14/08/2018

Ученые выявили самые горячие точки Красноярска

УЧЕНЫЕ ВЫЯВИЛИ САМЫЕ ГОРЯЧИЕ ТОЧКИ КРАСНОЯРСКА

Ученые ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН вместе с коллегами из Сибирского федерального университета составили тепловую карту Красноярска. В городе наблюдается два типа тепловых аномалий — природные и связанные с деятельностью человека. По данным спутникового наблюдения разница температур воздуха между пригородом и «горячими точках» возле торгово-развлекательных комплексов или промышленных зон в летнее время достигает 10 градусов Цельсия. Результаты исследования представлены на международной конференции InterCarto/InterGIS-18

Карта летних тепловых аномалий в Красноярске.

В крупных городах температура воздуха в течение всего года на несколько градусов выше, чем на прилегающих территориях. Такое явление получило название «остров тепла». Формирование тепловых аномалий зависит от многих факторов. Застройка влияет на перенос воздушных масс; здания, тротуары и другие структуры сохраняют больше тепла, чем растительность и почва; промышленные объекты выделяют дополнительное тепло; в городе изменяется способность поверхности отражать солнечный свет.

Красноярские ученые создали карту тепловых аномалий своего города. На территории Красноярска выделяется несколько тепловых аномальных зон разного типа — природные возвышенности, территории около крупных торгово-развлекательных центров, промышленные зоны предприятий, участки теплового загрязнения сточными водами. По словам кандидата физико-математических наук, заведующего лабораторией дистанционного зондирования Земли ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН Олега Якубайлика наиболее интенсивное излучение тепла наблюдается от объектов, сделанных из плотных материалов с высокой теплоемкостью, таких как асфальт, бетон и железобетон, камень.

Для исследования тепловых особенностей Красноярска ученые использовали космические снимки территории города в летние безоблачные дни. Для построения карты аномалий пришлось совместить данные теплового инфракрасного диапазона спутника Landsat с данными видимого и ближнего инфракрасного диапазонов спутниковой группировки PlanetScope.

Среди наиболее «горячих точек» ученые отмечают ряд территорий с хорошо поглощающей солнечную радиацию открытой «голой» почвой — Караульная гора, отдельные участки в северо-западной части города. Аномалии, связанные с застройкой, формируются возле торгово-развлекательных центров и в промышленных кварталах. Например, на территории возле железнодорожного вокзала и неработающего комбайнового завода. Тепловые аномалии на правом берегу Енисея наблюдаются в районе промышленной зоны: Красноярский машиностроительный завод, ТЭЦ-1, Сибирский завод тяжелого машиностроения. В Советском районе, расположенном на левом берегу, максимальные температуры преобладают в промышленной зоне города, а также в местах скопления торгово-развлекательных центров, а именно возле ТРЦ «Планета», гипермаркета «Лента», ТРЦ «Июнь», автосалонов, ТЦ «Авиатор» и ТК «Командор».

«Целесообразность изучения городского микроклимата связана с тем, что эта информация помогает понять причины неблагоприятной экологической ситуации в Красноярске, которая, в свою очередь, формируется под влиянием антропогенных факторов», — заключил Олег Якубайлик.

Тепловая карта Красноярска может быть использована при планировании развития города, освоении новых территорий, реконструкции жилых и производственных зон, для оценки комфортности условий жизни в различных районах города. Набор простых практик для коррекции климата в городе включает ориентацию улично-дорожной сети, расположение городских лесов и парков, обустройство водоемов, строительство энергоэффективных зданий. Например, и это был ожидаемый результат, по данным спутникового мониторинга минимальные температуры в теплый период года в Красноярске наблюдаются в лесных и парковых массивах.

01/08/2018

Разработка красноярских ученых позволит с математической точностью устранять пожары

Ученые Института вычислительного моделирования ФИЦ КНЦ СО РАН совместно со специалистами Института теплофизики С.С. Кутателадзе и Сибирской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России разработали математические модели развития пожара и эвакуации для обеспечения пожарной безопасности в образовательных учреждениях Красноярского края.

Вычислительные инструменты ученых будут использованы при создании индивидуальных версий 3D-тренажёров, направленных на обучение сотрудников и учащихся общеобразовательных учреждений правилам эвакуации при возникновении разных типов пожаров. Индивидуальные наборы сценариев будут учитывать не только физические данные человека, но и особенности внутренней планировки здания. Такие тренажёры уже подготовлены для гимназии №13 «Академ» города Красноярска и ряда школ ЗАТО Железногорск.

Ученые отмечают, что пожарная сигнализация должна быть адресной, поскольку в случае возникновения чрезвычайных ситуаций в разных зонах помещения инструкции по пожарной безопасности будут иметь свою специфику.

«Слепо следовать команде современных систем оповещения о пожаре «Покиньте здание ближайшим путем» – значит подвергнуть свою жизнь риску. Самый кратчайший путь как раз и может стать самым опасным. Перед нами стояла задача с помощью вычислительных алгоритмов получить такой инструментарий, который позволит максимально корректно реагировать на сигнал о пожаре. Мы можем просчитать сколько требуется времени для безопасной эвакуации, в каком направлении нужно двигаться при разном расположении очагов возгорания. Также мы просчитываем сценарии, показывающие последствия пренебрежения элементарными правилами пожарной безопасности: например, какое количество людей может надышаться угарным газом или сколько людей пострадает от воздействия высокой температуры при несвоевременном начале эвакуации», ­– рассказала руководитель проекта Екатерина Кирик.

Полученная методика будет использована при проведении плановых учебных эвакуаций и пожарно-тактических учений в школах Красноярского края.

Задымление на путях эвакуации достигло критических значений (красный цвет) в то время, как эвакуация еще не закончилась при несвоевременном начале эвакуации – более 120 секунд от начала пожара в гардеробе 1-го этажа

27/07/2018

Светящийся белок поможет выявить риск меланомы

Ученые ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН научились выявлять генетические мутации с помощью светящихся белков.  Метод позволяет провести диагностику быстро и точно, не требует дорогостоящего оборудования или специальных навыков персонала. Для проверки метода ученые вместе с коллегами из нескольких организаций Красноярска, Новосибирска и Москвы провели поиск мутаций в генах, отвечающих за синтез пигментов меланинов, повышающих риск возникновения меланомы. Результаты исследования опубликованы в журнале Talanta https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914018306611.

Сотрудники лаборатории фотобиологии Института биофизики СО РАН исследуют возможность использования биолюминесцентных белков для диагностики различных заболеваний. На фото Евгения Башмакова, один из авторов исследования. Фото: https://prmira.ru

Если у вас рыжие волосы и светлая кожа, лучше не злоупотреблять длительным нахождением на солнце – высок риск меланомы. Это один из наиболее агрессивных видов рака с непредсказуемым и зачастую стремительным развитием. Ежегодно в мире диагностируется более 200000 случаев меланомы. Чуть больше пятидесяти лет назад ученые обнаружили, что риск заболеть меланомой передается по наследству. Значит, у людей есть генетическая предрасположенность к такой форме рака.

Меланома чаще наблюдается у людей со светлой кожей, рыжими волосами и большим количеством веснушек. Цвет волос, пигментация и окраска кожи зависят от работы генов, регулирующих синтез пигментов меланинов. Ученые обнаружили несколько десятков вариантов одного из таких генов – рецептора меланокортина. При определенных изменениях в своей структуре этот ген не способен запускать синтез темного пигмента эумеланина, тогда как образование красного пигмента феомеланина продолжается. Для носителей таких мутаций риск заболевания меланомой повышен.

Коллектив ученых из Красноярска, Москвы и Новосибирска оценил риск возникновения меланомы по наличию ряда мутаций в гене рецептора меланокортина. С помощью светящихся белков они фиксировали отличия в гене здоровых и больных меланомой людей. Пациенты с диагнозом меланома чаще, чем здоровые люди, имели две из пяти исследуемых мутаций. Исследование показало, что разработанный способ поиска вариаций в генах пригоден для проведения подобных исследований, обеспечивая быстрое и надежное генотипирование.

«Задача поиска мутаций, связанных с определенными заболеваниями, крайне актуальна. Разработанная нами технология оценки частоты мутаций с помощью биолюминесцентных меток может применяться для любого гена и любой мутации. Главное, что это можно сделать быстро, просто и для большого количества образцов», – пояснила один из авторов исследования кандидат биологических наук, инженер Института биофизики СО РАН Евгения Башмакова.

Для разработки метода ученые использовали созданную ранее систему двухканальной биолюминесцентной диагностики. В ее основе, светящийся белок обелин, выделенный из собранного в Белом море гидроидного полипа Obelia longissima. С помощью кишечной палочки, которой был «вживлен» необходимый для синтеза обелина ген, ученые научились получать этот белок в лаборатории. Затем ученые создали варианты обелина с измененными параметрами свечения. На основе двух белков, излучающих фиолетовый и зеленый свет, и была создана система по определению одиночных мутаций.

В работе использовали образцы крови почти двух сотен больных меланомой и такой же группы здоровых людей. При оценке риска меланомы были исследованы пять наиболее опасных мутаций, связанных с риском этого заболевания. Для двух мутаций была показана взаимосвязь с риском возникновения и развития меланомы, а для одной из них – связь с более агрессивным течением болезни.

Разработанная методика позволяет всего лишь за два часа силами достаточно небольшой клинической лаборатории оценить риск возникновения меланомы. Схожий анализ можно сделать и для определения предрасположенности к любому другому заболеванию, если оно связано с генетическими мутациями. Часто выявление мутаций помогает врачам правильно предсказать течение болезни и подобрать индивидуальную терапию, обеспечивая наиболее эффективное лечение. В случае меланомы информация об индивидуальном риске может быть использована, например, в целях профилактики. «Люди, которые являются носителями мутаций, должны внимательней и осторожней относиться к загару и знать, что такой индивидуальный риск у них и, возможно, у их детей есть», – отметила Евгения Башмакова.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Проект является частью долгосрочного исследования биолюминесцентных систем и их использования в диагностике различных заболеваний, которое проводится в лаборатории фотобиологии Института биофизики СО РАН.

___________________________________________________________________________________

Дополнительная информация для СМИ: Егор Задереев, группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН, 8 913-833-71-50