Наследники академика Зуева

Институт оптики атмосферы родился первым в Томском академгородке. У его истоков стоял Герой Социалистического Труда, лауреат Государственной премии СССР и премии Совета Министров СССР, обладатель 22 правительственных наград, академик Владимир Евсеевич Зуев (1925–2003 гг.). Он был у истоков создания Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук (1979 г.). Сейчас в составе ТНЦ СО РАН работают 5 полновесных академических институтов, которые находятся в числе ведущих научных учреждений России своего профиля. К 90-летию академика была проведена конференция  « Чтения, посвященные памяти Академика В.Е. Зуева". Её организаторами стали ТНЦ СО РАН, академические институты города и Томский государственный университет. На торжественном мероприятии, собравшем широкое представительство научного сообщества, участники конференции рассказали о вкладе Владимира Евсеевича в отечественную и мировую науку, обсудили актуальные вопросы развития основанных им научных направлений. Институт оптики атмосферы выделил деньги на создание бюста В.Е. Зуева, который был торжественно открыт 28 января 2015 года. Бюст создан председателем правления Томского регионального отделения Союза художников России А.Н. Гнедых.

.

            Зуев Владимир Евсеевич родился 29 января 1925 года в Иркутской области, был участником Великой Отечественной войны, окончил Томский государственный университет, в 1954 году досрочно закончил аспирантуру, защитив кандидатскую диссертацию, а в 1964 году - докторскую. С 1960 по 1969 год Владимир Евсеевич являлся заведующим лабораторией, а так же заместителем директора Сибирского физико-технического института им. В.Д. Кузнецова при Томском государственном университете. С 1969 по 1997 год он - директор Института оптики атмосферы СО АН СССР, с 1978 по 1992 год – председатель Президиума Томского филиала СО АН СССР. В 1970 году В.Е.Зуев избран действительным членом-корреспондентом АН СССР, в 1981 году – академиком. Владимир Евсеевич – автор более 30 монографий и 700 научных статей, основатель и первый главный редактор журнала «Оптика атмосферы» (с 1992 года «Оптика атмосферы и океана»), член редколлегии ряда советских, российских и зарубежных научных журналов. Среди учеников академика Зуева – четыре член-корреспондента РА Н, более 50 докторов наук.

       В.Е. Зуев – крупный ученый и создатель получившей международное признание научной школы по проблемам распространения электромагнитных волн оптического диапазона в атмосфере, лазерной спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения, лазерного зондирования атмосферы. Чрезвычайно широкий круг его научных интересов охватывал проблемы лазерного зондирования атмосферы и водной поверхности, спектроскопию атмосферных и примесных газов, оптические методы контроля атмосферных параметров и исследование геофизических процессов. В.Е. Зуев являлся безусловным российским лидером оптических аэрозольных исследований. Он – основатель Института оптики атмосферы СО РАН.

Работа Института началась с исследований распространения оптического излучения в атмосфере с учетом поглощения атмосферными газами, ослабления аэрозолями, искажений за счет атмосферной турбулентности. В сфере интересов Института оказались также лазерное зондирование атмосферы, нелинейные эффекты при распространении мощного оптического излучения в атмосфере, генерация и детектирование световых импульсов с заданными свойствами, разработка малоинерционных сверхвысокочувствительных приемников инфракрасного диапазона длин волн. 

После успешных наземных испытаний 20 мая 1995 г. на орбитальной станции «Мир» был установлен первый российский космический лидар «БАЛКАН», созданный совместно Институтом оптики атмосферы,  СКБ НП «Оптика» и НИИ космического приборостроения. Лидар осуществлял зондирование облаков всех ярусов в глобальном масштабе.

Сформированная В.Е. Зуевым в Институте научная школа по оптике атмосферы получила мировое признание. Институт является ведущим учреждением в области фундаментальных и прикладных исследований распространения оптического, и прежде всего лазерного, излучения в атмосфере; линейной и нелинейной атмосферной оптики, молекулярной спектроскопии и влияния составляющих атмосферы на радиационный режим и климат Земли, разработаны методы решения задач самовоздействия лазерных пучков.

Сегодня ИОА решает важные научные проблемы, например, для решения задач доставки высокоплотной световой энергии и создания протяженных электропроводящих каналов в атмосфере в ИОА СО РАН развита прогностическая модель оптической нелинейности воздуха при распространении в нем импульсного (пикосекундного) мультитераваттного лазерного излучения в десятимикронном диапазоне длин волн. Модель учитывает оптический эффект Керра, нелинейности высших порядков, ионизацию газовой среды электронным ударом, спектрально-селективное молекулярное поглощение. Проведенные с использованием модели численные эксперименты по филаментации излучения мультитераваттного CO₂-лазера в атмосфере впервые показали, что характерной чертой самовоздействия излучения является формирование протяженного и широкого в поперечнике высокоинтенсивного плазменного канала с аномально широким спектром (4–20 микрон). Определяющее влияние на длину канала оказывает влажность атмосферного воздуха. Авторами исследования являются д.ф.-м.н. Ю.Э. Гейнц, д.ф.-м.н. А.А. Землянов.

В целях развития методов экологического мониторинга окружающей среды с использованием современных лазерных систем в ИОА СО РАН впервые решена задача дистанционного определения параметров аэрозоля средствами зондирования атмосферы фемтосекундными лазерными импульсами с использованием явления генерации суперконтинуального излучения. Методика дистанционного определения концентрации и размеров аэрозольных частиц разработана на основе технологии многочастотного лазерного зондирования атмосферы и использует оригинальный алгоритм решения обратных задач. Методика апробирована в экспериментах с монодисперсной аэрозольной системой с радиусом частиц 0.5 микрон. Авторы: д.ф.-м.н. Г.Г. Матвиенко, к.ф.-м.н. В.К. Ошлаков, к.т.н. А.Я. Суханов.

Современные численные модели радиационного баланса и циркуляции атмосферы Земли, численные модели долгосрочного прогноза погоды и изменения климата нуждаются в надежных данных по оптическим характеристикам перистых облаков. Но пространственно-временная изменчивость облаков и сложная зависимость между их оптическими и микрофизическими параметрами делают перистые облака одним из главных источников неопределенности в численных моделях климата. В ИОА СО РАН впервые в приближении физической оптики решена задача рассеяния света на ледяных гексагональных кристаллах перистых облаков в окрестности направления рассеяния назад. Построены теоретически обоснованные профили спектрального, деполяризационного и лидарного отношений, использующихся в задачах лидарной диагностики атмосферы. Полученные результаты необходимы для интерпретации лидарных данных при диагностике слоев ориентированных кристаллов в перистых облаках. Авторы: д.ф.-м.н. А.Г. Боровой, к.ф.-м.н. А.В. Коношонкин, к.ф.-м.н. Н.В. Кустова, к.ф.-м.н. Ю.С. Балин, к.ф.-м.н. Г.П. Коханенко, И.Э. Пеннер.

В ИОА СО РАН на Фурье-спектрометре Bruker IFS 125 HR впервые, в диапазоне длин волн 2.1–2.5 микрон (коротковолновая инфракрасная область), зарегистрировано поглощение молекулярного водорода, находящегося в объеме нанопор аэрогеля (пористый материал из диоксида кремния) при атмосферном давлении. В обычных условиях водород не поглощает излучение в инфракрасной области, что связано с особенностью строения его молекулы; поглощение в газе, вызываемое столкновениями молекул между собой, проявляется при повышенных давлениях – от десяти атмосфер. В нанопорах аэрогеля с диаметром пор 20 нанометров молекулы водорода чаще сталкиваются со стенками, чем между собой, в результате формируется так называемое «эффективное» давление, которое в данном случае составило 12 атмосфер. Этого оказалось достаточным для появления поглощения в инфракрасной области. Полученные результаты имеют важное фундаментальное значение при исследовании взаимодействия газов с поверхностями, при определении свойств наноструктурных материалов оптическими методами, а в перспективе – для разработки топливных водородных ячеек. Авторами этой  работы стали: д.ф.-м.н. Ю.Н. Пономарев, к.ф.-м.н. А.А. Солодов, д.ф.-м.н. Т.М. Петрова, к.ф.-м.н. А.М. Солодов.

 Основные направления фундаментальных и прикладных исследований Института оптики атмосферы на 2015–2025 гг.:
 

• атмосферная оптика и спектроскопия, распространение оптического излучения в атмосфере; нелинейные и когерентные оптические явления;
• исследование процессов, определяющих оптическое состояние атмосферы; радиационный режим и климат Земли;
• оптико-электронные системы и технологии исследования окружающей среды.

Институт выполняет 12 научно-исследовательских проектов в рамках программ фундаментальных научных исследований Сибирского отделения РАН. 

ИОА СО РАН занимается фундаментальными проблемами оптики атмосферы, включая молекулярную спектроскопию, распространение оптических волн, атмосферную коррекцию, дистанционную диагностику окружающей среды. Одним из важных проектов является  «Развитие лазерных и оптических методов зондирования атмосферы». Эти исследования ведёт директор Института оптики атмосферы, заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических наук Геннадий Григорьевич Матвиенко.

Наследство академика Зуева приумножается усилиями его последователей и учеников. Именем академика Зуева назван Институт оптики атмосферы СО РАН, площадь в Томском академгородке и малая планета под номером 10492.

                                                                Материал подготовила Т.Котляревская