космической погоды по шкале NOAA.

8

S5 Экстремальные

Класс X20*)ВЧ-радиосвязь: Полное поглощение в ВЧ-диапазоне на освещенной стороне Земли, продолжающееся несколько часов. Навигация: Многочасовые нарушения в сигналах низкочастотной радионавигации,

2 x 10-3

S4 Очень сильные

Класс X10ВЧ-радиосвязь : поглощение в ВЧ-диапазоне на большей части освещенной стороны Земли, продолжающееся один-два часа. Навигация : нарушения в сигналах низкочастотной радионавигации на освещенной стороне Земли в течении одного-двух часов.

10-3

S3 СильныеКласс X1

ВЧ-радиосвязь : Большие зоны нарушения связи в ВЧ-диапазоне на освещенной стороне Земли в течении часаНавигация : часовые нарушения в низкочастотной радиосвязи

10-4

S2 Умеренные Класс M5

Навигация : ограниченные зоны нарушений ВЧ-радиосвязи на освещенной стороне на десятки минут.ВЧ-радиосвязь: Замирания НЧ-радиоволн на десятки минут

5 x 10-5

S1 СлабоеКласс M1

Навигация: незначительные нарушения ВЧ-радиосвязи на освещенной сторонеВЧ-радиосвязь : спорадические нарушения НЧ-радиосвязи

10-5

Вт/м²

Поток рентгеновского излучения в диапазоне 0,1-0,8 нм

Гелиогеофизическая наблюдательная сеть Росгидромета

ГОСУДАРСТВЕННАЯ НАБЛЮДАТЕЛЬНАЯ СЕТЬ.

1. ИОНОСФЕРНАЯ НАБЛЮДАТЕЛЬНАЯ СЕТЬ1.1. Сеть ионозондов вертикального зондирования

Ионосферная станция вертикального зондирования «Парус-А» и антенно-фидерный комплекс на ЗГМО «Бор», Подкаменная Тунгуска

Ионограмма ионозонда «Парус-А» АФУ ЗГМО «Бор»

12

Установка антенно-фидерного комплекса и ионозонда «Парус-А» в Ростове-на-Дону (Ботанический сад ЮФУ)

1.2. Сеть радиотомографии ионосферы

Система космических аппаратов ГЛОНАСС

Система космических аппаратов GPS

Зондирование ионосферы на основе навигационных приемников сигналов КА ГЛОНАСС/GPS/GALILEO

Результаты радиотомографического мониторинга ионосферы

2. МАГНИТНАЯ НАБЛЮДАТЕЛЬНАЯ СЕТЬ

Цифровая магнитовариационная станция «Кварц-3ЕМ» на ПЭБ «Электроугли»

1.Солнечный телескоп оперативных прогнозов (СТОП).Кисловодская,Байкальская,Уссурийская обсерватории

2.Солнечный синоптический телескоп (СОЛСИТ)

3. Векторный магнитограф

4. Зеркальный коронограф

5. Корональный инфракрасный магнитограф

6. Современные регистрирующие системыкоронографов - Кисловодск, Монды

Монтировка с телескопом в куполе СОЛСИТ

Оптические телескопы

Космический сегмент государственной наблюдательной сети

(гелиогеофизические наблюдения)

КА «Электро-Л» (геостационар Нср= 36000 км, точка стояния 760 в.д.)

КА «Метеор-М» (круговая солнечно-синхронная орбита, Нэкв= 820 км)

19

Состав и структурная схема гелиогеофизического комплекса ГГАК-Э

1.Спектрометр СКИФ-6 / НИИЯФ МГУ

2.Спектрометр СКЛ-Э / НИИЯФ МГУ

3.Детектор ГАЛС-Э / ФГБУ «ИПГ»

4.Измеритель ИСП-2М / НИИЕН СГУ

5.Измеритель ВУСС-Э / НПО «ТАЙФУН»

6.Измеритель ДИР-Э / НПО «ТАЙФУН»

7.Магнитометр ФМ-Э / НИРФИ

8.Интерфейсный блок БНД-Э / СКБ КП ИКИ РАН

20

ГГАК-Э предназначен для глобального мониторинга гелиогеофизических параметров с целью:- контроля и прогноза вспышечной активности Солнца;- контроля радиационной обстановки в околоземном космическом

пространстве (ОКП) ;- диагностики и контроля состояния геомагнитного поля.

20

Показания потоков электронов и протонов с КА «Электро-Л» № 1

во время солнечной вспышки 26-28.11.2011 г.

Схема орбитальной структуры КК «Ионозонд»

в экваториальной плоскости

КОСМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ИОНОЗОНД»

Состав КК «Ионозонд»:

-подсистема «Ионосфера»: 4 спутника (по два КА в двух плоскостях орбит - «Ионосфера-Т» и «Ионосфера-М») на круговых солнечно-синхронных орбитах с высотой 600-900 км;

-подсистема «Зонд»: 1 КА «Зонд» на околокруговой солнечно-синхронной околотерминаторной орбите; высота на экваторе 600-650 км, период 98 мин. , наклонение 97°

23

Центр мониторинга геофизической обстановкина базе ФГБУ «ИПГ»

Информационные продукты по космической погоде и ОГЯ рассылаются в

96 организаций федеральных органов исполнительной власти

Сайт космической погоды space-weather.ru (разработка ФГБУ «ИПГ»). Сайт отображает в оперативном режиме состояние космической погоды и возможное

влияние возмущений на функционирование технологических и биологических систем

Оперативная информация Центра мониторинга геофизической обстановки

ПОТРЕБИТЕЛИ ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Более 20 в/ч Минобороны России

Администрация Президента, Государственная дума Институты и университеты: ИЗМИРАН

СФТИ РАН, НИИЯФ МГУ, Санкт- Петербургский государственный университет,

ЦНИИМАШ, ИСФЗ РАН, Государственный океанографический институт , Главная астрономическая обсерватория РАН, НПОМ ( Научно-

производственное объединение машиностроения.КБ « Арсенал » им. М.В.Фрунзе , ГНЦ ИМБП РАМН , АНО

«Приволжское гидрометеорологическое агентство» г.

Самара

МЧС, Медицинский центр реабилитации Минздравсоцразвития, ЦСС ОАО

«РЖД», Министерство природных ресурсов и экологии

Росрезерв, РостехнадзорЦентр диспетчерского управления (энергетики)

Отделения Росгидромета:Росгидромет, ГМЦ России Росгидромет, Пресс-

служба (СМИ) , Главный вычислительный центр (ГВЦ), УГМАВ,

Гидрометбюро: Новороссийск,Сургут, Туапсе, Череповец, Анадырь,

Тольятти, Цимлянск, Москвы и Московской области

УГМС (ЦГМС) Росгидромет: Северо-Кавказское, Северо-Западное, Северное,Верхне-

Волжское, Чукотское, Камчатское, Курское, Дальневосточное,

Мурманское, Западно-Сибирское, Калининградский, Костромской ,

Карельский

Министерство природных ресурсов и экологии АМСГ - авиационные метеорологические станции гражданские

Российское телевидение, канал ОРТ, СМИ

Зарубежные научные институты:Гидрометеорологический институт в Праге

(Чехия ), Институт гидрологии и водного хозяйства в Польше, Институт гидрологии и метеорологии в Софии

(Болгария) Национальная физическая лаборатория в Индии,

Центр космических исследований в Варшаве (Польша)

Зарубежные потребители – гелиогеофизические службы: Beijing Research Centre

WWA and RWC Boulder ,RWC Belgium , RWC Sydney, RWC Tokyo , Англия

RWC Beijing, Корея, Монголия

Зарубежные УГМС: Украинское.Армянское, Азербайджанское,

Казахское, Латвийское, Туркменское,

Узбекское, Белорусское

Метрологическое обеспечение технических средств гелиогеофизической наблюдательной

сети

Цель: своевременное создание и реализация системно увязанных:

- комплексов первичных и рабочих эталонов;- отраслевых, межгосударственных и международных

стандартов, норм и правил;

Создание распределенной эталонной базы для метрологического обеспечения комплексной целевой аппаратуры

гелиогеофизического назначения

- методов и средств измерений, поверки, калибровки, испытаний в целях утверждения типа, устанавливающих и обеспечивающих единство, требуемую точность и достоверность измерений, повышение эффективности наблюдений, недопущение недостоверных результатов измерений при проведении ионосферных, магнитных и гелиогеофизических наблюдений.

Создание распределенной эталонной базы и проведение калибровочных работ измерительных приборов

гелиогеофизического аппаратурного комплекса ГГАК1. Назначение: гелиогеофизическая комплексная целевая аппаратура

(КЦА) космических аппаратов гидрометеорологического назначения серий Электро-Л, Метеор-М, Арктика-М, Ионозонд.

2. Цель: обеспечение единства измерений приборов КЦА гелиогеофизического назначения, включая требуемую точность, достоверность, сохраняемость и воспроизводимость параметров измеряемых физических величин в процессе изготовления и эксплуатации.3. Проведены:- анализ потребностей в МЛО СИ КЦА;- оценка возможности их удовлетворения существующей эталонной базой;- разработка перечня рабочих эталонов и вспомогательного оборудования для дооснащения эталонной базы;- создана кооперация предприятий и НИУ;

4. Проводится:- согласование ТЗ на СЧ ОКР «ГГАК-Э/К», оформление договорных материалов.- подготовка имеющейся эталонной базы для калибровки КЦА ГГАК-Э для КА «Электро-Л» №3 (как пилотного проекта) с привлечением НИУ Росстандарта;- проведение калибровки КЦА ГГАК-Э с выдачей сертификатов, предприятиями, аккредитованными в Российской системе калибровки.

Создана кооперация по калибровке измерительных приборов гелиогеофизического аппаратурного комплекса ГГАК-Э

Сводная таблица по метрологическому обеспечению КЦА

Прибор2, Разработчик

Метрологические характеристики прибора,

подвергающиеся калибровке.

Требования по точности

Перечень (характеристики) эталона для поверки (калибровки) прибора

Аккредитованное предприятие

для проведения калибровки

Примечание

1 3 4 5 8Спектрометр корпускулярных излучений СКИФ-6/СКЛ

-Э(НИИЯФ

МГУ)

ППр=3·103 ÷ 109 част/см2с

ср; Ер=0,1 ÷ 20 кэВ

ППр=2,5·10-1 ÷ 106

част/см2с ср; Ер=2 ÷ 160

МэВ; ≥160 МэВЕе=0,1 ÷ 20 кэВ;

ППе=10 ÷ 107 част/см2с ср;

Ее=0,15 ÷ 10 МэВ;

ПГппр,е ≤40%

Протонные ускорители СЦ-1000, У-70. Ер ≤ 1000 МэВ, Ер ≤ 70 МэВ

ГЭТ 8-2011. Государственный первичный эталон единиц кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений.

ГЭТ 72-2001. Государственный первичный эталон единиц потока электронов, плотности потока электронов и флюенса (переноса) электронов, потока энергии, плотности потока энергии и флюенса (переноса) энергии электронного и тормозного излучений.

ВНИИМг. Санкт-

Петербург

ПИЯФг. Гатчина

ИФВЭг. Протвино

В Перечне 1.

Детектор галактически

х космических

лучей ГАЛС-Э(ИПГ)

ППе=102 - 107 част/см2с срППр=10-1-104 част/см2с срЕр≥ 600 -1000 МэВ

Протонные ускорители СЦ-1000, У-70. Ер ≤ 1000 МэВ, Ер ≤ 70 МэВ

ГЭТ8-2011. Государственный первичный эталон единиц кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений.

ГЭТ 72-2001. Государственный первичный эталон единиц потока электронов, плотности потока электронов и флюенса (переноса) электронов, потока энергии, плотности потока энергии и флюенса (переноса) энергии электронного и тормозного излучений.

ВНИИМг. Санкт-

Петербург

ПИЯФг. Гатчина

ИФВЭг. Протвино

В Перечне 1.

Магнитометр ФМ-Э(НИРФИ)

- 300 ÷ 300 нТлПГ±5 нТл

ГЭТ12-2011. Государственный первичный эталон единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции

ВНИИМг. Санкт-

Петербург

Измеритель ультрафиолетового излучения Солнца

ВУСС-Э (НПО Тайфун)

Измерение потока энергии УФ излучения Солнца вблизи линии HLα (121,6 нм) в диапазоне от 1 до 30 эрг/см2· с(5·10-3÷2·10-2) Вт/м2 δ=± 25%

ГЭТ162-2012. Государственный первичный эталон единиц потока излучения, энергетической освещенности, спектральной плотности энергетической освещенности и энергетической экспозиции в диапазоне длин волн 0,4 до 400 нм

ВНИИОФИг. Москва

В Перечне 1.

Измеритель потока рентгеновского излучения

Солнца ДИР-Э (НПО Тайфун)

Измерение плотности потока рентгеновского излучения Солнца (для Е=3 – 8 кэВ) в диапазоне от 103 до 106 квант/см2с,(10-8÷10-2) Вт/м2 δ=± 25%

ГЭТ 8-2011. Государственный первичный эталон единиц кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений.

ВНИИМг. Санкт-

Петербург

В Перечне 1.

Измерите солнечной постоянной ИСП-2М 2

(СГУ)

Измерение интегральной энергетической освещенности прямой солнечной радиации (700÷1500) Вт/м2

Эталон 1-го разряда. Пиргелиометр ПВС-7. По методике поверки РД 04.81-06

СГУг. Саратов

ГГОг. Санкт-

Петербург

Примечание1 «В Перечне» – В Перечне измерений, подлежащих Государственному регулированию

обеспечения единства измерений.План-график проведения работ

1. 08.2013-02. 2014 г. Заключение договоров с головным исполнителем и соисполнителями. Разработка ТЗ на калибровку. Разработка методики калибровки.

2. 02. 2014 – 09. 2014 г. Отработка калибровки и апробация методик калибровки на технологических образцах (макетах) КЦА. Утверждение методик калибровки.

3. 10.2014 - – Калибровка летных образцов КЦА ГГАК-Э, с выдачей сертификатов о калибровке. Программа калибровки перспективных ГГАК.

4. 11. 2014 – Сдача ГГАК-Э в НЦ ОМЗ на ПСИ, в соответствии с КП на «Электро-Л» №3 .

Привлекаемая эталонная база

Синхроциклотрон СЦ - 1000(ПИЯФ, г. Гатчина)

Линейный ускоритель У- 30М(ИФВЭ, г. Протвино)

Государственный эталон ГЭТ 8-2011(ВНИИМ, Санкт-Петербург)

Государственный эталон ГЭТ12-2011(ВНИИМ, Санкт-Петербург)

1. Создание распределенной эталонной базы для типовых ГГАК.2. Калибровка приборов КЦА ГГАК.3. Проведения испытаний средств измерений (СИ) ГГАК в целях

утверждения типа (внесение в Госреестр СИ).4. Первичная поверка СИ ГГАК. Введение контрольных

источников ИИ.5. Испытания ГГАК-Э в целях утверждения типа как

измерительной системы.6. Модернизация эталонной базы и создание новых эталонов для

перспективных ГГАК.

Основные направления «Программы метрологического обеспечения перспективных КЦА гелиогеофизического назначения»

7. Разработка методик подтверждения метрологических характеристик приборов КЦА в ходе летных испытаний КА (в том числе по внешним источникам и методом сличений).

Проведение сличений измерительных характеристик приборов российский и зарубежных КА при спокойной погоде и во время солнечно-протонных

событий (СПС)

Проводятся в рамках разработки методик подтверждения метрологических характеристик приборов КЦА в ходе летных испытаний КА

Перечень измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений в области гелиогеофизики

№ Измерения

Обязательные метрологические требования

к измерениям

Диапазонизмерений

Предельно допустимая погрешность

12. Основные измерения при осуществлении деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областяхИоносферные, магнитные и гелиогеофизические наблюдения (Космическая погода)

33Измерение плотности потока протонов в околоземном космическом пространстве (для Ер=0,1 кэВ ÷ 600 МэВ), см-2· с-1·ср-1

От 1 до 108 δ= ±25 %

34Измерение плотности потока электронов в околоземном космическом пространстве (для Ее=0,1 кэВ ÷ 10 МэВ), см-2· с-1·ср-1

От 1 до 108 δ= ±25 %

35Измерение потока энергии рентгеновского излучения Солнца, (для Еr=1÷10 кэВ), Вт/м2

От 10-8 до 10-2 δ= ±25%

36Измерение магнитной индукции на земной поверхности, нТл

От 10 до 105 δ= ± 5%

37Измерение максимальной частоты волны, отражающейся от слоя F2 ионосферы, МГц

От 1 до 20 Δ= ±0,2 МГц

38Измерение полного содержания электронов в ионосфере, м-2

От 1016 до 1018 Δ= ±2·1016 м-2

39 Измерение потока энергии ультрафиолетового излучения Солнца, Вт/м2

От 5·10-3 до 2·10-2

δ= ±25 %

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

Технический комитет по стандартизации ТК-101На базе ФГБУ «ИПГ» создан ТК-101 - «Метрологическое обеспечение измерений физических полей в околоземном космическом пространстве, магнитосфере, ионосфере и атмосфере» при Росстандарте, включающий 6 профильных подкомитетов, 15 НИУ Росгидромета, РАН и Росстандарта. За ТК-101 закреплено 54 ГОСТа. Создана база данных ГОСТ ТК-101.

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 июня 2012 года №387 о создании ТК-101

Название технического комитета, подкомитета

Организация, на базе которой создается ТК (ПК). Руководители ТК

(ПК)Технический комитет ТК-101.  Метрологическое обеспечение измерений физических полей в околоземном космическом пространстве, магнитосфере, ионосфере и атмосфере

ФГБУ «ИПГ», 129128,Москва, ул. Ростокинская, д. 9Председатель ТК-101- директор ФГБУ «ИПГ»

Подкомитет ПК-1. Процессы в ионосфере, магнитосфере, атмосфере и в околоземном космическом пространстве

ФГБУ «ИПГ», 129128,Москва, ул. Ростокинская, д. 9Председатель ПК-1- Главный метролог ФГБУ «ИПГ»

Подкомитет ПК-2.Магнитное поле Земли

ФБГУН «ИЗМИРАН». 142092, г. Троицк, Московская обл. Председатель ПК-2- директор ФГБУН «ИЗМИРАН»

Подкомитет ПК-3. Прохождение радиоволн в атмосфере, магнитосфере, ионосфере и околоземном космическом пространстве

ФГБУ «ИПГ», 129128,Москва, ул. Ростокинская, д. 9Председатель ПК-3- СНС отдела ФГБУ «ИПГ»

Подкомитет ПК-4 Методы и средства метрологического обеспечения измерений параметров прохождения радиоволн в верхней атмосфере, ионосфере Земли и околоземном пространстве

ФГУП «ВНИИФТРИ». 241570, Московская обл., Солнечногорский р-н, пгт. МенделеевоПредседатель ПК-4-зам. руководителя НИО-8

Подкомитет ПК-5 Метрологическое обеспечение физико-химических измерений параметров среды в верхней атмосфере

ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», 190005, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 19Председатель ПК-5- Руководитель отделения Госэталонов

Подкомитет ПК-6 Методы измерений термодинамических параметров, газового и аэрозольного состава атмосферы

ФГБУ «ЦАО», 141799, г. Долгопрудный, Московская обл., ул. Первомайская, д.3Председатель ПК-6- Директор ФГБУ «ЦАО»

№ Организация Адрес

1ФГБУ Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова (ФГБУ «ИПГ»)

129128, г. Москва, ул. Ростокинская, д.9

2ФГБУН «Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н.В.Пушкова» (ИЗМИРАН)

142092, г. Троицк, Московская область

3ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» Росстандарта (ФГУП «ВНИИФТРИ»)

241570, Московсая обл., Солнечногорский р-н, п.г.т Менделеево

4 ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева» Росстандарта (ФГУП «ВНИИМ им. Д. И.Менделеева»)

19805, Санкт-Петербург, Московский пр-т., д. 19

5ФГБУ «Центральная аэрологическая обсерватория» (ФГБУ «ЦАО»)

141799, г. Долгопрудный, Моск.обл., ул. Первомайская, д.3

6 ФГБУН «Институт физики атмосферы» (ФГБУН «ИФА РАН»)

119017, .г. Москва, Пыжевский пер., д.3

7 ФГБУН «Институт солнечно-земной физики» (ФГБУН «ИСЗФ СО РАН»)

664033,г. Иркутск. ул. Лермонтова, д.126а.

8 ФГУП «Геофизический Центр Академии наук России» (ФГБУН «ГЦ РАН»)

112296, г. Москва, Молодежная, д.3

9 ФГБУН «Институт динамики геосфер» (ФГБУН «ИДГ РАН»)

112296,г. Москва, Ленинский пр-т. д.38, кор. 1.

10 ФГБУ «Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт» (ФГБУ «ААНИИ»)

199397 Санкт-Петербург, ул.Беринга, д.38

11 ФГБУН «НИИ ядерной физики им. Д.В.Скобельцина МГУ им. М.В.Ломоносова» (ФГБУН «НИИЯФ»)

119992-ГСП ,г.Москва, Ленинские горы

12 ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» Росстандарта (ФГУП «ВНИИОФИ»)

119361,г.Москва,ул.Озерная д.46

13 ФГБУН «Институт космических исследований» (ФГБУН «ИКИ РАН»)

117997,г.Москва,ул.Профсоюзная, д.84/32

14 ФГБУН «Институт радиоэлектроники» (ФГБУН «ИРЭ РАН»)

125009, г.Москва, ул.Моховая, д.11, корп.7

15 ФГУП «Научно-исследовательский институт стандартизации и унификации» Росстандарта (ФГУП «НИИУС»)

107113,г.Москва, Сокольнический вал, 37/10

Перечень организаций-членов ТК-101

Предложения по межотраслевому сотрудничеству по мониторингу космической

погоды

Системе мониторинга геофизической обстановки над территорией Российской Федерации (СМГФО)

требуется:1. Информация датчиков качества электроэнергии протяженных линий электропередач

в режиме, приближенном к реальному времени (запаздывание – до 15 мин.).2. Информация датчиков электрических наводок протяженных трубопроводов в

режиме, приближенном к реальному времени (запаздывание – до 15 мин.).3. Возможность использования Rinex-файлов наземных GPS/ГЛОНАСС-станций.4. Использование детекторов различного назначения КА ГЛОНАСС.5. Сброс информации ведомственных магнитных, ионосферных наблюдательных сетей

и отдельных технических средств Минобороны, Минобрнауки, РАН и др. в единую Государственную наблюдательную сеть (Росгидромет).

6. Привлечение Крымской астрофизической обсерватории в СМГФО.7. Установка технических средств СМГФО на территории Крымского регионального

центра ГМО8. Создание распределенной эталонной базы для метрологического обеспечения

технических средств гелиогеофизической наблюдательной сети. 9. Разработка и введение Технического регламента по геофизической безопасности.

Цель: Повышение гидрометеорологической (геофизической) безопасности Российской Федерации

Предложение: межотраслевое сотрудничество по мониторингу космической погоды в рамках ведомственных и федеральных целевых программ

Конечный потребитель Применение Периодичность

выдачи информации Детальность

Связь Мониторинг конкретных зон , обеспечение аварийно-спасательных и разведочных работ, глобальные прогнозы могут использоваться для выдачи предупреждений (алерт). Корректировка прогнозов для учета региональных особенностей.

Прогнозы на 6 часов и уточнения прогнозов для некоторых районов по запросам

Обеспечение прогнозов для различных регионов

  Гражданская авиация, связь и радиовещание на высоких частотах, обслуживание и разработка аппаратуры, использующей сигналы в высокочастотном диапазоне.

Заблаговременность - 1 час.  

  Предупреждение возникновения и длительности существования областей с сильновозмущенной ионосферой, для определения и организации альтернативных способов перемещения и связи объектов, использующих САТКОМ.

Ежедневно (глобально/регинально)

  Перенос или коррекция точных измерений зависящих от флуктуаций ТЕС, Идентификация погрешностей обусловленными вариациями ТЕС.

>1 час (точное позиционирование - обновление раз в мин., оптимально - раз в 5 минут)

сетка с разрешением в 1 град.

Навигация Для исключения работ во время возмущений. От нескольких часов до нескольких дней

  В качестве уточнения измерений локализации средней (порядка метров) точности

Ежечасно, с обновлением 15 мин. Прогноз на сутки.

  Ионосферные возмущения - основной лимитирующий фактор при определении координат с высокой (см) точностью

Ежечасный контроль в реальном времени

   Обслуживание авиаперелетов ~предупреждения за несколько часов о возможных нарушения в РТК.

  Улучшение достоверности позиционирования. Оценка временных задержек и коррекций позиционирования при возмущениях. Обучение новых пользователей.

по запросу  

  Для планирования важных полетов 0-3ч, 3-6ч, 6-12ч, 12-48ч  

Возможности проведения мониторинга космической погоды для различных потребителей информации

Конечный потребитель ПрименениеПериодичность выдачи информации

Детальность

Радары   контроль  Радары загоризонтной локации могут страдать от блуждающих неоднородностей в высоких широтах. Когерентное рассеяние на плазменных может привести к ослаблению детектирования самолетов и спутников.

прогноз  

Авиаперевозки планирование замены экипажа или изменения маршрута. 6, 12, 18 ч  

меры для уменьшения получаемой дозы <30 мин.  сопровождение выбранного маршрута, немедленная помощь при возникновении опасности.

12-24 ч  

Уменьшение возможной ошибки при позиционировании во время посадки.

Для учета дозы, полученной экипажем <1 недели  

Детектирование землетрясений

Землетрясения и цунами могут сопровождаться рэлеевскими волнами с амплтудой <0.05 TECU, малые цунами (20cm - 1m), сопровождаются <0.5TECU мониторинг  

Разведка природных ресурсов (аэромагнитная

съемка, бурение скважин)

Прерывание бурения очень дорого, поэтому это нужно делать только если очевидно, что сильновозмущенный период будет > 24 час. Нужно исключить стат. выбросы, во время кратковременных возмущений – исключить ошибочные, требуемая точность - 0,1град., и 50 nT

диагностика и прогноз геомагнитной активности каждые 0-6, 24-48 ч

99% (ложные тревоги важнее пропущенных событий)

Критерий для отклонение данных : вариации магнитного поля на базовой станции >10nT, дольше одной минуты, обновление GPS данных - 1 мин. Задержка полета - если возмущения, снятие - в крайнем случае.

диагностика и прогноз геомагнитной активности каждые 0-6, 24-48 часов

для определения точного места бурения контроль и прогноз  Коррекция одночастот. высотомет. из-за вариаций ТЕС, где двухчастотного нет.

контроль и архивация событ

Линии электропередач и геомагнитно

индуцированные токи (GIC)

позволяет уточнять регламент технического обслуживания. 1-2 дня >50%

Проводить резервирование генерирующих мощностей. 2-3 ч >80%Уменьшение нагрузки и использование резервов. 15-30 мин. >90%Оценка отклика системы на магнитное возмущение.    

БлагодарюИнститут прикладной геофизики имени академика Е.К. Фёдорова (ФГБУ

"ИПГ")www.space-weather.ru http://ipg.geospace.ru/.

129128, г. Москва, ул.Ростокинская, д.9Сыроешкин Антон Владимирович. Заместитель директора по научной работе, д.б.н., проф.Минлигареев Владимир Тимурович. Главный метролог - ведущий научный сотрудник, д.т.н., доц. тел./факс +7(499)181-52-15;

E-mail: metrologeo@mail.ru

42