История
Федеральное государственного бюджетного учреждения науки Института физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук (далее ИФА им. А.М. Обухова РАН)) создан как Институт физики атмосферы АН СССР в соответствии с постановлением Президиума Академии наук СССР от 06 января 1956 года № 5 при реорганизации Геофизического института АН СССР (Постановление Президиума АН СССР от 06.01.1956 г. № 5). В связи с образованием Российской академии наук переименован в Институт физики атмосферы РАН (ИФА РАН) - указ Президента от 21.11.1991 № 228, Распоряжение Президиума АН СССР от 04.12.1991 № 10103-790. В 1995 году Институту присвоено имя организатора и бессменного его директора с 1956 по 1989 год академика А.М. Обухова. Институт создан с целью изучения основных процессов в атмосфере, опираясь при решении конкретных задач на достижения физики, механики и прикладной математики. Институт имеет обособленные подразделения-геостационары: Звенигородская научная станция (Московская обл., Одинцовский район), Цимлянская научная станция (Ростовская обл., г. Цимлянск), Высокогорная научная станция (Республика Карачаево-Черкессия, Малокарачаевский район) с базой в г. Кисловодске (Ставропольский край), действующие в соответствии с Положениями, утвержденными директором Института.
Директором Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН с 1990 - 2008 гг. был академик РАН Георгий Сергеевич Голицын. C 2009 -2018 гг. директором Института был академик РАН Игорь Иванович Мохов. С 2018-2024 гг. директором Института был доктор физико-математических наук Сергей Николаевич Куличков. С 2024г. по настоящее время директором ИФА им. А.М. Обухова является академик РАН Владимир Анатольевич Семенов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН - один из ведущих научных центров страны и мира в области науки об атмосфере. Здесь современными теоретическими, вычислительными и экспериментальными методами проводятся исследования по проблемам: теории климата; изучения динамических процессов в атмосфере; взаимодействия атмосферных процессов с процессами в океане; исследований состава атмосферы и его трансформации, а также влияния этих факторов на здоровье человека; физики и химии верхней атмосферы; атмосферной акустики; атмосферной оптики и спектроскопии. Разрабатываются рекомендации по использованию полученных фундаментальных результатов для решения конкретных научных и прикладных задач. Институт играл и играет важную роль в научной оценке, анализе проблем и выработке рекомендаций по межправительственным соглашениям по вопросам изменений глобального климата ( Киотский протокол, Парижское соглашение), освоения Арктики и Антарктики. Сотрудники Института участвуют в подготовке российских и международных докладов по проблемам изменения климата и устойчивого развития в качестве экспертов, ведущих авторов, рецензентов, в том числе в подготовке докладов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), комиссии ООН по устойчивому развитию.
Основной целью Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук является выполнение фундаментальных научных исследований и прикладных разработок в области физики атмосферы.
Штат Института в период организации составлял 116 человек, в том числе 36 научных работников, из них 4 доктора наук и 10 кандидатов наук. В настоящее время в Институте работает 215 человек, в том числе 122 научных работников, из них три академика РАН, два члена-корреспондента РАН, 28 докторов наук и 52 кандидата наук.
Основными направлениями научной деятельности Института (записанными в Уставе) являются фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования свойств атмосферы:
- диагностика и моделирование климата, параметризация климатообразующих процессов, исследование взаимодействия облачности, аэрозоля и радиации, взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью, изучение региональных проявлений глобальных изменений климата;
- исследование и мониторинг газового состава атмосферы и атмосферных примесей;
- прогноз возможных последствий их изменений для окружающей среды и климата Земли;
- изучение динамических и статистических характеристик вихревых и волновых движений в атмосфере, акустические и внутренние гравитационные волны;
- спутниковое зондирование атмосферы;
- мониторинг и прогноз временных и пространственных изменений состояния верхней атмосферы.
При Институте работает диссертационный совет по специальности 1.6.18 «Науки об атмосфере и климате» по защите докторских и кандидатских диссертаций (докторский совет открыт в 2010 г.). За последние пять лет на диссертационном совете защищено восемь кандидатских диссертаций.
В ИФА им. А.М. Обухова РАН ведется большая работа по подготовке научных кадров и научно-образовательной деятельности. В Институте имеется аспирантура, в которой ежегодно обучается в среднем 10 аспирантов. Работает Совет молодых ученых.
С 1965 года при Институте издается журнал «Известия РАН. Физика атмосферы и океана».
Фундаментальные и прикладные разработки ИФА им. А.М. Обухова РАН соответствуют мировому уровню и широко известны научной общественности. Ежегодно сотрудниками публикуется около 200 научных работ, в том числе около 100 – в международных журналах. За последние пять лет сотрудниками Института издано 17 монографий.
В разработке основных направлений деятельности Института, формировании ядра его коллектива и организации научных исследований участвовали под руководством первого директора Института академика А.М. Обухова выдающиеся ученые: Б.М. Бовшеверов, Г.С. Голицын, А.С. Гурвич, В.И. Дианов-Клоков, В.И. Красовский, А.С. Монин, Г.В. Розенберг, В.И. Татарский, Е.М. Фейгельсон, А.М. Яглом и другие.
Широко известны работы Института по проблемам атмосферной турбулентности. Здесь необходимо отметить, что А.М. Обухов совместно с А.Н. Колмогоровым впервые в мире сформулировали теорию локальной однородной и изотропной турбулентности для флуктуации скорости. Позднее (1949) А.М. Обухов развил теорию флуктуаций для давления и пассивной примеси, включая температуру (официально зарегистрированное открытие № 296 от 19.10.1984 г.). На основе этих законов А.М. Обуховым впервые в мире теоретически обосновано явление рассеяния звука на атмосферной турбулентности. На основе этого М.А. Каллистратовой в 1958 году под руководством В.М. Бовшеверова были разработаны прототипы устройств, позволяющих измерять вертикальное распределение характеристик турбулентности в атмосферном пограничном слое. В последствие эти исследования были использованы при создании, широко используемых в практических приложениях, акустических локаторов атмосферной турбулентности - содаров. Под руководством В.М. Бовшеверова были заложены основы методов акустической анемометрии и термометрии, получившие широкое распространение в мировой практике. Созданная А.С. Мониным и А.М. Обуховым теория подобия (1953,1954) турбулентного приземного слоя атмосферы, прошедшая первую экспериментальную проверку на Цимлянской научной станции ИФА, до сих пор является необходимым блоком всех существующих климатических моделей. В 1962 г А.М. Обуховым было получено общее уравнение эволюции потенциального вихря под воздействием неадиабатических факторов. Он первый применил понятие потенциального вихря для диагноза крупномасштабных атмосферных процессов, что в настоящее время используется в долгосрочном прогнозе погоды и ее диагнозе.
К важнейшим достижениям Института 1960-х годов относятся также развитие представлений о динамике воздушной среды, создание теории колебаний земной атмосферы (Л.А. Дикий, 1969 г.), формулировка (А.М. Обухов, 1968 г.) понятия "систем гидродинамического типа" - дискретных аппроксимаций уравнений гидродинамики.
В начале 1970-х годов под руководством А.М. Обухова, начинаются, а в дальнейшем под руководством его ученика профессора Ф.В. Должанского продолжаются работы по развитию систем гидродинамического типа для описания глобальных геофизических движений, изучение их устойчивости, трансформаций в них энергии в лабораторных, теоретических и численных моделях. К этому времени относятся работы А.М. Обухова, Е.Б. Гледзера и Е.А. Новикова по развитию систем гидродинамического типа для описания развитой турбулентности с помощью каскадных моделей, моделирующих схему преобразования энергии в турбулентных потоках соответствующую теории Колмогорова. Ими предложены различные типы каскадных взаимодействий.
В ИФА зародилось и получило широкое признание в мире новое направление исследований - распространение волн (световых, звуковых и радиоволн) в турбулентной атмосфере, которое основал А.М. Обухов и развил В.И. Татарский. Сочетание теории с экспериментом позволило открыть явление "Закономерность увеличения обратного рассеяния волн" (официально зарегистрированное открытие № 359 от 2.12.1988 г., авторы- С.С. Кашкаров, Ю.А. Кравцов, В.И. Татарский, А.Г. Виноградов, А.С. Гурвич. За результаты, полученные в исследованиях по этому направлению, сотрудникам ИФА А.С. Гурвичу, В.И. Кляцкину, А.М. Обухову и В.И. Татарскому была присуждена Государственная премия СССР за 1990 г.
К важнейшим достижениям Института 1960-х годов относятся также развитие представлений о динамике воздушной среды, создание теории колебаний земной атмосферы (Л.А. Дикий, 1969 г.), формулировка (А.М. Обухов, 1968 г.) понятия "систем гидродинамического типа" - дискретных аппроксимаций уравнений гидродинамики.
В начале 1970-х годов под руководством А.М. Обухова, начинаются, а в дальнейшем под руководством его ученика профессора Ф.В. Должанского продолжаются работы по развитию систем гидродинамического типа для описания глобальных геофизических движений, изучение их устойчивости, трансформаций в них энергии в лабораторных, теоретических и численных моделях. К этому времени относятся работы А.М. Обухова, Е.Б. Гледзера и Е.А. Новикова по развитию систем гидродинамического типа для описания развитой турбулентности с помощью каскадных моделей, моделирующих схему преобразования энергии в турбулентных потоках соответствующую теории Колмогорова. Ими предложены различные типы каскадных взаимодействий.
Со дня образования Института физики атмосферы (1956 г.), в Институте проводятся исследования по изучению процессов в верхней атмосфере Земли на базе измерений характеристик собственного ночного и сумеречного излучений, возникающих на высоте выше 80 км. Это самый длинный ряд измерений в существующей глобальной сети станций, осуществляющих мониторинг изменений в области мезопаузы. Исследования распространения внутренних гравитационных волн в верхней атмосфере позволило В.И. Красовскому сделать открытие "Явление модуляции интенсивности гидроксильного излучения верхней атмосферы внутренними гравитационными волнами" (№ 209 от 21.12.1978 г). Самые длинные в мире ряды температуры на уровне мезопаузы по измерениям характеристик ночного свечения в верхней атмосфере позволили Н.Н. Шефову и А.И. Семенову в 1985 г. обнаружить сильное похолодание зимой в области мезопаузы на фоне глобального потепления у поверхности Земли. А в 1999 году впервые обнаружен положительный тренд температуры выше 100 км и отрицательный на высотах 50-100 км. Это свидетельствует о потенциально важной роли антропогенных факторов и имеет принципиальное значение при определении механизмов происходящих изменений климата.
Новым направлением в деятельности ИФА с конца 60-х годов является, начатое по инициативе Г.С. Голицына изучение атмосфер других планет. Им, впервые, была разработана теория подобия для циркуляции планетных атмосфер (1969-1972г.г.). Результаты о характеристиках ветра в атмосферах планет Венеры и Марса использовались в ОКБ им. Лавочкина при проектировании посадочных модулей советских автоматических межпланетных станций серий "Венера" и "Марс ". В это время была также создана теория и проведены экспериментальные исследования конвекции вращающейся жидкости (1980 - 1995 г.г., Г.С. Голицын, Б.М. Бубнов), нашедшие многочисленные приложения в динамике океана, жидкого ядра Земли, теории ураганов.
В 1983 году Г.С. Голицын начал работы в Институте по климатическим последствиям крупномасштабного ядерного конфликта. Были получены принципиально новые результаты по оценке климатических и экологических последствий глобального ядерного конфликта, показавшие невозможность выживания большинства человечества в случае ядерной войны Он первым в мире в сентябре 1983-го года опубликовал оценки этих последствий, которые потом уточнялись учёными США и ряда других стран. в научном журнале (в «Вестнике АН СССР»). Под его руководством в течение нескольких лет силами ряда институтов проводились эксперименты по изучению оптических свойств дымов самой различной природы.
Институт внес существенный вклад в становление космической программы страны, в открытие и изучение радиационных поясов Земли. Аппаратура ИФА была установлена на третьем советском спутнике Земли (1958) и на спутниках "Космос-3", "Космос-5", "Космос-149". Под руководством научного коллектива сотрудников ИФА на спутниках "Космос-243" и "Космос-384" впервые были проведены исследования спектра теплового радиоизлучения Земли, положившие начало новому направлению в развитии методов зондирования атмосферы и подстилающей поверхности из космоса. На пилотируемых космических станциях "Салют" и "Мир" при непосредственном участии дважды Героя Советского Союза, летчика-космонавта СССР Г.М. Гречко, впоследствии доктора физико- математических наук заведующего лабораторией ИФА, были начаты исследования атмосферы Земли на основе явлений оптической рефракции.
Под руководством Г.В. Розенберга начали развиваться исследования аэрозольных составляющих атмосферы, а также озона. Была разработана теория оптических явлений и распространения света в аэрозольной атмосфере (Г.В. Розенберг, 1960 - 1970 г.г.). В это же время пол руководством Е.М. Фейгельсон и Л.М. Романовой активно и успешно развивались исследования по распространению солнечного и инфракрасного излучения в земной атмосфере с учётом облачности, газовых составляющих и аэрозолей, взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью.. Исследования аэрозоля в атмосфере продолжают успешно развиваться в ИФА под руководством Г.И. Горчакова. Под руководством Н.Ф.Еланского развиваются исследования озона в атмосфере. В г. Кисловодске на высокогорной научной станции (ВНС) проводятся с 1979 года регулярные измерения (мониторинга) приземной концентрации озона и общего содержания озона в столбе атмосферного воздуха
В 70-х годах под руководством В.И. Дианова-Клокова в ИФА развернулись работы по созданию методики и проведению регулярных измерений (мониторинга) концентрации примесных атмосферных газов: окиси углерода(1970 г.) и метана(1974 г.), двуокиси азота (1981 г.) под Москвой (ЗНС) и на Кавказе в районе г. Кисловодска. Теперь эти работы проводятся под руководством Н.Ф. Еланского. Организованы и ведутся регулярные измерения газового и аэрозольного загрязнения атмосферы в течение четырех десятилетий в системе четырех наблюдательных станций в разных российских регионах (на Северном Кавказе, в Центральной Сибири, в Московской области и в г. Москве). С начала 2000-х годов проводятся регулярные измерения О3, NOx, СО, СО2, SO2, CH4, летучих органических соединений (ЛОС), общего содержания NO2, СО, СН4, сажи на этих же станциях.
Новым направлением в деятельности ИФА с 70-х годов является начатое по инициативе Г.С. Голицына и продолженное под руководством И.И. Мохова развитие климатических исследований в Институте. Проводятся исследования в области теории климата для изучения роли естественных и антропогенных факторов на его изменения; диагностика, моделирование климата и его изменений; параметризация климатообразующих процессов. В ИФА им. А.М. Обухова РАН разработана В.К. Петуховым и развивается под руководством И.И. Мохова и А.В. Елисеева глобальная модель Земной системы промежуточной сложности- МЗС ИФА РАН, с помощью которой исследуются глобальные и региональные изменения климата. С использованием МЗС ИФА РАН впервые в мире получены ряд важных результатов, связанных с выявлением причин изменения состояния Земной системы в разные эпохи с выделением роли различных внешних природных и антропогенных факторов. Под руководством И.И. Мохова получены принципиально новые результаты по анализу экстремальных климатических режимов, в том числе связанных с циклоническими и антициклоническими атмосферными вихрями (включая блокирующие антициклоны, тропические и полярные ураганы), и их изменениям при изменениях климата на основе данных наблюдений, реанализа и модельных расчетов. Под руководством В.А. Семенова получены важнейшие результаты о роли естественной изменчивости климата в ХХ веке, в том числе в арктическом регионе. Анализ связи между особенностями климатических изменений и концентрацией морского льда в Северном ледовитом океане позволил также восстановить динамику морского льда в начале столетия, когда прямые измерения достаточного качества недоступны.
Институт сохраняет актуальные направления прошлых десятилетий и активно развивает новые направления научных исследований. Современное состояние научных исследований в ИФА им. А.М. Обухова РАН содержится на сайте Института в разделе «Структура Института».