Молодые иркутские ученые получили гранты Президентской программы Российского научного фонда

В начале июля Российский научный фонд подвел итоги конкурса Президентской программы по направлению «Проведение инициативных исследований молодыми учеными». Среди победителей четверо иркутских исследователей. Это сотрудники Института систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН, Института солнечно-земной физики СО РАН, Института геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН и Института земной коры СО РАН.

Разработкой математических методов и моделей для выявления критически важных объектов газовой отрасли России с позиции обеспечения энергетической безопасности страны и регионов будет заниматься старший научный сотрудник Института систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН кандидат технических наук Сергей Валерьевич Воробьев.

— В настоящее время все чаще возникают крупные системные аварии в больших системах энергетики. Это связано со значительным старением и износом основных производственных фондов в энергетических системах, а также с недостатком инвестиций, направленных на реконструкцию и модернизацию этих систем. Кроме того, такие аварии возможны по причине внешних воздействий. Соответственно, остро стоит вопрос определения критически важных объектов в системах энергетики с ранжированием этих объектов по степени их значимости. Критически важным, с позиций энергетической безопасности, нужно считать объект, частичный или полный выход из строя которого может нанести стране существенный ущерб в плане значительных недопоставок топливно-энергетических ресурсов. Для предотвращения возможных крупномасштабных аварий в системах энергетики с крупномасштабными ограничениями энергоснабжения необходима разработка методологии использования математических методов и моделей для определения критически важных объектов в системах энергетики, — говорит Сергей Воробьев.

Из-за различий в функционировании больших систем энергетики, фундаментальные основы выявления критически важных объектов этих систем должны формироваться отдельно для каждой системы. В данном проекте авторы акцентируют внимание на системообразующей и превалирующей в структуре топливно-энергетического баланса страны газовой отрасли. Доля газа в потреблении топлива электроэнергетикой в России составляет порядка 75%. При нарушениях работы газовой отрасли в периоды пикового потребления снижение объемов подачи электроэнергии потребителям в некоторых регионах может составлять 50-60%. Поэтому разработка математических методов и моделей для выявления критически важных объектов газовой отрасли России с позиции обеспечения энергетической безопасности страны и их наиболее опасных сочетаний, а также формирование путей минимизации негативных последствий у потребителей при аварийных выходах из строя данных объектов являются актуальными задачами государственного масштаба.

Научный сотрудник лаборатории развития новых методов радиофизической диагностики атмосферы отдела физики околоземного космического пространства Института солнечно-земной физики СО РАН кандидат физико-математических наук Анна Сергеевна Ясюкевич получила грант для исследования пространственных и спектральных характеристик ионосферных возмущений, связанных с развитием неустойчивостей в зимнем стратосферном циркумполярном вихре.

Снимок Земли с МКС / Роскосмос.

— Состояние ионосферы — заряженного слоя атмосферы Земли — оказывает существенное влияние на стабильность работы систем радиосвязи, радионавигации и радиолокации. Учитывая плотную интеграцию таких систем в современную деятельность человека, прогнозирование состояния ионосферы приобретает все большую значимость. Для прогнозирования состояния ионосферы требуется четкое представление о процессах, протекающих в данной среде. Поэтому получение адекватного прогноза является комплексной научной проблемой, поскольку на состояние ионосферы оказывает влияние целый комплекс взаимосвязанных явлений в системе атмосфера-ионосфера-магнитосфера-Солнце. Особенно сложной эта задача является в области полярных и околополярных широт, где, помимо сложного воздействия со стороны магнитосферы и солнечного ветра, ионосфера может подвергаться влиянию возмущений, источники которых располагаются в нижних слоях атмосферы. Так, в зимние месяцы в околополярной стратосфере происходит развитие мощного циклонического вихря и сопровождающего его струйного течения, — объясняет Анна Ясюкевич.

Скорость перемещения воздушных масс в струйном течении нередко превышает 100 м/с, вследствие чего струйное течение является источником постоянной генерации волновых возмущений широкого спектра. Такие возмущения могут переносить энергию снизу вверх и порождать возмущения уже в ионосфере.

— Необходимо исследовать, как эти возмущения, образованные в области полярного вихря в нижней атмосфере, могут воздействовать и на более высокую атмосферу, и ее заряженную часть — ионосферу. Ожидаемые результаты проекта являются, в первую очередь, фундаментальными и позволят получить новые знания о процессах взаимосвязи между различными слоями атмосферы, — говорит Анна Сергеевна.

Кроме этого, результаты проекта внесут вклад в совершенствование ионосферных моделей и схем прогноза состояния ионосферы, а также будут способствовать решению практических задач по обеспечению надежного функционирования систем радиосвязи и радионавигации.

В Институте геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН будет реализован проект «Эклогитовые и гранат-пироксенитовые ксенолиты из кимберлитовых трубок Сибирского кратона — генезис и время формирования».

— Наша научная группа занимается изучением кимберлитов — магматических горных пород, которые отличаются высоким содержанием калия, титана, фосфора, летучих компонентов и относительно низким содержанием кремния. Считается, что родоначальная для кимберлитов магма образуется на больших глубинах — от 150 до 240 километров. При движении вверх магма захватывает другие породы из слоев, расположенных выше, и выносит на поверхность. Те фрагменты, которые захватили поднимающиеся кимберлитовые расплавы, называются ксенолитами (с греческого «чужеродными камнями», отличающимися от самих кимберлитов по составу и происхождению), они дают информацию о составе мантии Земли. Но ксенолиты можно сравнить с галькой из реки — есть обломок, но откуда и когда он был принесен, как он образовался — можно только догадываться. И выяснить его историю — наша научная задача, — рассказала автор проекта, научный сотрудник ИГХ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Татьяна Владимировна Калашникова.

 

Образец ксенолита, который будет использован для выполнения гранта. Минеральный состав – гранат. / Т. В. Калашникова.

Среди ксенолитов выделяется относительно небольшая по численности, но визуально очень красивая группа, которая состоит из красного граната и зеленого пироксена. Их даже возможно использовать в ювелирном деле, но ценнее другое — в этих породах могут встречаться алмазы. Ученые ИГХ СО РАН изучат химический состав пород в целом и отдельных минералов, их взаимное расположение. Их размер и форма также могут многое рассказать об истории породы — какой минерал кристаллизовался раньше и почему. Если минералы образовались одновременно, то по соотношению в них некоторых пар химических элементов возможно оценить температуру и давление — и сравнить с экспериментальными данными.

Исследование на тему «Аккумулятивные берега озера Байкал: основные параметры и условия» проведут в Институте земной коры Сибирского отделения РАН.

— Мы рассмотрим практически все известные науке комплексные аспекты эволюции береговых зон, используя гидродинамический, литодинамический, морфодинамический подходы, анализ периодичности проистекающих процессов, структурно-балансовый подход к оценке наносов береговой зоны на основе анализов отложений, используя как дистанционные, так и прямые методы измерения. Основным объектом будут аккумулятивные берега Байкала, а именно пляжи и аккумулятивные косы, которые рассматриваются как формы динамического равновесия между гидрогенными литодинамическими процессами (волнением и течениями) и поверхностью литосферы. В основе научного исследования гранулометрический анализ отложений аккумулятивных берегов Байкала, — объясняет младший научный сотрудник ИЗК СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Вадим Александрович Пеллинен.

 

Снимок аккумулятивного берега залива Хужирский с БПЛА, остров Ольхон / В. А. Пеллинен.

Для решения поставленных задач будет задействована материально-техническая база ИЗК СО РАН. Основная часть работ будет выполнена на современном оборудовании, которое в этом году закупил Институт земной коры СО РАН в рамках национального проекта «Наука». Также планируется использование дистанционных методов исследования, в том числе применение беспилотных летательных аппаратов. Результаты проекта будут востребованы при планировании экономического и рекреационного освоения берегов Байкала.

Конкурс «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» является частью Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда. Участвовать в конкурсе могут кандидаты наук в возрасте до 33 лет включительно. Грант РНФ выделяется на проведение фундаментальных и поисковых научных исследований в течение двух лет — по 30 июня 2022 года. Размер гранта составляет до 1,5 миллионов рублей ежегодно.

Вера Велякина.

Источник: ИНЦ СО РАН