|English version

Об институте

this page is also available in English view this page in English

Связанные страницы

Учреждение Российской академии наук Полярный геофизический институт Кольского научного центра РАН (ПГИ КНЦ РАН) было основано постановлением Президиума РАН от 11 октября 1960 года для исследования физических процессов в области высоких широт.

ПГИ расположен в городах Мурманске и Апатитах (Кольский полуостров). Основные обсерватории ПГИ расположены в

Ловозеро (Кольский полуостров) и Баренцбурге (архипелаг Шпицберген), где проводятся регулярные наблюдения полярных сияний, космических лучей и геомагнитных пульсаций (частотный диапазон 0.001-20 Гц).

Тематика научных исследований ПГИ КНЦ РАН соответствует Основным направлениям фундаментальных исследований Программы фундаментальных научных исследований Российской академии наук на период 2007-2011 годы, утвержденным распоряжением Президиума РАН от 22 января 2007 г. № 10103-30), закреплена в п. 2.1 Устава Института и включает следующие основные направления:

  • Исследование актуальных проблем оптики полярных сияний и прецизионные оптические измерения в области высоких широт;
  • Исследование современных проблем радиофизики и акустики, в том числе фундаментальных основ радиофизических и акустических методов связи, локации и диагностики, изучение нелинейных явлений;
  • Исследование современных проблем физики плазмы, включая физику астрофизической плазмы (солнечный ветер) и низкотемпературной (ионосферной) плазмы;
  • Исследование современных проблем ядерной физики, включая астрофизические и космологические аспекты (физика космических лучей);
  • Исследование космического пространства, планет, Солнца и солнечно-земных связей.

Научная и прикладная деятельность ПГИ включает в себя разработку и передачу пользователям технических инноваций для высокоширотных гео- и радио- физических наблюдений, мониторинг геомагнитных вариаций в широком частотном диапазоне, мониторинг космических лучей, мониторинг атмосферы Арктики и другие задачи в области физики высоких широт, что обусловлено местонахождением Института. В состав Института также входит мировой центр авроральных данных.

  • физика солнечно-земных связей, космическая погода, плазменные процессы в системе солнечный ветер – магнитосфера – ионосфера. Развивается теория взаимодействия возмущений солнечного ветра с головной ударной волной и МГД разрывами различных типов. Большое внимание уделяется морфологии и физике магнитосферной суббури, в частности, моделированию кинетических процессов, происходящих в тонком токовом слое хвоста магнитосферы при переходе к взрывной фазе суббури, в ходе которой высвобождается гигантское количество энергии, поступающей в ионосферу вместе с высыпающимися частицами и электромагнитными волнами (см. мультфильм). Новым направлением является исследование самоорганизации и турбулентности в магнитосферно-ионосферной системе с использованием спутниковых измерений электрических и магнитных полей, а также оптических данных, полученных на обсерваториях ПГИ

  • экспериментальные и теоретические исследования полярных сияний, которые являются результатом взаимодействия магнитосферных заряженных частиц с атмосферными составляющими. Полярные сияния содержат информацию о процессах, происходящих как в далёком космическом пространстве, откуда приходят энергичные электроны и протоны (энергии от единиц до сотен кэВ), так и в атмосфере Земли, где развиваются авроральные явления.

    ПГИ проводит

    авроральные наблюдения CCD и EMCCD камерами, ТВ камерами всего неба и другими высокочувствительными приборами (в том числе, интерферометром Фабри-Перро), которые позволяют успешно регистрировать сияние не только в тёмное время суток, но и в сумерки. Интерферометр Фабри-Перро позволяет регистрировать слабые свечения, генерируемые во время нагревных экспериментов установками Сура, EISACT, SPEAR.

  • мониторинг и теория космических лучей – высокоэнергичных протонов и ядер лёгких элементов галактического и солнечного происхождения (энергии ~ ГэВ). Используя данные нейтронных мониторов на обсерваториях ПГИ, методом решения обратной задачи определяются характеристики (в частности, энергетические спектры) первичных солнечных космических лучей (СКЛ) и моделируются распространение СКЛ в межпланетной среде, а также проникновение в магнитосферу релятивистских СКЛ. Наибольший интерес представляют события СКЛ во время солнечных вспышек и магнитных бурь. Изучается влияние космических лучей на атмосферные и климатические изменения.

  • восстановление 2-мерных распределений электронной концентрации в ионосфере методом спутниковой радиотомографии в области от субавроральной ионосферы (Карелия) до полярной шапки (арх. Шпицберген). Протяженность цепочки радиотомографических станций ~ 1700 км. Методами спутникового радиопросвечивания исследуются мелкомасштабные неоднородности в Fобласти ионосферы на широтах полярной шапки. Для интерпретации поперечной анизотропии мелкомасштабных неоднородностей спутниковые данные сопоставляются с одновременными измерениями ионосферной конвекции сетью радаров SuperDARN. Высокоширотная часть томографической цепочки может быть использована для изучения эффектов искусственной модификации ионосферы нагревным стендом SPEAR.

  • исследование геомагнитных пульсаций в частотном диапазоне 0.1-20 Гц. Разработанные и изготовленные в ПГИ две идентичные установки с точной привязкой по времени установлены в обсерваториях Баренцбург (арх. Шпицберген) и Ловозеро (Кольский п-ов). Это позволяет, в частности, исследовать распространение возмущений в ионосферном волноводе в меридиональном направлении, что важно для определения положения источника естественных пульсаций в магнитосфере. Благодаря высокой чувствительности, магнитометры регистрируют также слабые сигналы, возбуждаемые в шумановском и ионосферном альвеновском резонаторах. Индукционный магнитометр в Баренцбурге может быть использован в активных экспериментах на стенде SPEAR для регистрации возможных эффектов модуляции нагревной волны низкочастотными (герцовыми) колебаниями.

  • физические процессы в нижней ионосфере, включая распределения электронной плотности, состав и фотохимию на высотах D области ионосферы (50-90 км), скорость ветра и напряженность электрического поля в полярной Е области, акустические и гравитационные волны и их предполагаемая связь с землетрясениями и падениями метеоритов. Данные метода частичных отражений используются для исследования ионосферных эффектов на высоких широтах во время космических всплесков гамма-излучений, солнечных затмений, вспышек рентгеновского и корпускулярного излучений Солнца, вторжений высокоэнергичных частиц из магнитосферы. Результаты измерений используются для исследования уникальных физических явлений, таких как серебристые облака и полярное мезосферное эхо, а также волновых возмущений в частично ионизованной мезосферной пылевой плазме.

  • физические и фотохимические явления в атмосферах Земли и планет. Особое внимание уделяется исследованию атмосферы Арктики, которое включает наблюдения и интерпретацию пространственно-временных вариаций параметров тропосферы, влияния антропогенных и космических факторов на динамику малых составляющих атмосферы, динамики атмосферного озона и атмосферного электричества. Новым направлением является моделирование физических процессов в атмосферах планет земной группы на ранней стадии их эволюции.

ПГИ является организатором ежегодного международного семинара «Физика авроральных явлений», который пользуется большой популярностью среди научного сообщества России и зарубежных стран. Семинар проводится в Апатитах в феврале-марте. Программа семинара включает секции по магнитным бурям и суббурям, полярным сияниям, космическим лучам, солнечно-земным связям и т.д. Участие в семинаре можно приятно сочетать с горнолыжным спортом в горах Хибины.