🛰 Радиозатменное зондирование: новый взгляд на ионосферные бури

Метод радиозатменного зондирования (РЗ) является важным инструментом в изучении реакции ионосферы на солнечную активность. Использование сигналов навигационных спутников (GPS, BeiDou) позволяет ученым «просвечивать» атмосферу и получать точные данные о ее состоянии.

Как это работает?
Приемники на низкоорбитальных спутниках фиксируют сигналы, прошедшие сквозь ионосферу. Это дает возможность:
1️⃣Восстанавливать вертикальные профили электронной концентрации. Это «срез» атмосферы, показывающий плотность заряженных частиц на разных высотах. Данные критически важны для мониторинга пика F2 (области максимума плотности на 250–350 км): во время бурь он может смещаться на 100+ км, радикально меняя условия радиосвязи. Профили также позволяют выявлять SED-структуры (Storm Enhanced Density — области с резким изменением электронной плотности, вызванным ионосферными бурями). Внутри SED возникают значительные ошибки позиционирования в системах GPS/GNSS, вплоть до полной потери сигнала.
2️⃣ Определять полное электронное содержание (ПЭС) на пути следования сигнала. ПЭС — это общее количество свободных электронов на пути сигнала. Чем выше эта величина, тем сильнее задержка сигнала, что создает основные погрешности в определении координат навигаторами.
3️⃣ Обеспечивать глобальное покрытие - изучать ионосферу в труднодоступных регионах (например, над океанами), где нет наземных станций.

🌪 Реакция на магнитные бури
Было рассмотрено 9 геомагнитных событий:
* Высотные изменения: Во время бури в декабре 2006 года было зафиксировано поднятие пика F-области более чем на 100 км.
* Аномалии плотности: Исследования штормов 2013 и 2015 годов позволили выявить структуры SED и изучить их эволюцию.
* Сверхсильный отклик: В августе 2019 года была обнаружена необычно сильная реакция ионосферы на слабую бурю, что указывает на не выявленные ранее физические процессы.

🤩Сравнение с наземными станциями (ионозондами) подтвердило, что радиозатменное зондирование корректно отображает состояние ионосферы как в спокойные периоды, так и во время экстремальных солнечных вспышек.
🤩Благодаря РЗ сканированию удалось зафиксировать уникальные явления, которые сложно поймать наземными методами — например, резкое поднятие максимума ионосферного слоя более чем на 100 км вверх во время сильных бурь.
🤩Усвоение данных РЗ в динамические модели позволяет строить четырехмерные карты электронной плотности (3D, включая время). Это ключ к пониманию физики ионосферы и созданию более точных систем предупреждения о сбоях в навигации.
🤩 Важное преимущество метода — возможность мониторинга над океанами и полярными регионами (Арктикой и Антарктикой), где практически нет наземных датчиков, но где отклик на магнитные бури проявляется сильнее всего.

На сегодняшний день метод сталкивается с двумя барьерами:
1. Нехватка данных: Доступно около 6000 профилей в день, чего недостаточно для полного глобального охвата.
2. Задержка: Данные поступают с опозданием в несколько часов, что мешает прогнозированию космической погоды в реальном времени.
Будущее метода связано с запуском новых спутниковых группировок и использованием малых коммерческих спутников. Это позволит создать полноценные 3D-модели ионосферы и глубже понять ее динамику.

📖 Подробнее читайте в статье с.н.с. ЛТРВ А.В. Шмакова в журнале Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: ‘Использование данных радиозатменного зондирования при изучении отклика ионосферы на магнитные бури: обзор’.

🌍 🌞 Сегодня отмечается Международный день климата

Эта экологическая дата появилась как напоминание о важности климатических проблем и необходимости международного сотрудничества в их изучении и решении. Праздник начали отмечать по инициативе метеорологических и природоохранных организаций, а со временем он стал частью глобальной экологической повестки. ⛅️

🎙 🗣К Международному дню климата предлагаем посмотреть лекцию Александра Чернокульского из проекта «Ученые против мифов», посвящённую наиболее распространённым мифам о климате и глобальном потеплении.

🌏 Почему люди недооценивают климатические риски?

Несмотря на растущее число климатических аномалий и уверенность ученых в серьезности проблемы, население продолжает недооценивать риски изменения климата. По данным исследований, в России лишь 13% населения считают изменение климата проблемой, которую необходимо решать на государственном уровне.

Ученые связывают это с феноменом «сверхоптимизма» - когнитивным искажением, из-за которого человек:
🤩 переоценивает свои способности и возможностей справиться с неприятностями;
🤩 фокусируется на «я», что вселяет необоснованную уверенность в собственных силах;
🤩 считает себя «лучше среднего» - так называемое предубеждение оптимиста, которое присуще практически любому человеку, известное как разрыв между «я» и «другими».

Дополнительную роль играет и восприятие климатической проблемы как чего-то далекого и абстрактного. В информационном поле изменение климата чаще обсуждается на глобальном уровне, а экстремальные погодные явления редко напрямую связываются с климатическими изменениями.

При этом постоянное акцентирование на катастрофических сценариях может давать обратный эффект: слишком высокий уровень тревоги активирует жесткую защиту психики - полное отрицание. В этом случае люди обесценивают и игнорируют угрозу.

По мнению авторов статьи «Взгляд населения России на климатические проблемы» (А.В. Чернокульский, Т.А. Нестик, А.С. Гинзбург) катастрофизирующая подача часто работает плохо, а к действиям, скорее, приведет информирование о локальных последствиях изменения климата, понятные методы работы с проблемами, демонстрация экономических выгод и ясное разделение ответственности за происходящее между государством, бизнесом и гражданами.

🗣Подробнее читайте в материале Forbes.
🗣Статья: Chernokulsky A. V., Nestik T. A., Ginzburg A. S. The Russian Population’s Perspective on Climate Issues //Herald of the Russian Academy of Sciences. – 2025. – Т. 95. – №. 4. – С. 455-462.

Уважаемые коллеги!

📍21 мая (четверг) в 13:00 в конференц-зале ИФА состоится заседание Ученого совета ИФА им. А.М. Обухова РАН, на котором будут представлены доклады:

🔘Доклад к.ф.-м.н., с.н.с. РАЛ Голиковой Елены Владимировны: «Мониторинг и анализ ВГВ от атмосферных штормов. Влияние флуктуаций атмосферного давления на здоровье населения».
🔘Доклад н.с. РАЛ Попова Олега Евгеньевича «Инфразвуковые сигналы вулканов и некоторые особенности их распространения в атмосфере»

➡️  Желающим подключиться удалённо - просьба обращаться к ученому секретарю к.ф.-м.н. Юлии Викторовне Киселевой (kiseleva@ifaran.ru).

С Днём полярника! 🐻‍❄️🎉
 
Сегодня, 21 мая, свой праздник отмечают люди, для которых «минус 50» — рабочая температура, а полярная ночь — не помеха для научных исследований. Для многих сотрудников Института физики атмосферы полярные регионы — не просто точки на карте, а природные лаборатории, где изменения климата и погоды видны особенно отчётливо, а атмосферные процессы требуют самого пристального внимания.
 
✨Учёные ИФА изучают климатическую систему полярных регионов как единое целое — от циклов атмосферной циркуляции и изменения состава атмосферы до изменения состояния поверхности. Среди ключевых тем:
📍Влияние полярного усиления на климат умеренных широт;
📍Воспроизведение климата полярных районов в прошлом и прогноз изменений в будущем;
📍Оценка климатических рисков и разработка методов прогноза опасных погодных явлений;
📍Исследование структуры и динамики пограничного и приземного атмосферного слоя в условиях сильно устойчивой и неустойчивой стратификаций и разработка параметризаций для моделей Земной системы;
📍Исследование механизмов формарования мезомасштабных циркуляций – от полярных мезоциклонов до ветров Арктических архипелагов;
📍Исследование малых газовых примесей, включая динамику озонового слоя;
📍Исследование источников переноса атмосферных загрязнений в Арктику;
📍Исследование углеродного цикла и вклада арктических экосистем в углеродный баланс;
📍Разработка методик восстановления характеристик покрытой льдом поверхности и газового состава атмосферы по спутниковым данным;
📍Исследование изменения состояния различных арктических экосистем (от полярных городов до тундровых и водных ландшафтов) в условиях изменений климата;
📍Исследование процессов в верхней атмосфере, включая волновые движения и динамику стратосферного полярного вихря.

За 70 лет истории института наши сотрудники участвовали в арктических и антарктических экспедициях, зимовали на полярных и дрейфующих станциях, работали в морях на научных судах и ледоколах, изучали климат полярных городов, болот, рек и тундры. Сегодня экспедиция ИФА РАН регулярно работает на архипелаге Шпицберген. 🐻‍❄️
 
С праздником — всех, кто кормил комаров на Ямале и в Якутии, чинил датчики в пургу, замерзающими руками запускал регистрацию данных, кто чувствовал, как уходит палуба из-под ног в полярный шторм, кто знает полярное безмолвие и треск крошащихся льдин.
 
И конечно — тех, кто остаётся в кабинетах: считает, моделирует, оценивает риски и разрабатывает методы прогноза. Делает всё, чтобы самые суровые и неизученные уголки планеты стали понятнее и доступнее.
 
С Днём полярника! ✨

Фото: сотрудники ИФА.

🌍 Климатические «качели»: Как Атлантика и Тихий океан управляют погодой на планете

Для понимания механизмов формирования глобальных климатических циклов принципиальное значение имеет взаимодействие между ключевыми процессами — Эль-Ниньо — Южным колебанием (ЭНЮК) в Тихом океане и внутридесятилетней изменчивостью температуры в Северной Атлантике. В недавно опубликованном исследовании ученые Мохов И.И. (Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и Смирнов Д.А. (Институт радиотехники и электроники РАН) оценили эти связи, используя эмпирические авторегрессионные модели и ежемесячные данные температурных индексов за внушительный период с 1870 по 2022 годы. Анализ трех различных индексов Эль-Ниньо (Niño-3, Niño-3,4 и Niño-4) позволил детально рассмотреть, как именно откликаются разные зоны океана на внешние воздействия.

↔️ В работе выявлена устойчивая двусторонняя связь между океанами, подтверждающая, что Атлантика и Тихий океан находятся в постоянном «диалоге». Ключевым выводом стало то, что это взаимодействие является обязательным условием для существования четкой цикличности Эль-Ниньо с периодом в 3–5 лет.

📊 Согласно моделям, при искусственном устранении влияния одного океана на другой спектральный пик на этих периодах либо полностью исчезает (для Атлантики), либо существенно размывается (для Тихого океана). Включение межокеанской связи в расчеты повышает спектральную плотность мощности обоих процессов более чем в два раза, что подтверждает её определяющую роль в поддержании интенсивности климатических ритмов. Наиболее сильный эффект со стороны Атлантики зафиксирован для восточного региона Тихого океана (Niño-3), который географически ближе к ней.

🟣Таким образом, Северная Атлантика выступает активным участником формирования циклов Эль-Ниньо, работая через механизмы атмосферного сопряжения и порой влияя на систему даже сильнее, чем процессы внутри самого Тихого океана.

🗣Подробнее читайте на сайте Российского научного фонда (РНФ).
📖 Статья в журнале Scientific Reports: Mokhov, I. I., & Smirnov, D. A. (2026). Contribution of North Atlantic temperature variability to El Niño cyclicity as revealed by spectral causality estimates.

🌪И все же торнадо в России бывают!

В средней полосе России начался сезон гроз и опасных конвективных явлений — сильных ливней, града, шквалов и смерчей. Накануне в связи с прохождением холодного фронта по Москве Гидрометцентром было выпущено предупреждение о формировании града и шквалов, а метеорологи центра Фобос даже говорили о возможности формирования смерча на севере Подмосковья. Во многих СМИ слово смерч трансформировалось в торнадо. Сегодня представитель Гидрометцентра в ответ на это даже заявил, что торнадо в России не формируются. Так ли это?

Комментирует заместитель директора ИФА им. А.М. Обухова РАН Александр Чернокульский:
«В отличие от английского языка, в русском все крутящиеся воронки воздуха, соединяющие поверхность и облако, называются смерчем. А в английском есть слова tornado, landspout, waterspout, gustnado. Если исходить из строго языковой нормы, то действительно у нас все это — смерчи.
Но если посмотреть на физику процесса, то мы видим, что у нас наблюдаются:
- как слабые смерчи (по типу наших черноморских смерчей), которые формируются за счет конвергенции воздуха под облаком и растут как бы снизу от поверхности к облаку,
- так и сильные смерчи (по типу американских торнадо), которые формируются в так называемом супер-ячейковом облаке, в котором развивается крутящаяся колонна воздуха, т.н. мезоциклон (в диаметре 2-5 км), который при определенных условиях может опуститься до поверхности в виде смерча ➡️ Именно такие смерчи мезоциклонного характера и называются торнадо.

🌀Подобные мезоциклоны видны на данных допплеровских радиолокаторов. Было показано, что некоторые российские смерчи, например смерч в Янауле в 2014 году, имели именно мезоциклонный характер, то есть были торнадо.

В целом, доля мезоциклонных и немезоциклонных смерчей в общей их популяции нам пока неизвестна, и это одна из задач, которая стоит сейчас перед нами. Тем не менее, мы знаем, что чем выше интенсивность смерча, тем выше доля настоящих торнадо. В свое время мы показали, что в России формируется до 50 смерчей в год со скоростью ветра более 50 м/с (это 2 категория из 5) и до 3-4 смерчей в год со скоростью ветра более 70 м/с (3 категория). С начала XX века 3 смерча достигли 4 категории. И кстати один из них в 1904 году проходил как раз через Москву! Смерчи 3 и 4 категории — это уже почти 100% смерчи-торнадо. А вот смерчей пятой категории у нас пока не было.

✍️ Так что в целом не каждый смерч в России — это торнадо, но и говорить о том, что торнадо у нас совсем нет — тоже неверно».

Фотография мезоциклона: автор - Гостев К.С.

🌍 Почему глобальное потепление может приводить к экстремальным морозам?

В новом репортаже RTVI с комментариями зам. директора ИФА РАН Александра Чернокульского разбираемся, как изменение климата влияет на погодные аномалии, почему учёные связывают современное потепление с деятельностью человека и откуда берутся популярные мифы и теории заговора о климате.

📝 В выпуске:
— могут ли морозы быть следствием глобального потепления;
— почему климатологи уверены в антропогенной природе современных изменений климата;
— что не так с распространёнными аргументами климатических скептиков.

🎉Помотреть репортаж можно на YouTube и во ВКонтакте.

#ифа_события

Уважаемые коллеги!

📍9 июня (вторник) в 14:00 в ИФА им. А. М. Обухова РАН (Пыжевский пер., 3, стр.1) состоится очередной совместный семинар ИФА РАН и Гидрометцентра России, на котором будет представлен доклад «Наукастинг метеорологических параметров и явлений и опыт его практической реализации».

🎉Доклад представит заместитель директора Гидрометцентра России, к.ф.-м.н. Киктёв Дмитрий Борисович.

В рамках семинара будут рассмотрены:
🤩вопросы, связанные со
спецификой задачи наукастинга, потребностью наукастинга в наблюдениях;
🤩подходы к решению задачи прогноза на ближайшие часы;
🤩 особенности наукастинга осадков и скорости порывов ветра;
🤩 сложность верификации результатов наукастинга, крайне ограниченная предсказуемость на конвективных пространственно-временных масштабах;
🤩важность использования вероятностного подхода.

🇦🇺 Желающим подключиться удалённо - просьба обращаться к секретарю семинара к.ф.-м.н. Юлии Викторовне Киселевой (kiseleva@ifaran.ru).

⚠️ 📆 Напоминаем, что видеозаписи прошедших совместных семинаров ИФА РАН и Гидрометцентра России можно найти на странице ИФА в вКонтакте.