XV конференция научной молодежи «Актуальные вопросы космофизики»

пятница 10 февр. 2023 г., 09:30 → 18:00 Asia/Yakutsk

Зал ученого совета, каб. 200 (ИКФИА СО РАН)

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.

Участниками конференции являются молодые ученые и преподаватели, аспиранты и студенты старших курсов ВУЗов в возрасте до 39 лет. Участие аспирантов и молодых сотрудников ИКФИА СО РАН обязательно.

Для участия в работе конференции необходимо до 8 февраля 2023 г. направить электронную заявку и тезисы по адресу: gpeter@ikfia.ysn.ru Гололобову Петру Юрьевичу. В тексте заявки указать название доклада, Ф.И.О. докладчика, место работы (учебы).

1 инф письмо.docx

Приложение 1(2).docx

11:00 → 11:30 Регистрация

Регистрация

11:30 → 11:50 Открытие

Открытие и награждение

11:30 Открытие конференции, приветственное слово директора ИКФИА СО РНА, д.ф.-.м.н. С.А. Стародубцева

Докладчик: Проф. Сергей Анатольевич Стародубцев (ИКФИА СО РАН)

11:40 Вручение наград

11:50 → 13:00 Рабочая часть конференции

11:50 Эффекты солнечного затмения 10 июня 2021 г в вариациях амплитуды ОНЧ сигналов радиостанций JXN и DHO при регистрации в Якутске

Солнечное затмение оказывает влияние на верхнюю атмосферу Земли. Преимуществом такого естественного воздействия является то, что время затмения можно рассчитать заранее и подготовиться к экспериментам. Динамические процессы во время каждого затмения зависят от гелиогеофизической обстановки. Радиоволны диапазона ОНЧ способны распространяться на тысячи километров в волноводе Земля-ионосфера. Расположение ОНЧ радиотрасс определяет пространство для мониторинга нижней ионосферы (как части верхней атмосферы). Исследования гелиогеофизических факторов, влияющих на распространение ОНЧ радиоволн в волноводе Земля – ионосфера остаются актуальными.
Исследовались вариации амплитуд ОНЧ радиосигналов, принимаемых в Якутске (62,02° N, 129,70° E) от передатчиков DHO (23,4 кГц, Германия, 53,08° N, 7,62° E) и JXN (16,4 кГц, Норвегия, 66,97° N, 13,87° E). Протяженности радиотрасс DHO – Якутск и JXN – Якутск составляют 6300 км и 4800 км соответственно. Большая часть этих радиотрасс располагается на арктической территории Евразии.
Зарегистрированные суточные вариации амплитуды ОНЧ сигналов DHO и JXN с 7 по 13 июня объясняются вариацией потока ионизирующего излучения солнца, интерференцией мод высших порядков при прохождении восходной и заходной границ (терминаторов) по участкам радиотрасс, а также режимом работы передатчиков.
В период солнечного затмения 10 июня 2021 г минимальное среднее значение отношения площадей открытой части диска Солнца к полной составило 0,532 (11:39:18 UTC) и 0,411 (11:33:00 UTC) вдоль радиотрасс DHO – Якутск и JXN – Якутск соответственно. Эффект затмения проявился в виде повышения амплитуды в максимуме на 1,62 дБ (11:39:18 UTC) и 1,4 дБ (11:26:42 UTC) для сигналов DHO и JXN соответственно.
Малые затраты на изготовление ОНЧ приемников, возможность охвата больших территорий, делают регистрацию ОНЧ сигналов удобным инструментом для зондирования нижней ионосферы над труднодоступными и малонаселенными территориями.

Докладчик: Г-н Алексей Корсаков (ИКФИА СО РАН)

12:05 Исследование пространственных распределений параметров среды в событиях в области между фронтом ударной волны и магнитным облаком

Методом наложения эпох были исследованы параметры среды между фронтом ударной волны и магнитным облаком для мощных форбуш-эффектов, связанных с магнитными облаками. Рассчитаны средняя скорость солнечного ветра, время и расстояние между фронтом ударной волны и магнитным облаком. Средняя скорость солнечного ветра в рассмотренных событиях различаются слабо. Для границ магнитного облака и фронта ударной волны, взятых из каталогов Richardson-Cane и WIND, обнаружена разница, которая возникла из-за путаницы терминов. Проведенные исследования позволяют предположить, что пространственное распределение параметров среды в событиях различается из-за разных траекторий пересечения выброса Землёй.

Докладчик: Г-н Готовцев Илья (ИКФИА СО РАН)

12:20 Анализ радиационного качества компонентов в окрестностях Харбалахского угольного размера

В настоящее время, каменный уголь стоит на первых местах по добыче полезных ископаемых и самых доступных для использования населения и в промышленности. Вопросы по изучению влияния естественными радионуклидами в зоне влияния теплоэлектростанции (ТЭС) и котельных на территории Республики Саха (Якутия) практически не изучено. Проведена оценка радиоэкологического состояния на территории Харбалахского угольного разреза ОАО «Телен». Поэтому исследование воздействия радионуклидов на окружающую среду при сжигании местных каменных углей актуально ввиду научной значимости темы и её большой практической значимости для теплоснабжения сельских и северных улусов Якутии. Целью данной работы является исследование влияния радиационного воздействия Харбалахского угольного месторождения ОАО «Телен» на окружающую среду. Для решения данной цели были поставлены следующие задачи: Во-первых, изучить источники и характеристики радиационного загрязнения окружающей среды. Во-вторых, изучить технический проект разработки Харбалахского угольного месторождения ОАО «Телен» открытым способом. В третьих, овладеть практическими навыками работы на полупроводниковом гамма-спектрометре с двумя детекторами из особо чистого германия, овладеть практическими навыками работы на портативном спектрометре со встроенным ОЧГ trans-spec-DX-100, практическими навыками работы на радиометр объемной активности радона-222 AlphaGUARD, практическими навыками работы на Hidex 300 SL жидкосцинтилляционный анализатор, работы на цифровом широкодиапазонном дозиметре ДРГ-01Т1 и оценить радиоэкологическое состояние территории Харбалахского угольного месторождения ОАО «Телен». Чтобы достичь поставленной цели мы проделали немалую работу. Для доказательства темы мы проделали несколько работ.
Исследовав этот доклад, я пришел к таким выводам:
1. В результате проведенных радиоэкологических исследований окружающей среды Харбалахского угольного месторождения ОАО «Телен» установлено, что содержание радионуклидов в природной среде находится в пределах фоновых значений после глобальных выпадений радионуклидов в результате ядерных испытаний в атмосфере в 60-е годы Х1Х века.
2. В золе, которая выбрасывается из котельных на окружающую среду, содержатся радионуклиды, как Ra-226, K-40, Ac-228 активность которых составляет 258,3 Бк/кг; 67,48 Бк/кг; 74,49 Бк/кг соответственно. А в самом каменном угле активность радионуклидов Ac-228, K-40 составляет 17 Бк/кг и 27 Бк/кг соответственно. Это показывает, что содержание радиоактивных элементов гораздо больше в золе, чем в самом каменном угле. Следовательно, зола больше загрязняет окружающую среду. Основным негативным воздействиям тепловых электростанций и котельных на окружающую среду относятся газопылевое загрязнение атмосферы, поверхностных и подземных вод, накопление золошлакоотвалов.
Список литературы:

1. Беловодский Л.Ф., Гаевой В.К., Гришмановский В.И. Тритий. М., «Атомиздат», 1985 
2. Дорожко С.В., Бубнов В.П., Пустовит В.Т. «Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность»: Уч. Пособие в 3-х частях. Часть 3. «Радиационная безопаность» - Мн.: УП «Технопринт», 2003. – 209с. Стр.54.
3. Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 174. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
4. Кнунянц И. Л. Химическая энциклопедия: в 5 т. / (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 379-380. — 623 с. — 100 000 экз.
5. Кнышенко Н.С главный инженер проекта, к.т.н. «Технический проект на разработку Харбалахского угольного месторождения открытым способом». Разработчик: ООО «СОЮЗОРТПРОЕКТ»,., Москва 2003г. Стр. 5-13, 103-106.
6. Матвеенко Т. И., Крупская Л. Т., Дербенцева А. М., Ламаш Б. Е.

Докладчик: Г-н Марков Николай Эдуардович (СВФУ)

12:35 Характеристики грозы около г. Якутска 1 июля 2020 г.

1 июля 2020 г. произошли 2 длительные (более 1 ч.) грозы в окрестности г. Якутска, в работе рассматривается гроза в ночные часы с 1 июля на 2 июля по местному времени (14–16 UT). Для данной работы были использованы результаты инструментальных наблюдений грозовых разрядов с помощью однопунктового грозопеленгатора Stormtracker (Boltek Co., Канада), мировой сети World wide lightning location network (WWLLN, США). Синхронизация по времени в используемых системах детектирования грозовых разрядов осуществляется через системное сетевое время. Для оценки показаний Stormtracker в определении типа грозового разряда использовался видеоряд, записанный с частотой 59,94 кадров в секунду в течение примерно 0,5 ч с 23:35 LT 1 июля до 00:17 LT 2 июля 2020 г. с направлением на юго-запад относительно г. Якутска.
Грозовые ячейки будут описываться с помощью метода «ближайшего соседа» кластерного анализа, с минимальным евклидовым расстоянием в 75 км между грозовыми разрядами (размер грозового облака с учетом движения в течение часа). Охватываемая наблюдаемым 1 июля грозовым событием площадь в центральной Якутии имела диаметр около 150–200 км за час.
WWLLN зафиксировал 127, 190, 204, 148 ударов молний в период 13-16 UT в радиусе 150 км вокруг г. Якутска преимущественно 5 используемыми датчиками (50,4%). Количество используемых датчиков было больше 8 только в 6,13% случаев. Расчетная энергия варьировала в пределах 72–6647 Дж при среднем значении около 663±280 Дж. Среднее расстояние от г. Якутска до молниевого разряда, определенное по WWLLN, составляло 83 км, а минимальное — 1 км.
Stormtracker дал большую по сравнению с WWLLN ошибку расстояния и азимута из-за близкого расположения грозы к датчику. Ограниченные 150 км данные Stormtracker представлены 7209 грозовыми разрядами в интервале 13–14 UT и 385 грозовых разрядов при ограничении азимута в 180–270 градусами (но из-за близкого расположения грозы азимут мог быть оценен неправильно). Доля разрядов «облако-земля» составила 16%, из них доля положительных разрядов – 42%. Средняя амплитуда сигнала составила 76 из 22–502 отн. единиц (определяется Stormtracker). Вспышка с несколькими последовательными ударами около 14:38:54 UT была обнаружена Stormtracker как многокомпонентная молния из трех ударов. Энергии, оцененные WWLLN, относительно серии ударов были выше, чем значения, определенные по Stormtracker: энергия представляет собой интегрированное значение, в отличие от амплитуды, определенной Stormtracker как возможная причина различия.
Наблюдения большебазовыми системами дополняются результатами локальных инструментальных наблюдений, обладающими некоторым преимуществом в эффективности детектирования и количестве оцениваемых параметров грозовых разрядов. Получаемые характеристики локальной грозовой активности далее можно распространить на грозовые события в отдаленных районах Якутии, регистрируемые по данным сети.
Благодарности: работа выполнена в рамках государственного задания (номер госрегистрации № 122011700182-1).

Докладчик: Лена Тарабукина (Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН (ИКФИА СО РАН))

13:00 → 13:10 Кофе брейк

13:10 → 14:30 Рабочая часть конференции

13:10 Статистический анализ энергий молниевых разрядов в Якутии по данным WWLLN в 2021 г.

В последние десятилетия по результатам инструментальных измерений уровень грозовой активности возрастает как в Якутии, так и в Арктике в целом. Выбор исследования состояния грозовой активности в 2021 г. подкреплен фактом того, что именно в этом году наблюдался наиболее высокий уровень пожарной активности за последние десятилетия. Были поставлены следующие задачи: изучить характеристики грозовой активности, методы инструментальных наблюдений; интерпретация данных сети WWLLN; статистический анализ энергетических параметров грозовых разрядов на основе данных инструментальных наблюдений.
Рассматриваемая область северо-востока России ограничивалась следующими пределами: 56–74 с.ш., 105–160 в.д., с полным охватом площади Якутии. Для анализа был выбран следующий период: с 1 мая по 30 сентября. Расчет производился при помощи Microsoft Excel.
В среднем энергия рассчитывается по 3–5 станциям. Максимальное количество станций, которые были использованы для расчета, – 19. Чаще всего для расчета энергии использовались 5 приемных станций, медианное значение – 6 станций.
Распределение значений энергий грозовых разрядов имело логнормальный вид. Наблюдается правосторонняя асимметрия с модой около 1000 Дж. Среднее значение энергии всех разрядов составило 3046,36 Дж со стандартным отклонением 9635,6 Дж, при этом 50% всех значений лежали в интервале от 415,91 до 2484,94 Дж. 90% всех значений принадлежали интервалу от 127,15 до 10408,14 Дж. Максимальное значение составило 736032,6 Дж. Полученное распределение соответствует стандартным представлениям о частоте возникновения мощных грозовых разрядов по результатам инструментальных наблюдений.
С возрастанием медианных значений энергий грозовых разрядов, возрастает количество станций, регистрирующих данные выше пороговых значений учитываемых при расчете энергий этих разрядов. Но одновременно с этим возрастают погрешности моделирования энергий. При этом интервал, в котором лежит половина всех значений, изменяется соответственно количеству станций.

Докладчик: Г-н Руслан Александрович Шергин (ИКФИА СО РАН)

13:25 Аппаратура и методика измерений грозовых сигналов

Разряд молнии сопровождается электромагнитным излучением в широкой полосе частот, распространяющимся на большие расстояния. Наибольшая интенсивность в ОНЧ-диапазоне - от нескольких сотен Гц до 30 кГц. В основе наземных наблюдений лежит пеленгация с помощью антенных систем, принимающих импульсные сигналы радиошумов от разрядов молний – атмосферики. Используются однопунктовые или многопунктовые системы. Для однопунктовых систем необходимо определять также дальность до грозового разряда.
В работе использованы данные, полученные с помощью грозопеленгатора-дальномера, разработанного в ИКФИА СО РАН. Грозопеленгатор-дальномер выполняет задачу по определению пеленга (направление прихода) атмосферика и производит оценку дальности до ее источника. Антенная система включает в себя две скрещенные магнитные антенны и одну электрическую вертикальную. Конструктивно трехметровая электрическая антенна с конусной насадкой (для увеличения емкости антенны) установлена на семиметровой металлической мачте на изоляторе. Две двадцати витковые экранированные рамки, имеющие форму квадрата (эффективная площадь рамки 360 м2), размещены на той же мачте. Сигнал с предварительных усилителей в центральный пункт сбора информации подавался по симметричным кабельным линиям связи через разделительные трансформаторы для устранения наводок на линии связи.
В канале электрической антенны применен антенный усилитель для согласования большого внутреннего сопротивления электрической антенны с последующими усилительными каскадами. Предварительные малошумящие усилители, идентичные для всех антенн через трансформаторные входы усиливают сигналы в полосе частот 0,3-60 кГц, обеспечивая необходимую величину сигналов при передаче данных по кабельным линиям связи. Оконечные усилители обеспечивают согласование с линиями связи и наиболее эффективное использование динамического диапазона аналого-цифрового преобразователя. Частота дискретизации АЦП – 250 кГц. Усиление всего тракта подобрано таким образом, что порог отбора атмосфериков для регистрации, составляющий на входе АЦП 50 мВ, соответствует сигналу на входе электрической антенны 150 мВ/м.
В работе приведен обзор методов дальнометрии до грозового разряда, основанных на анализе амплитуды сигнала (амплитудные методы) или его формы как во времени (временные методы), так и в спектральном представлении – спектральные (частотные и фазовые) методы.
В конечный файл записываются следующие параметры: время регистрации; среднеквадратичные амплитуды электрической и магнитной составляющих сигнала (в разрядах АЦП); азимутальный угол прихода сигнала; коэффициент корреляции между первым и третьим каналами; максимальная амплитуда сигнала (в разрядах АЦП); минимальная амплитуда сигнала (в разрядах АЦП); интервал времени от начала (момент превышения заданного порогового уровня) до максимума амплитуды сигнала (мс); интервал времени от начала до минимума амплитуды сигнала (мс); общая продолжительность сигнала (мс); количество положительных квазиполупериодов относительно уровня 0,1 от модуля максимальной амплитуды сигнала; количество отрицательных квазиполупериодов относительно уровня 0,1 от модуля максимальной амплитуды сигнала; общее количество квазиполупериодов; индикатор ограничения по амплитуде сигнала (диапазона АЦП); индикатор ограничения по продолжительности сигнала (1 мс).

Докладчик: Максим Петухов (ИКФИА СО РАН)

14:30 → 14:40 Подведение итогов, награждение победителей