Стационары

I. Градиентная установка для изучения оптических характеристик природных образований (ГУИОХПО) в составе стационара «Погорельский бор» Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

Градиентная установка

1. Общие сведения

1.1. Название стационара, год создания.

Градиентная установка для изучения оптических характеристик природных образований (ГУИОХПО) в составе стационара «Погорельский бор» Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, КНЦ СО РАН, существует с 2004 г.

1.2. Научный руководитель, контактное лицо – член-корреспондент РАН Миронов Валерий Леонидович
1.3. Контактный адрес: Академгородок, 50, г. Красноярск, 660036. Тел./факс: (391) 290-50-28, rsdvm@ksc.krasn.ru

2. Местонахождение стационара и социально-бытовые условия

Стационар находится в 50 км от г. Красноярска (N56°20′; E92°59′). Проезд автомобильным транспортом по автодороге Красноярск – Енисейск. Имеется возможность круглогодичного проживания и проведения научно-исследовательских и полевых работ. Электроэнергией, водой, печным отоплением обеспечен.

3. Использование стационара в научных исследованиях

3.1. Направления исследований, проводимых на стационаре

    • Основной задачей решаемой с использованием ГУИОХПО КНЦ СО РАН являются круглогодичные полевые испытания и тестирование аппаратуры и методик радарного и радиометрического дистанционного зондирования в зоне бореальных лесов Сибири в изменяющихся сезонных и метеорологических условиях. ГУИОХПО позволяет имитировать условия работы космической аппаратуры дистанционного зондирования Земли.
    • Радиометрические измерения радиояркостной температуры в условиях естественных процессов увлажнения, высыхания, замерзания и оттаивания лесного почвенного покрова с целью создания методик обработки аэрокосмических радиометрических данных для изучения мезомасштабных потоков влаги и тепла с применением космического аппарата ESA SMOS.
    • Измерение параметров сигналов спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, принимаемых разнесенными в пространстве антеннами измерительной аппаратуры типа МРК–32, с целью разработки алгоритма определения влажности лесного полога и верхнего слоя почвенного покрова.

3.2. Лабораторно-производственные помещения

Стационар включает следующие объекты: 1) градиентная установка; 2) радиометрический комплекс; 3) лабораторная комната для обработки данных; 4) жилое помещение на 7 койко-мест.

3.3. Приборное оснащение

    1. Градиентная установка состоит из двух металлических вышек (высота 45 м) с наблюдательными площадками и подвесной канатной дороги с маятниковым движением грузовой тележки на расстояние 265 м, которая перемещает комплексы аппаратуры дистанционного зондирования (спектрофотометры, лидары, радары и радиометры) над эталонными лесными посадками различного породного и возрастного состава.
    2. Радиометрический комплекс «МИРК» предназначен для полевых стационарных измерений радиояркостной температуры поверхности земных покровов. Центральные частоты измерений 1,42 ГГц и 6,9 ГГц. Флуктуационная чувствительность не хуже 0.3 К при постоянной времени 1 с. Диапазон измеряемых радиояркостных температур от 100 до 400 К. Ширина диаграммы направленности рупорных антенн по уровню –3 дБ составляет ≈ 25° для двух линейных ортогональных поляризаций. Комплекс работает при температуре окружающего воздуха от −20 до +40 С и управляется от одного персонального компьютера.

3.4. Участие в выполнении проектов СО РАН, РАН, международных и общероссийских программах

    • Программа РАН «Радиофизические методы диагностики окружающей среды». Базовый научный проект СО РАН «Диэлектрическая спектроскопия природных сред в радиоволновом диапазоне частот» 2006-2011 гг.
    • Экспедиционный проект «Исследование процессов замерзания и оттаивания почв лесных территорий Сибири радиометрическими и радарными методами» 2007-2008 гг.
    • «Изучение процессов излучения и рассеяния электромагнитных волн СВЧ-диапазона лесными покровами Сибири» 2004-2006 гг.
    • Совместный проект РФФИ-НЦНИ (Франция) «Разработка модели диэлектрической постоянной почвы» 2009-2011 гг.
    • Грант Американского фонда гражданских исследований и развития (CRDF) «Диэлектрическая база данных для микроволнового зондирования приполярной Арктики» 2007 г.
    • Проект «Разработка новых высокоинформативных методов и программно-аппаратных средств микроволновой радиометрии для мониторинга биогеохимических циклов приполярных территорий Сибири» в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2005-2006 годы.
    • Проект «Разработка методов космической радиолокации и радиометрии территории Сибири» в рамках ФЦП «Интеграция науки высшего образования России на 2002-2006 годы»
    • Комплексный проект СО РАН «Аэрокосмическая радиолокация и радиометрия земных покровов» 2004 г.

3.5. Значимые научные достижения, полученные с использованием наблюдений, проводимых на стационаре

    • Дистанционным радиометрическим методом определена толщина промерзающего слоя, и обнаружены эффекты неизотермического переноса влаги в поверхностных слоях почвы. Установлено, что толщина переходного слоя между промерзшим слоем и нижележащей незамерзшей почвой увеличивается при увеличении глубины промерзания. Показано, что можно изучать гидрофизические характеристики почв дистанционным радиометрическим методом.
      1. П.П.Бобров, В.Л.Миронов, А.С. Ященко, «Суточная динамика радиояркостных температур почв на частотах 1.4 и 6.9 Ггц в процессах промерзания и оттаивания», Радиотехника и Электроника, том 55, № 4, 2010, с.424-431.
      2. P.P. Bobrov, V.L. Mironov, A.S. Yashchenko, Diurnal Dynamics Radiobrightness Temperature of Soil on the Frequency 1.4 and 6.9 Ghz in the Processes of Freezing/Thawing in Proceedings IGARSS, 2010, pp. 4477-4479.
    • Проведенные исследования показали, что суточные циклы вариаций радиояркостной температуры лесной почвы, покрытой хвойным опадом, сдвинуты по времени относительно циклов, наблюдавшихся для свободной от опада почвы, а так же относительно циклов температуры поверхностного слоя почвы. Показано, что коэффициент излучения возрастает благодаря формированию просветляющего слоя на поверхности почвенного покрова, покрытого опадом, который может возникать, вероятней всего, как за счет неизотермического перемещения влаги в верхний слой, так и за счет выпадения росы.
      1. Mironov V.L., Bobrov P.P., Yashchenko A.S., Savin I.V, and Repin A.V. Effect of Antireflective Surface at the Radiobrightness Observations for the Topsoil Covered with Coniferous Litter // PIERS Online, vol. 5, no. 8, pp. 751-755, 2009.
    • Экспериментальные исследования высотной зависимости уровня электромагнитного поля проводились в диапазоне частот от 0.2 до 1 ГГц на “эталонной сцене” лиственничного древостоя с известными лесотаксационными и биометрическими параметрами. На частоте 200 МГц внутри лесного покрова присутствует мощная прямая волна горизонтальной поляризации, высотный ход амплитуды поля которой имеет явно выраженный интерференционный характер. Для вертикальной поляризации интерференционный характер высотного хода уровня поля выражен слабее, поскольку амплитуда прямой волны в этом случае оказывается ослаблена, по сравнению с горизонтальной поляризацией, на 6 дБ. На частоте 1000 МГц ослабление прямой волны возрастает от 10 до 21 дБ, и, соответственно, амплитуда поля в толще лесного покрова в основном определяется боковой волной. В результате этого интерференционный характер высотного хода уровня амплитуды поля на этой частоте проявляется слабее. На этой частоте практически отсутствует зависимость уровня высотного хода от поляризации зондирующего излучения, что основной вклад в рассеянное поле вносит боковая волна. Влиянием боковой волны можно объяснить также тенденцию возрастания уровня поля с подъемом приемной антенны.
      1. V.L. Mironov, S.N. Novik, E.D. Telpukhovsky, and V.P. Yakubov Height Dependence of Electromagnetic Field inside the Forest Canopy at Meter and Decimeter Wavelengths //Proceedings of IGARSS’06. Denver, USA. 31 July-04 August 2006.

3.6. Научная часть годового отчета, представляемого в Комиссию, созданную для проведения конкурса по поддержке полевых стационаров (станций) институтов СО РАН

Проведённые экспериментальные исследования позволили установить природу интерференционных сигналов космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS, возникающих вблизи поверхности земли благодаря сложению прямой волны и волны, отраженной от поверхности. Показано, что с помощью производимой в России приемной аппаратуры, можно зарегистрировать интерференционную картину сигналов навигационных систем не только над почвенным покровом, свободным от растительного покрова, но и над лесным пологом и внутри лесного полога. Доказано, что для определения влажности лесных почв с использованием интерференционных сигналов необходимо учитывать существенный вклад, вносимый в интерференцию элементами лесного древостоя.

Отчет за 2011 год

Отчет за 2012 год

4. Вовлеченность стационара в процесс научного взаимодействия и подготовку кадров

2004-2006гг. – 2 студента и 2 аспиранта Томского государственного и Красноярского государственного технического университетов
2007-2008 гг. – 2 аспиранта и 3 студента Омского педагогического госуниверситета 2009 г. – 2 студента Сибирского государственного аэрокосмического университета
2010 г. – 3 студента Сибирского федерального университета

5. Фотогалерея

II. Научно-экспериментальная база «Опорно-экспедиционный пункт «Ширинский» КНЦ СО РАН

1. Общие сведения

1.1. Название стационара, год создания.

Научно-экспериментальная база «Опорно-экспедиционный пункт «Ширинский» КНЦ СО РАН. Создан в 1973 г. как стационар «Ширинский» Института леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО АН СССР. Передан на баланс КНЦ СО РАН в 2003 г.

1.2. Научный руководитель, контактное лицо – д.т.н., профессор Владимиров Валерий Михайлович
1.3. Контактный адрес: Академгородок, 50, г. Красноярск, 660036. Тел./факс: (391) 243-97-65, vlad@ksc.krasn.ru

2. Местонахождение стационара и социально-бытовые условия

2.1. Адрес стационара – Республика Хакасия, Ширинский р-н, п. Колодезный, ул. Степная, 4; ул. Степная 4а, тел. 8 (39035) 9-77-12
2.2. Картографическая схема

2.3. Занимаемая площадь – стационар имеет два земельных участка площадью: 1,6 га и 0,6 га, соответственно. Исследуемая территория охватывает Орджоникидзевский, Ширинский и Боградский районы р. Хакасия.
2.4. Транспортные коммуникации – стационар находится в 356 км от г. Красноярска, проезд автомобильным транспортом по трассе Красноярск – Абакан или от ст. Шира (железнодорожная линия г. Ачинск – г. Абакан)
2.5. Жилье, электроэнергия, вода, связь – имеется 24 оборудованных летних жилых дома общей площадью более 1000 кв.м, летний водопровод, баня, душ, лабораторные и складские помещения . Обеспечен электроэнергией, проводной и мобильной телефонной связью, доступом в Интернет.

3. Использование стационара в научных исследованиях

3.1. Направления исследований, проводимых на стационаре:

    • традиционными направлениями исследований с момента создания стационара остаются разработка биоэкологических основ и технологий создания устойчивых лечебно-оздоровительных лесных насаждений на основе использования биоразнообразия местных (природных) и интродуцированных растений в условиях сухостепных, засоленных почв Хакаской степи.
    • проведение экспериментов и испытаний радиотехнической аппаратуры различного назначения;
    • экспериментальное определение технических характеристик разрабатываемых устройств;
    • исследование состояния атмосферы в данном районе;
    • исследование влияния ионосферы и тропосферы на распространение радиоволн и точность измерений;
    • отработка элементов и основных блоков обработки информации МСТ – радара;
    • исследование влияния ионосферы на точностные характеристики КНС ГЛОНАСС/GPS.

3.2. Лабораторно-производственные помещения

На стационаре имеется 4 лабораторных корпуса для биологических и радиофизических исследований, складское помещение, летняя беседка для разборки образцов насаждений. Для радиофизических исследований используются две асфальтированные площадки общей площадью около 1000 кв.м.

3.3. Приборное оснащение

Проведения сезонных научных исследований обеспечивается необходимым комплексом оборудования, которое привозится и монтируется на время работ.

3.4. Участие в выполнении проектов СО РАН, РАН, международных и общероссийских программах

    • Программа Президиума РАН № 27 «Биологическое разнообразие» проект «Влияние искусственных лесных посадок на свойства почв в прибрежной зоне озера Шира»
    • Программа Президиума РАН № 30 «Живая природа: современное состояние и проблемы развития» проект СО РАН № 2 «Инвентаризация и динамика лесных и болотных экосистем юга Сибири»
    • Грант РФФИ № 11-04-00033-а «Экспериментальное изучение реакции древесных растений Сибири на изменение климата»
    • Грант РФФИ № 11-04-00063-а «Цитогенетические и анатомические реакции древесных растений при их расселении по различным территориям»

 3.5. Значимые научные достижения, полученные с использованием наблюдений, проводимых на стационаре

Разработаны биотехнологические основы создания устойчивых лечебно-оздоровительных и защитных лесных насаждений с применением мелиорации и стимуляторов микоризообразования.

3.6. Научная часть годового отчета, представляемого в Комиссию, созданную для проведения конкурса по поддержке полевых стационаров (станций) институтов СО РАН

Отчет за 2011 год

Отчет отдела радиотехники и электроники КНЦ СО РАН за 2012 год, научный руководитель — д.т.н., проф. СФУ Владимиров В.М.

4. Вовлеченность стационара в процесс научного взаимодействия и подготовку кадров

Ежегодно на стационаре проходит молодежный научный форум «Наука. Промышленность. Экология», в котором участвуют около ста молодых ученых из всех институтов КНЦ СО РАН.

Продолжаются многолетние научные исследования сотрудниками Института леса СО РАН.

Отчет за 2012 год Института леса им. Сукачева В.Н. СО РАН

Отчет по теме «Оценка состояния искусственных лесных насаждений и их воздействие на лесорастительную способность почв прибрежной зоны озера Шира», научный руководитель — д.б.н., профессор Сорокин Н.Д.

По долгосрочным программам о сотрудничестве выполняются исследования сотрудниками и студентами Сибирского федерального университета и Сибирского государственного технологического университета. Проводятся студенческие учебные практики.

Отчет по теме «Мелкие млекопитающие Ширинского района», научный руководитель профессор, д.б.н. Соколов Г.А., СФУ

 Отчет по теме «Изучение состояния искусственных насаждений лиственницы сибирской larix sibirica ldb. и трансформация живого напочвенного покрова после низовых пожаров в условиях сухой степи», научный руководитель — Ковылин Н.В. – д.с.-х.н., профессор, СибГТУ

Отчет по теме «Особенности послепожарной динамики живого напочвенного покрова в искусственных фитоценозах лиственницы сибирской сухой степи», научный руководитель — Ковылин Н.В. – д.с.-х.н., профессор, СибГТУ, 2012 год

5. Фотогалерея