Атмосфера на кислых водах: почему Кисловодск — уникальный научный полигон?

Город-курорт Кисловодск известен своим чистым воздухом и целебными источниками. Но для учёных Института физики атмосферы (ИФА) РАН это не просто здравница, а уникальный исследовательский центр. Директор ИФА РАН, академик Владимир Анатольевич Семёнов, в интервью для журнала "Наука и жизнь" рассказал о малоизвестных фактах из истории научной станции и о том, какие открытия были сделаны благодаря её уникальному расположению.

Идея создания научной станции в Кисловодске принадлежала основателю ИФА РАН, академику Александру Михайловичу Обухову. В конце 1970-х годов он искал идеальное место для проведения атмосферных наблюдений. Его выбор пал на Кисловодск по нескольким причинам:

Чистый воздух и высота 

Измерительная площадка на плато Шаджатмаз находится на высоте 2070 метров над уровнем моря. На такой высоте атмосфера более разрежена, а загрязнений гораздо меньше, что позволяет проводить точные измерения.

Солнечное место

Кисловодск известен своим большим количеством солнечных дней, что критически важно для спектрометрических измерений, которые требуют солнечного света.

В 1978 году здесь была основана станция, а её главной задачей стало изучение озонового слоя. В начале 1980-х годов, когда "озоновая проблема" только вышла на первый план в мировой науке, Кисловодск стал важной площадкой для проведения первых фундаментальных исследований в этой области.

Со временем наблюдения на научной станции в Кисловодске расширялись. Учёные начали наблюдения за приземными газами атмосферы, такими как оксид азота, СО, различными аэрозолями. Проводились уникальные измерения, в том числе, в области физики верхних слоёв атмосферы, которой занимался отец Владимира Семёнова, Анатолий Иванович Семёнов. Его лаборатория, возглавляемая всемирно известным учёным Валерианом Красовским, установила прибор для измерения температуры атмосферы на высоте мезопаузы, около 90 км. В результате было сделано важное открытие о том, как атмосферные потоки, набегающие на Кавказский хребет, создают гравитационные волны, распространяются вверх в атмосферу, диссипируют, разогревая атмосферу на уровне мезопаузы. Это вызывает аномалии атмосферного свечения, которые и измеряли на станции спектрометрами. Это открытие показало, что динамические процессы, происходящие у поверхности Земли, напрямую влияют на температуру и плотность верхних слоёв атмосферы. 

Сегодня научная станция в Кисловодске превратилась в многофункциональную измерительную площадку. Это позволяет не только вести фундаментальные исследования, но и решать прикладные задачи. По словам Владимира Семёнова, уникальная горная метеорология Кисловодска создаёт особые условия. Здесь часто наблюдаются мощные восходящие потоки воздуха, которые могут вызывать экстремальные ливни. Эти явления позволяют учёным разрабатывать более точные модели для прогноза опасных погодных явлений.

Кисловодск известен своим чистым воздухом, но его состав постоянно меняется из-за туристического потока и развития инфраструктуры. Одной из ключевых задач учёных является мониторинг качества воздуха и моделирование переноса загрязнений.

Мы должны понимать процессы и предлагать технологии. Например, сделать технологию мониторинга, предложить модель, показать, где лучше вести наблюдения, сделать более совершенные методы прогноза качества воздуха на 2-3 дня вперёд. 

– отмечает Владимир Семёнов. 

Созданные ИФА РАН численные модели помогут прогнозировать состояние воздуха на несколько дней вперёд и обосновывать важные решения в области городского планирования.

Каким будет климат в будущем

Климатические изменения неизбежно затронут и Кисловодск. По прогнозам, к 2050 году средняя температура здесь вырастет на 2–2,5°C. Особенно заметным будет рост числа экстремально жарких дней летом: их станет в 3–4 раза больше, чем сейчас. Это ставит важную задачу перед региональными властями — адаптироваться к новым условиям при планировании развития курорта на десятилетия вперёд.

Полное интервью читайте в журнале «Наука и жизнь».