XVIII Конференция научной молодежи "Актуальные вопросы космофизики"

пятница 20 февр. 2026 г., 09:30 → 17:00 Asia/Yakutsk

каб. 200 (ИКФИА СО РАН)

В соответствии с Планом мероприятий Сибирского отделения РАН на 2026 год Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН – обособленное подразделение ФГБУН «Федеральный исследовательский центр Якутский научный центр» СО РАН (ИКФИА СО РАН), проводит 20 февраля 2026 г. в г. Якутске XVIII конференцию научной молодежи «Актуальные вопросы космофизики» приуроченную ко Дню российской науки и Десятилетию науки и технологий в Российской Федерации.

 

Тематика конференции включает в себя следующие научные направления:

1.    Астрофизика космических лучей.
2.    Солнечно-земная физика (физика атмосферы, физика магнитосферы и ионосферы).
3.    Современные методы и материалы радиофизики.
4.    Приборы и техника эксперимента, прикладные задачи.

Регистрация

Регистрация

Организатор: Алёна Ершова (ИКФИА СО РАН)

Открытие

Открытие. Вступительное слово

Организатор: Алексей Моисеев (ИКФИА СО РАН)

Сессия 1: Молодежные доклады

Организатор: Владимир Козлов (ИКФИА СО РАН)

1 Симуляция работы детектора Якутской установки в специализированном инструменте для модельных расчетов Geant4

Создана модель станции наблюдения Якутской установки в Geant4. Проведены различные расчеты. Показано влияние крыши станции наблюдения на энерговыделение детектора. Проделанная работа может послужить основой для более детального представления Якутской установки в модельных расчетах.

Докладчик: Станислав Матаркин (ИКФИА СО РАН)

2 Анализ запаздывания солнечных космических лучей в зависимости от положения вспышки на Солнце

В работе на основе данных 21–25 циклов солнечной активности выполнен анализ времени прихода СКЛ на Землю в зависимости от гелио-координат (полусферы) вспышечных событий

Докладчик: Дмитрий Пинигин-Сосин (ИКФИА СО РАН)

3 Восстановление прореженных симуляций широких атмосферных ливней

Крупномасштабное использование непрореженных ливней невозможно из-за непрактичных требований к времени моделирования, но с прореженными ливнями, прошедшим восстановление, становится возможным проведение исследования отклика детектора для наземных станций, регистрирующих космические лучи высоких энергий. В данной работе изучается метод восстановления информации, утерянной в ходе статистического прореживания в симуляциях ШАЛ, а также представлены их сравнения.

Докладчик: Никита Муксунов (ИКФИА СО РАН)

4 Разработка программы отслеживания и записи состояний детекторов Якутской установки ШАЛ

В данной работе будет представлена программа, которая оценивает работоспособность детекторов Якутской установки ШАЛ с помощью показаний уровня одной частицы, записанных в базе данных. Эти данные будут влиять на точность измерения интенсивности космических лучей.

Докладчик: Александр Боякинов (ИКФИА СО РАН)

5 Поиск источников космических лучей по данным установки Якушал

В работе рассматривается задача поиска возможных источников космических лучей сверхвысоких энергий на основе анализа направлений прихода широких атмосферных ливней, зарегистрированных установкой Якушал. Для обработки данных использованы программные методы, применяемые в экспериментах типа Pierre Auger Observatory, адаптированные под структуру экспериментальных данных Якушал. Построены карты распределения событий в галактических координатах с использованием. Анализ выполнен для различных энергетических диапазонов и типов первичных частиц, что позволило исследовать особенности анизотропии распределения космических лучей. Полученные результаты демонстрируют наличие неоднородностей в распределении направлений прихода и подтверждают перспективность применения методов картирования неба для поиска возможных астрофизических источников космических лучей.

Докладчик: Валентин Эверстов (СВФУ)

6 Статистическое исследование вмороженности магнитного поля на основе спутниковых данных миссии THEMIS

Фундаментальным приближением в магнитной гидродинамике, определяющим вмороженность магнитного поля в плазму, является связь между электрическим полем $\vec{E}$, скоростью плазмы $\vec{v}$ и магнитным полем $\vec{B}$: $\vec{E}$ = $\vec{v}$ × $\vec{B}$. На основе многомесячных измерений спутника THEMIS-A (2017–2018 гг.) проведено статистическое исследование выполнимости этого условия в магнитосфере Земли. Предложен нормированный параметр H, количественно характеризующий степень отклонения от идеальной вмороженности. Получено пространственное распределение параметра H в плоскости L–MLT, выявило существование двух различных областей: в дневном и утреннем секторах условие вмороженности выполняется, тогда как в вечернем и ночном секторах наблюдается его нарушение, связанное с малыми значениями электрического поля или произведения $\vec{v}$ × $\vec{B}$. Результаты важны для понимания диссипативных процессов, пересоединения магнитных линий и моделирования солнечно-земных взаимодействий.

Докладчик: Г-н Дмитрий Шубин (ИСЗФ СО РАН)

7 Перестановочная неустойчивость в дипольной магнитосфере

В данной работе анализируются перестановочные (желобковые) моды, возникающие в дипольной магнитосфере. Возмущения плазмы и магнитного поля моделируются с помощью системы волновых уравнений, описывающих сцепление азимутально-мелкомасштабных альфвеновских и медленных магнитозвуковых волн (ММЗ). Предполагается низкая проводимость ионосферной плазмы, характерная для ночной ионосферы. В этом случае могут возникать возмущения нулевой гармоники, когда силовая линия движется как целое. Установлено, что при абсолютно низкой проводимости ионосферы как альфвеновская, так ММЗ моды могут иметь нулевые резонансные частоты, необходимые для перестановочной неустойчивости. Определены условия (перестановочной) неустойчивости в зависимости от параметра $\beta$ (отношения плазменного давления к магнитному) и градиента давления. Показано, что большие градиенты давления способствуют неустойчивости. При больших значениях $\beta$ ее пороговое значение уменьшается.

Докладчик: Александр Петращук (ИСЗФ СО РАН)

Кофе брейк

Организатор: Саргылана Кобякова (ИКФИА СО РАН)

Сессия 2: Молодежные доклады

Организатор: Владимир Козлов (ИКФИА СО РАН)

8 Прием и обработка данных с метеорологических спутников

Разработана и протестирована система приёма спутниковых метеорологических изображений. Выполнены расчёт и изготовление антенны, настройка приёмного оборудования и декодирование сигналов. В результате экспериментов получены качественные снимки облачности и земной поверхности над территорией Якутии. Проведено сравнение двух основных форматов передачи данных. Показана возможность оперативного мониторинга погоды с помощью недорогих средств. Система рекомендуется для использования в образовательных и прикладных целях в регионах России.

Докладчик: Егор Ноев (ИКФИА СО РАН)

9 Структура и динамика температурных возмущений стратосферы по данным лидарного наблюдения.

Исследование вариаций температурного профиля атмосферы позволяет углубить понимание механизмов распространения внутренних гравитационных волн (ВГВ) в различных слоях атмосферы, а также оценить перенос ими импульса и энергии. Это имеет важное значение для совершенствования климатических прогнозов, изучения динамики атмосферы и разработки более точных моделей, описывающих изменения климата и сопутствующие атмосферные процессы. В данной работе анализируются вариации температурного профиля, обусловленные внутренними гравитационными волнами, по данным лидарных измерений. Для этого были выполнены наблюдения на стратосферном лидаре, а полученные данные обработаны с использованием программ PHC-Viewer и Eclipse. В среде PyCharm на языке Python был разработан специализированный программный код для расчёта вариаций температурного профиля, определения частоты Брента–Вяйсяля, а также вычисления потенциальной энергии гравитационных волн. Для исследования многошкальной структуры волновых возмущений применялось непрерывное вейвлет-преобразование (CWT), позволяющее анализировать пространственно-высотные масштабы волн и их локализацию по высоте. Использование CWT обеспечивает более детальное изучение спектрально-высотных характеристик ВГВ по сравнению с традиционными методами анализа. Визуализация полученных результатов проводилась в программе OriginPro. Анализ охватывает высотный диапазон от 20 до 60 км. Рассматриваются исключительно ночные наблюдения, поскольку в дневное время отношение сигнал/шум недостаточно для корректного определения температуры. Основное внимание в работе уделено сравнению параметров ВГВ, частоты Брента–Вяйсяля и потенциальной энергии волн до, во время и после внезапных стратосферных потеплений.

Докладчик: Николай Сидоров (ИКФИА)

10 Регистрация внутренних гравитационных волн с помощью пакета программ для обработки и анализа данных камеры всего неба

Внутренние гравитационные волны (ВГВ) – это колебания воздушных масс, которые образуются в нижних слоях атмосферы и распространяются вертикально вверх через среднюю атмосферу. ВГВ обеспечивают перенос энергии и импульса, что в свою очередь, воздействует на тепловой режим и состав на всех уровнях атмосферы Земли. Регистрация волновых процессов осуществляется с помощью камер всего неба, размещенных на полигоне Маймага. Разработан пакет программ, который позволяет извлекать снимки с камеры всего неба, получать изображения обработанные методом временного дифференцирования, производить расчет параметров волновых возмущений. Выявленные ВГВ за период с 1999 по 2022 гг. отображены в базе данных на сайте ИКФИА СО РАН. На основе полученных данных построены гистограммы длины, горизонтальной фазовой скорости и периода волны, а также диаграмма направленности волн.

Докладчик: Олеся Тыщук (ИКФИА СО РАН)

11 Новый измерительный комплекс радиофизического полигона «Ойбенкель» ИКФИА СО РАН для мониторинга естественных и техногенных сигналов в ОНЧ-диапазоне

Радиофизический полигон «Ойбенкель» ИКФИА СО РАН на протяжении многих лет является одной из основных площадок для регистрации низкочастотных излучений на Северо-Востоке Азии. Непрерывная с 1972 года эксплуатация предыдущего поколения аппаратуры выявила необходимость модернизации приемного тракта и антенной системы. В качестве регистрирующего тракта используется более мощный мини-ПК под ОС Linux и быстродействующий АЦП L Card E502. С 2025 года на полигоне разворачивается новый измерительный комплекс, построенный на современной цифровой элементной базе с программно-определяемой архитектурой на основе языков программирования C++ (программа регистрации на аппаратном уровне) и Python (цифровая обработка сигнала, удаленная передача данных, база данных, web-сервер). Основу комплекса составляет широкополосный ОНЧ-приемник до 40 кГц: антенная система «скрещенные рамки — штырь»; трехканальный предварительный усилитель, сигнальная линия (100 м) с гальванической развязкой; 16 битный АЦП с частотой дискретизации до 2 МГц; малопотребляющий одноплатный мини компьютер с 4х ядерным процессором и 8 ГБ ОЗУ; синхронизация времени с помощью GPS-приемника Trimble ResolutionT. Комплекс обеспечивает непрерывный мониторинг естественных ОНЧ-излучений, включая проявления ионосферно-магнитосферных (вислеры, хоры, непрерывные и квазипериодические шипения) и атмосферных (грозовые разряды) источников. Одновременно решается задача регистрации техногенных сигналов — навигационных СДВ-радиопередатчиков, что позволяет исследовать и моделировать условия распространения радиоволн в волноводе Земля — ионосфера (во время солнечных вспышек, космических гамма-всплесков, солнечных затмений). Внедрение нового комплекса выводит полигон «Ойбенкель» на современный уровень аппаратурной базы и открывает перспективы для проведения более детальных и многофакторных исследований по тематике Солнечно-земной физики: физика атмосферы, физика магнитосферы и ионосферы.

Докладчик: Михаил Уйгуров (ИКФИА СО РАН)

12 Исследование транспортных свойств однослойного MoS2

Двумерные (2D) кристаллы дихалькогенидов переходных металлов (ДПМ) вызвали значительный интерес благодаря их большому потенциалу новых применений, а также в фундаментальных исследованиях [1-3]. Особенно многообещающими в электронике и оптоэлектронике являются монослои полупроводниковых ДПМ, таких как MoS2, благодаря их необычной электростатической связи, большой подвижности носителей тока, высокой пропускной способности по току и сильному поглощению на видимых частотах, химическая и механическая прочность. Сильная спин-орбитальная связь и уникальная кристаллическая симметрия этих материалов приводят к сочетанию степеней свободы спина и долины, что может быть использовано при разработке новых устройств.
В этой работе мы вычисляем собственную дрейфовую подвижность электронов и дырок 2D дихалькогенида молибдена, используя линеаризованное уравнение Больцмана в приближении времени релаксации. В настоящей работе расчеты учитывают электрон-фононные взаимодействия описывающие амплитуды рассеяния от начального блоховского состояния электрона до конечного состояния посредством испускания или поглощения фонона. Чтобы сделать задачу решаемой, нужно проводить вычисление электрон-фононного матричного элемента на грубых сетках с помощью современных методов теории возмущений функционала плотности (DFPT), за которым следует интерполяция Фурье на эти ультраплотные сетки. Полученные значения ясно указывают на возможность использования двумерных ДПМ для термоэлектрических приложений и необходимость фундаментальных и сравнительных исследований свойств решеточного теплового переноса этих однослойных материалов из-за прямой связи между теплопроводностью и добротностью термоэлектрических характеристик.

Докладчик: Александров Андрей (СВФУ)

13 Разработка и моделирование системы термостабилизации литий-ионных аккумуляторов для работы в экстремальных климатических условиях

1.Введение и актуальность: Роль литий-ионных батарей в технике, проблемы их функционирования при экстремально низких (арктических) и высоких температурах, критическое влияние температурного режима на безопасность и срок службы.
2.Обзор методов термостабилизации: Анализ существующих решений (воздушное, жидкостное, фазопереходное охлаждение, подогрев), их плюсы и минусы для экстремальных условий.
3.Разработка системы:
1.Принципиальная схема контура термостатирования.
2.Компоненты подогрева.
3.Использование материалов с фазовым переходом для пассивной защиты.
4.Моделирование и расчеты: Тепловой анализ, моделирование распределения температур в элементах, расчет энергоэффективности системы.
5.Алгоритмы управления (BMS): Разработка стратегии управления, обеспечивающей быстрый прогрев при пуске и поддержание оптимальной температуры (
) во время работы.
6.Результаты: Оценка эффективности разработанной системы, влияние на увеличение ресурса батареи.

Докладчик: Алексей Гермогенов (Гермогенов А.Г., Боякинов Е.Ф. Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова, физико-технический институт, Якутск, Россия)

14 Программа оцифровки лент самописцев ОНЧ-приёмника, регистрирующего магнитную компоненту ЭМП на радиофизическом полигоне "Ойбенкёль" ИКФИА СО РАН

Представляемый проект направлен на оцифровку уникального архива бумажных лент ОНЧ-самописцев полигона «Ойбенкёль» (1979–2014 гг.) и интеграцию этих данных с цифровыми записями (с 2001 г. - по настоящее время) в единую базу, охватывающую более четырёх солнечных циклов. Ключевым результатом является программа на Python, которая с помощью библиотеки компьютерного зрения Pillow (PIL) выполняет полный цикл оцифровки: загрузку скана в bmp формате, выделение и векторизацию графической кривой, временную привязку и калибровку данных, формируя на выходе готовый цифровой ряд. Инструмент не только сохраняет бесценный исторический массив, но и создаёт основу для долгосрочных исследований связи магнитосферных ОНЧ-излучений с космической погодой: анализа динамики радиационных поясов, поиска волн-предвестников геомагнитных бурь и изучения влияния солнечной активности на магнитосферу Земли в масштабах нескольких солнечных циклов.

Докладчик: Владимиров Антон Владимирович (СВФУ)

15 Применение четырёх алгоритмов плотностной кластеризации при выделении грозовых очагов по данным региональной и мировой сетей грозопеленгации

Адамова Е. Е., 4 курс
Научный руководитель: к.ф.-м.н. Тарабукина Л. Д.
Северо-Восточный Федеральный университет им. М. К Аммосова
Кафедра «Радиофизика и электронные системы»
Многопунктовые грозопеленгаторы обеспечивают регистрацию грозовых разрядов на больших расстояниях с высокой точностью пространственной локализации за счёт синхронной работы нескольких пространственно разнесённых приёмных станций. Они позволяют эффективно отслеживать грозовые очаги, в том числе способствуя предупреждению аварий в электроэнергетике и возникновению пожаров.
Данная работа направлена на оценку эффективности применения алгоритмов плотностной кластеризации DBSCAN, ST-DBSCAN, HDBSCAN и OPTICS при выделении грозовых очагов из архивных данных грозовой активности, полученных региональной (ALWES) и мировой (WWLLN) многопунктовыми грозопеленгационными сетями на территории Центральной Якутии. Была выбрана нормированная евклидова метрика расстояния и времени.
Были поставлены следующие задачи:
1. Разработать программное обеспечение на языке Python для автоматизированной обработки данных грозовой активности, полученных многопунктовыми грозопеленгационными сетями ALWES и WWLLN на территории Центральной Якутии.
2. Применить четыре алгоритма плотностной кластеризации для выделения грозовых очагов на основе пространственно-временных данных.
3. Выполнить сравнительную оценку эффективности алгоритмов кластеризации по устойчивости к шумовым данным, зависимости результатов от выбранных параметров и корректности выделения грозовых очагов.
Разработка программного обеспечения, визуализация и вычислительная обработка данных выполнены с применением Microsoft Excel и Python.
Перед кластеризацией пространственные и временные координаты были нормированы на характерные масштабы 13 км и 18 мин; кластеры формировались при наличии не менее двух разрядов в кластере, согласно литературным источникам и средним размерам и скорости грозовых облаков [1]. Сравнение проводилось по числу грозовых разрядов в кластерах, доле шумовых разрядов и максимальной длительности кластеров. Для анализа был рассмотрен день с интенсивной грозовой активностью 10.07.2022 в Центральной Якутии с координатами по долготе (105-140° в. д.) и широте (56-68° с. ш.).
Алгоритм DBSCAN выделяет наибольшее число кластеров (ALWES - 310, WWLLN - 141), однако характеризуется высокой долей шумов (45.7% и 20.8%) и относительно небольшой максимальной длительностью кластеров – 98.9 и 100.8 мин.
Применение ST-DBSCAN приводит к снижению доли шумов до 39.8% (ALWES) и 15.4% (WWLLN) при числе кластеров 299 и 130 и увеличении максимальной длительности до 155.0 и 107.6 мин.
Алгоритм HDBSCAN формирует 286 (ALWES) и 137 (WWLLN) кластеров при доле шумов 34.8% (ALWES) и 21.8% (WWLLN) и наибольшей максимальной длительности кластеров - 324.8 и 293.6 мин, что указывает на выделение наиболее устойчивых и продолжительных грозовых очагов. В отличие от этого, OPTICS характеризуется максимальной долей шумов (69.7% и 51.5%) и выделяет ограниченное число компактных очагов (131 и 68) с минимальной максимальной длительностью - 34.5 и 28.2 мин.
Максимальная длительность кластера, превышающая 150 мин не соответствует естественной длительности грозовых ячеек в облаке. При достаточном количестве грозовых разрядов в таком длительном кластере необходима повторная кластеризация.
При сохранении тех же параметров кластеризации повторное применение HDBSCAN к длительным кластерам (>150 мин), полученным первично алгоритмом ST-DBSCAN, привело к улучшению характеристик выделенных грозовых очагов. Число кластеров сократилось до 101 (ALWES) и 65 (WWLLN) при одновременном снижении доли шумов до 20.5 % и 13.6 % соответственно. Максимальная длительность кластеров 93.4 мин для ALWES и 124.9 мин для WWLLN, что свидетельствует о более устойчивом и физически интерпретируемом выделении грозовых очагов по сравнению с однократной кластеризацией.
Таким образом, показано, что ST-DBSCAN наиболее предпочтителен для кластеризации грозовой активности благодаря учёту пространственно-временной связности и снижению доли шумов по сравнению с DBSCAN, при этом его ограничением является чувствительность к выбору пороговых параметров. DBSCAN обеспечивает лишь базовую сегментацию с повышенной долей шума, HDBSCAN выделяет устойчивые организованные системы, но склонен к слиянию близких очагов, тогда как OPTICS выявляет локальные активные фазы при высокой доле шумовых разрядов. Разработанное программное обеспечение и полученные результаты кластеризации применимы к данным других грозопеленгационных систем, а также к архивным периодам наблюдений.

Список литературы
1. Yair Y. Y., Aviv R., Ravid G. Clustering and synchronization of lightning flashes in adjacent thunderstorm cells from lightning location networks data //Journal of Geophysical Research: Atmospheres. – 2009. – Т. 114. – №. D9.
2. Shi M. et al. A lightning cluster identification method considering multi-scale spatiotemporal neighborhood relationships //PLoS One. – 2025. – Т. 20. – №. 10. – С. e0333207.
3. How Density-based Clustering works – ArcGIS Pro | Documentation [Электронный ресурс]. – URL: https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/spatial-statistics/how-density-based-clustering-works.html (дата обращения: 18.02.2026).

Докладчик: Екатерина Адамова (СВФУ)

16 Вариации атмосферного электрического поля за 2022 г. по наблюдениям в Якутске

Докладчик: Алексей Васильев (ИКФИА СО РАН)

17 Оценка разности естественных потенциалов криолитозоны в период 2017-2024 гг. на двух площадках

Докладчик: Егор Павлов (ИКФИА СО РАН)

Кофе брейк: Кофе брейк / обед

Организатор: Саргылана Кобякова (ИКФИА СО РАН)

Интеллектуальная игра: Викторина

Организатор: Николай Неустроев (ИКФИА СО РАН)