Заключение диссертационного совета (Воздействие солнечных и межпланетных факторов на атмосферу и климат Земли)

аттестационное дело № _____________дата защиты 19.05.2016, протокол №ЗАКЛЮЧЕНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТАД 501.001.63, созданного при МГУ имени М.В. Ломоносова, по диссертации КасаткинойЕлены Алексеевны на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.Диссертация «Воздействие солнечных и межпланетных факторов на атмосферу иклимат Земли» в виде рукописи по специальности 25.00.29 выполнена в Федеральномгосударственном бюджетном научном учреждении «Полярный геофизический институт».Диссертация принята к защите 12 января, протокол № 1Соискатель – Касаткина Елена Алексеевна – Российская Федерация, старший научныйсотрудник лаборатории радиопросвечивания Федерального государственного бюджетногонаучного учреждения «Полярный геофизический институт».В 1986 году соискатель окончила физический факультет Ленинградскогогосударственного университета по специальности «Геофизика».Диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук«Воздействие неоднородностей солнечного ветра и корпускулярной активности намагнитосферу, ионосферу и атмосферу Земли в полярной шапке» защитила в 1997 году вдиссертационном совете, созданном на базе Главной астрофизической обсерватории РАН.Научный руководитель (консультант) – отсутствует.Официальные оппоненты:1.

Обридко Владимир Нухимович, гражданство российское, доктор физико-математическихнаук, заведующий отделом физики солнечно-земных связей Федеральногогосударственного бюджетного учреждения науки Институт Земного магнетизма,Ионосферы и Распространения радиоволн имени Н.В. Пушкова Российской АкадемииНаук;2. Огурцов Максим Геннадьевич, гражданство российское, доктор физико-математическихнаук, старший научный сотрудник Федерального государственного бюджетногоучреждения науки Физико-технический институт им. А.Ф.

Иоффе Российской академиинаук;3. Трошичев Олег Александрович, гражданство российское, доктор физико-математическихнаук, профессор, заведующий отделом геофизики Федерального государственногобюджетного учреждения «Арктический и антарктический научно-исследовательскийинститут»дали положительные отзывы о диссертации.Ведущая организация – Федеральное государственное бюджетное учреждение«Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова» (ФГБУ «ИПГ», г.Москва) – дала положительное заключение (заключение составлено зам. зав.

отделом № 6ФГБУ «ИПГ» д.ф.-м.н., доцентом Н.Г. Котонаевой и Ученым секретарем Ученого Совета,к.ф.-м.н. Е.Н. Хотенко и утверждено директором Института прикладной геофизики,профессором, д.ф.-м.н., В.Б. Лапшиным).На автореферат поступили отзывы:1. Иванов Н.И., доктор техн. наук, Засл. деятель науки РФ, профессор, заведующий кафедрой экологии иБЖД ФГБОУ ВПО Балтийский государственный технический университет «Военмех» им. Д.Ф.Устинова (БГТУ «Военмех»). Отзыв на автореферат положительный, замечаний не содержит.2. Сидоров Н.В., доктор физ.-мат. наук, профессор, заведующий сектором колебательной спектроскопии иструктурных исследований лаборатории материалов электронной техники ФГБУН Института химиии технологии редких элементов и минерального сырья им.

И.В. Тананаева Кольского научного центраРАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН). Отзыв на автореферат положительный, замечаний не содержит.3. Клейменова Н.Г., доктор физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник ФГБУН Институтафизики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН). Отзыв на авторефератположительный. В качестве основного замечания отмечено отсутствие серьезного анализавлияния возмущений в солнечном ветре и межпланетрой среды на высокоширотныевариации атмосферного электрическогополя, наблюдающиеся в условиях такназываемой «хорошей погоды».4.

Криволуцкий А.А., кандидат физ.-мат. наук, заведующий лабораторией химии и динамикиатмосферы ФГБУ «ЦАО» Росгидромета. Отзыв на автореферат положительный. Вкачестве основных замечаний отмечено, что, во-первых, при расчете эффективностиобразования дополнительных молекул NO на каждую пару ионов используетсякоэффициент 1.25, величина которого является достаточно спорной, во-вторых, вавтореферате отсутствует описание способа расчета концентрации молекул NO, втретьих, отсутствуют ссылки на важные, более поздние публикации, в частности, связанные с Международным проектом HEPPA.5.

Дергачев В.А., доктор физ.-мат. наук, заведующий лабораторией космических лучейФГБУН Физико-технический им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук. Отзыв наавтореферат положительный, замечаний не содержит.6. Кичигин Г.Н., доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник;Мишин В.В., доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник ФГБУН Институтсолнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СОРАН). Отзыв на автореферат положительный. Замечаний не содержит.В дискуссии приняли участие: д.ф.-м.н., профессор Показеев К.В., чл.-корр.

РАН, д.ф.м.н. Еланский Н.Ф., д.ф.-м.н. Перов С.Н., д.ф.-м.н., профессор Шумилов О.И. Во всехвыступлениях были отмечены актуальность и значимость результатов исследований,представленных в диссертационной работе Касаткиной Е.А., и предложено проголосовать заприсуждение ей учёной степени доктора физико-математических работ.Соискатель имеет 242 опубликованные работы, из них по теме диссертацииопубликована 151 научная работа, в том числе 40 статьи в научных журналах и изданиях,которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий дляопубликования основных научных результатов диссертаций, а также 16 работ в зарубежныхнаучных изданиях, 17 работ в материалах всероссийских и международных конференций исимпозиумов.Наиболее значимые научные работы по теме диссертации:1) Касаткина E.A., Шумилов O.И., Распопов O.М., Хенриксен К.

Озоновые«минидыры», вызываемые солнечными протонами в северной и южной полярных шапках //Геомагнетизм и аэрономия, 1998, Т. 38, № 2, С. 30-36.2) Касаткина Е.А., Шумилов О.И., Вашенюк Э.В. Корпускулярная активность Солнцакак источник аэрозолей в стратосфере // Космические исследования, 1999, Т. 37, № 2, С. 163167.3) Касаткина Е.А., Шумилов О.И. Еще одна загадка Тунгусской катастрофы? // Письмав ЖЭТФ, 2007, Т. 85, вып. 4, С.

255-259.4) Касаткина Е.А., Шумилов О.И., Тимонен М., Канатьев А.Г. Последствия мощныхвулканических извержений по дендрохронологическим данным // Известия РАН. Физикаатмосферы и океана, 2013, Т. 49, № 4, С. 469-476.5) Kasatkina E.A., Shumilov O.I. Cosmic ray-induced stratospheric aerosols: A possibleconnection to polar ozone depletions // Annales Geophysicae, 2005, V. 23, № 3, P.

675-679.6) Kasatkina E.A., Shumilov O.I., Krapiec M. On periodicities in long term climatic variations near 68 N,30 E // Advances in Geosciences, 2007, V. 13, P. 25-29.Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненных соискателем исследований:разработана модель образования протонных озонных «минидыр» (понижений общегосодержания озона), основанная на принципиально новом механизме, связанным собразованием дополнительного количества сульфатных аэрозолей при вторжении ватмосферу высокоэнергичных солнечных протонов;предложены: объяснение закономерностей в образовании и пространственномраспределении обнаруженных озонных «минидыр» в полярных областях, вызванныхсолнечными протонами высоких энергий; принципиально новый механизм, связанный собразованием дополнительного количества аэрозолей и адекватно описывающийобразование озонных «минидыр» во время солнечных протонных событий; гипотеза,объясняющая 20-22–летнюю цикличность в климатических вариациях периодическимувеличением количества космической пыли внутри солнечной системы; объяснениеаномального увеличения роста деревьев после взрыва Тунгусского болида 30 июня 1908 г.,зафиксированного на значительном (более 1500 км) расстоянии от источника на территорииплощадью около 2.5 млн.

км2; новые возможности применения дендрохронологическогометода для решения актуальных проблем палеоастрофизики, в частности, астероиднокометной опасности (каталогизация событий, оценка траектории и зоны воздействия и др.).доказаны: необходимость привлечения гетерогенных процессов, происходящих вприсутствии увеличенной концентрации аэрозолей, при вторжении высокоэнергичныхсолнечных протонов в атмосферу полярных областей; влияние спектральных особенностейвторгающихся высокоэнергичных солнечных протонов на аэрозольную составляющую;реальность воздействия солнечной активности на климат Евро-Арктическогй зоны порегиональным палеклиматическим данным; реальность воздействия мощных (VEI≥5)вулканических извержений на региональный климат Евро-Арктической зоны;введено: новое понятие – протонные озонные «минидыры»Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что:доказаны: неообходимость дополнения газофазной (или гомогенной) фотохимическойтеории подключением гетерогенных процессов при моделировании озонных «минидыр»,образующихся при вторжении высокоэнергичных солнечных протонов в атмосферуполярных областей; важность учета высокоэнергичной части спектра солнечных протоновпри моделировании изменений концентрации озона в полярных областях;применительно к проблематике диссертации результативно (эффективно, то есть сполучением обладающих новизной результатов) использованы:собственные региональные данные по измерению вариаций атмосферных параметров(общего содержания озона и двуокиси азота, концентрации аэрозолей, давления,электрического поля), а также палеоклиматические данные; атмосферные и геофизическиеданные наземных измерений и спутниковые данные; методы математической статистики испектрального анализа;изложены: основы газофазной фотохимической теории в части возможности ее применениядля моделирования изменений концентрации озона и окислов азота при вторжениивысокоэнергичных солнечных протонов в атмосферу полярных областей; аргументы,подтверждающие необходимость привлечения концептуально нового подхода дляобъяснения протонных озонных «минидыр» в полярных областях, связанного собразованием дополнительного количества аэрозолей во время солнечных протонныхсобытий;раскрыты: неполное соответствие результатов моделирования изменений концентрацииозона с экспериментом при вторжении высокоэнергичных солнечных протонов в атмосферуполярных областей во время событий GLE; недооценка роли высокоэнергичной частиспектра вторгающихся в полярную атмосферу солнечных протонов при моделированиипроцессов ионизации;изучены закономерности образования озонных «минидыр», стимулированных высыпаниемвысокоэнергичных солнечных протонов, в зависимости от выполнения некоторыхнеобходимых условий: соответствующие значения атмосферных параметров (температура,влажность, атмосферное давление), а также особенности спектров вторгающихся частиц;проведена модернизация метода расчета скорости ионообразования путем включениявысокоэнергичной части спектра высыпающихся высокоэнергичных протонов.Значение полученных соискателем результатов исследования для практикиподтверждается тем, что:разработан и внедрен полуавтоматический измерительный комплекс с соответствующимпрограммным обеспечением, который может быть использован для подсчета и измеренияширины годичных колец с целью получения палеоклиматической информации;определены: пределы использования газофазной фотохимической теории при моделированииизменений озонной составляющей при вторжении высокоэнергичных солнечных протонов вполярную атмосферу; перспективы использования палеоклиматических хронологийКольскогополуостровадляизучения вариацийсолнечнойактивности,каталогизации мощных вулканических извержений и связанных климатических изменений впрошлом с целью прогнозирования хозяйственно-экономической деятельности в ЕвроАрктическом регионе России; перспективы использования дендрохронологического методадля решения актуальных проблем палеоастрофизики, в частности, астероидно-кометнойопасности (каталогизация событий, оценка траектории и зоны воздействия и др.);создан банк палеоклиматической информации, предназначенный для палеоастрофизическихи палеоклиматических исследований в Евро-Арктическом регионе;представлены: предложение о включении разработанной модели воздействия солнечныхкосмических лучей на озоновый слой и аэрозольную составляющую в глобальные моделиатмосферы; предложение об использовании результатов моделирования, свидетельствующихо росте сульфатных аэрозолей в полярной атмосфере во время протонных событий, длясовершенствования физического механизма солнечно-климатических связей; предложение овключении эффектов воздействия солнечной и вулканической активности на атмосферу иклимат полярных областей в глобальные модели атмосферы и климата; предложение овведении новой методики определения вариаций солнечных и галактических космическихлучей в прошлом по индексу кислотности полярного льда (ранее данный показательиспользовался) только для идентификации вулканических извержений); предложение обиспользования региональных палеоклиматических данных для оценки эффективности ивозможных побочных эффектов контролируемого воздействия на климат за счетстратосферных эмиссий сульфатных аэрозолей.Другие научные достижения, свидетельствующие о научной новизне и значимостиполученных результатов: впервые экспериментально обнаружено увеличение общегосодержания двуокиси азота во время протонного события в высоких широтах,подтвержденное модельными расчетами; впервые показано, что в условиях нарушеннойпогоды (дождь, туман, гроза) спектральные характеристики вариаций давления иатмосферного электрического поля меняются практически синхронно; впервые в России поданным наземных измерений зафиксирован акустико-гравитационный сигнал в диапазонечастот 0.0001 – 1 Гц с от взрыва в атмосфере Витимского болида 24 сентября 2002 г.