Тема

Руководитель проекта: Буднев Н.М.

Наименование структурного подразделения ИГУ, в котором реализуется проект: Научно-исследовательский институт прикладной физики.

В последние годы стало понятно, что особую роль в экосистеме Байкала играют гидрофизические процессы, многие из которых более характерны для океанов и морей, чем для континентальных озер. Они создают условия для формирования высокого качества байкальской воды и во многом определяют не только биологические ритмы, особенности биоразнообразия и эндемизма байкальских гидробионтов, но и саму возможность существования жизни в глубинной зоне озера.

В рамках Байкальского нейтринного проекта разработаны методы развертывания со льда притопленных буйковых станций (в том числе, связанных с береговым центром кабельными линиями связи), оснащенных разнообразным научным оборудованием, в том числе: приборами для измерения температуры, течений, оптических свойств водной среды и т.д. Такой подход позволяет прослеживать динамику изменения параметров среды на протяжении многих лет с высоким (до секунд) разрешением по времени, при этом появляется возможность сгладить флуктуации измеряемых величин, и исследовать процессы с различными временными масштабами. Проект предполагает продолжение наблюдений за развитием гидрофизических процессов с помощью нескольких сотен различных приборов, размещенных на буйковых станциях в соответствии с представленным ниже планом. 

Проект направлен на решение фундаментальных междисциплинарных проблем, связанных с комплексным изучением явлений и механизмов тепло- и массопереноса в оз. Байкал и их влиянием на развитие биогеохимических процессов, что необходимо для формирования более точного представления о современном состоянии экосистемы озера, механизмах ее функционирования и создания прогноза развития.

- развить новые физические методы исследования динамических процессов в озере Байкал;

- создать систему долговременного многопараметрического мониторинга гидрофизических процессов с помощью распределенной в большом водном объеме сети гидрологических, акустических и других приборов, построить на базе полученных данных модели процессов горизонтального и вертикального тепло- и массопереноса в Байкале.

В рамках данного проекта планируется исследовать механизмы водообмена в Байкале на основе информации о температуре, прозрачности, свечении водной среды, вертикальной компоненте электрического поля Земли и т.д., полученной путем долговременного многопараметрического мониторинга процессов в озере Байкал с помощью нескольких сот гидрофизических, оптических и акустических приборов, размещенных на 21 буйковой станции глубоководного комплекса Байкальского нейтринного телескопа. Это позволит выяснить основные закономерности горизонтальной и, в особенности, вертикальной циркуляции вод Байкала, определяющей формирование и структуру водных масс озера и влияющей на их качество. Будут разработаны новые аппаратные и программных средства, развиты системы долговременного мониторинга на базе стационарных буйковых станций, организованы сезонные экспедиционные наблюдения на выделенных полигонах за пространственной и временной изменчивостью гидрофизических полей на основе стационарных буйковых станций. Предполагается провести сбор и анализ информации о внешних факторах, с которыми связаны динамические процессы (ветер, атмосферное давление, колебания уровня).

Ожидаемые научные результаты проекта

На основе данных долговременного гидрофизического, гидрооптического, гидроакустического и геоэлектромагнитного мониторинга будут построены модели:

- формирования вертикальных гидрофизических конвективных структур и динамических процессов переноса вещества в Байкале;

- масштабов обновления глубинных и придонных вод озера Байкал;

- генерации вынужденной глубинной конвекции при обратной температурной стратификации;

- горизонтального и вертикального водообмена и переноса биогенных элементов в условиях прямой стратификации;

- обменных процессов в присклоновой зоне озера, в том числе связанных с апвеллингами/даунвеллингами.