4 апреля 2017 года в 15:00 в СПО ФГБУ «ГОИН» состоится очередное заседание Санкт-Петербургской секции ученого совета ФГБУ «ГОИН»... Далее

Главная / Общая информация
 

История

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ

Ленинградское отделение Государственного океанографического института (ЛО ГОИН) образовано 28 июня 1951 г. приказом № 346 Главного управления гидрометеорологической службы (ГУГМС) на базе Ленинградского филиала ГОИН, существовавшего с 15 января 1946 г., сформированного из ученых морского отдела Государственного гидрологического института (ГГИ) и специалистов Балтийской научно-исследовательской морской обсерватории (БНИМО), организованной 10 марта 1946 г.

Образование ЛО ГОИН явилось одним из этапов развития гидрологических, метеорологических и океанологических исследований в нашем государстве. В 1919 г. для изучения водных ресурсов страны в Петрограде создается ГГИ, в котором морскими исследованиями занимались такие известные ученые, как Н. М. Книпович, Ю. М. Шокальский, К. М. Дерюгин, В. Ю. Визе и др. В 1921 г. был подписан декрет об организации гидрометслужбы РСФСР, головными учреждениями были назначены: по метеорологии – Главная геофизическая обсерватория (ГГО), основанная в 1849 г. в Петербурге; а по гидрологии – ГГИ. В этом же году для всестороннего и планомерного исследования морей Северного Ледовитого океана создан Плавучий морской институт (Плавморнин). В 1925 г. создается институт по изучению Севера, преобразованный в 1930 г. во Всесоюзный арктический институт, переименованный в 1939 г. в Арктический и в 1958 г. – в Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ). В 1929 г. Плавморнин, объединенный с Мурманской биологической станцией, преобразуется в Государственный океанографический институт, директором которого назначается И. И. Месяцев. В 1943 г. в состав ГОИН вошел морской отдел ГГИ, а с 1944 г. ГОИН возглавил известный ученый-океанолог, контрадмирал, профессор Н. Н. Зубов.

Исследования Балтийского моря, кроме морского отдела ГГИ, проводила морская обсерватория Балтийского флота, первоначально располагавшаяся в Кронштадте и Ораниенбауме, а с 1940 г. – в Таллине. 15 февраля 1946 г. эта Обсерватория была преобразована в гражданскую, переведена в Ленинград и названа Балтийской научно-исследовательской морской обсерваторией (БНИМО); директором ее был назначен К. К. Дерюгин. В задачи этой обсерватории входило всестороннее изучение Балтийского моря, разработка и усовершенствование методом морских гидрометнаблюдений в Ленинградской области, Эстонии, Латвии и Литве. К 1951 г. эта обсерватория уже выполнила ряд работ, вошедших в историю отечественной океанографии: "Атлас физико-географических данных" (К. К. Дерюгин, Б. А. Воскресенский), "О зависимости между ветром и течениями на Балтийском море" (Л. Г. Зельгер и И. М. Соскин), "Монографическое описание Рижского и Ленинградского портов" (А. П. Морозов), изобретен волнограф Морозова-Теляева, положивший начало инструментальным измерениям волнения; начаты систематические ледовые авиаразведки. Таким образом, объединение в 1951 г. в институт существовавших в Ленинграде (в ГГИ, ГОИН, БНИМО) научных коллективов, работавших под руководством таких ученых, как А. И. Дуванин, И. М. Соскин, В. В. Тимонов, К. Д. Тирон, К. К. Дерюгин, А. П. Морозов, было естественным признанием достигнутых ими значительных результатов в области океанографии.

В период руководства первого директора ЛО ГОИН Ю. В. Преображенского (1951-1961 гг.) одним из основных направлений деятельности института стали исследования гидрологического режима северо-западных морей – Балтийского, Белого и Баренцева. В первую очередь были организованы интенсивные экспедиционные исследования. В частности, ими было охвачено все Балтийское море, включая Финский, Рижский, Куршский и Вислинский заливы. В них участвовали все прибалтийские управления Гидрометслужбы, АтлантНИРО, БалтНИРХ и ВМФ. Они проводились по разработанной ЛО ГОИН единой согласованной программе на сети стандартных станций и разрезов ежесезонно в течение 10 лет. Основной вклад в эти работы внесли рейсы на НИС "Профессор Рудовиц" и "Океанограф". На базе материалов этих экспедиций и материалов наблюдений в предшествовавшие годы были подготовлены монографии по гидрологии (И. М. Соскин) и гидрохимии (Е. К. Черновская и др.) Балтийского моря. Изложенные в них фундаментальные результаты не утратили своего значения и в настоящее время, как в нашей стране, так и за рубежом. Режимные монографические обобщения были сделаны Ю. В. Преображенским по Баренцеву морю и В. В. Тимоновым по Белому морю. Кроме этих исследований, в ЛО ГОИН успешно развивается направление, связанное с разработкой методов расчета и прогноза температуры воды, уровня, течений и волнения, а также ледового покрова. В частности, В. В. Бетин предложил метод прогноза ледовитости Балтийского моря, И. М. Соскин – метод расчета ветровых течений, Н. С. Уралов – метод долгосрочного прогноза ледовитости и положения кромки льда. ЛО ГОИН стал преемником разработки метода прогноза невских наводнений. Начиная с организации в 1897 г. при ГГО службы предупреждения невских наводнений, эта проблема разрабатывалась в ряде научных учреждении Ленинграда такими выдающимися учеными, как В. Ю. Визе, В. М. Маккавеев, В. А. Берг, С. А. Советов, Б. П. Мультановский, А. А. Каминский.

В середине 50-х годов после накопления опыта изучения наводнений теоретическими, натурными и лабораторными методами (Г. С. Иванов, Н. С. Уралов, Н. И. Вельский, М. С. Грушевский, Н. Н. Лазаренко, Л. Д. Носков, Н. А. Лабзовский, Ю. Д. Михайлов) в ЛО ГОИН в 1954 г. был организован отдел исследования невских наводнений под руководством проф. Л. Ф. Титова, перед которым была поставлена задача разработать метод прогноза этих наводнений.

Столь же традиционным для ЛО ГОИН явилось направление исследований, связанное с подготовкой атласов, гидрометеорологических карт и других справочных пособий, необходимых для обеспечения мореплавания, рыболовства, гидротехнического строительства и обороны страны. В. В. Бетин составил атлас льдов, И. М. Соскин – атлас течений, Л. Ф. Титов, А. П. Морозов – атлас волнения, используемые для обеспечения навигации на Балтийском море. Ю. В. Преображенский, Н. С. Уралов, В. П. Тренин составили гидрометеорологический атлас Баренцева моря, К. Д. Тирон – атлас приливных явлений в Белом море.

Следует отметить, что в гидрометеорологических режимных работах уже в те годы специалистами ЛО ГОИН ставились вопросы описания изменчивости режимных характеристик с привлечением методов математической статистики. Кроме того, ЛО ГОИН стал (приказ ГУГМС № 176, 1995 г.) преемником и еще одного традиционного направления (представленного и в других родственных институтах – ГГО, ГГИ, ААНИИ) метрологической службы в виде Центральной лаборатории поверки морских гидрологических приборов (ЦЛП МГП), возглавляемой А. Ф. Ледневым. Задачей этой лаборатории являлась разработка и усовершенствование методов поверки, надзор за состоянием средств измерений в производственных подразделениях ГУГМС.

Таким образом, в свое первое десятилетие ЛО ГОИН уже сформировался как единый научный коллектив, способный решать широкий комплекс океанологических задач по изучению режима северо-западных морей, разработке методов расчета и прогноза океанологических процессов, по созданию справочных гидрометеорологических пособий, а также по аттестации морских приборов. В эти годы коллектив ЛО ГОИН состоял из 80 человек и работал в составе трех отделов: отдел Баренцева и Белого морей, отдел Балтийского моря с лабораторией гидрохимии, отдел изучения невских наводнений и ЦЛП МГП.

После смерти Ю. В. Преображенского (9 апреля 1961 г.) директором ЛО ГОИН стал инженер-капитан 1-го ранга, канд. геогр. наук Б. А. Филиппов (1961-1971 гг.), ранее возглавлявший родственное подразделение в военной гидрографии. При сохранении преемственности научных исследований ЛО ГОИН в 60-е годы происходит усиленное развитие экспедиционных работ, гидродинамического моделирования штормовых нагонов, изучение ветрового волнения. Отдел невских наводнений возглавил д-р геогр. наук, профессор Н. А. Лабзовский, сплотивший вокруг себя специалистов-гидродинамиков (Л. Ш. Волохонский, Н. Е. Вольцингер, Р. В. Пясковский) и океанологов (Ю. Д. Михайлов, К. С. Померанец, Н. Н. Ла-заренко). В результате работ этой группы был разработан гидродинамический метод расчета и прогноза наводнений на основе численного интегрирования уравнений мелкой воды. Результаты этих работ обобщены в монографиях Н. А. Лабзовского "Непериодические колебания уровня моря" (1971 г.), Н. Е. Вольцингера, Р. В. Пясковского «Основные океанологические задачи теории мелкой воды» (1968 г.), Р. В. Пясковского, К. С. Померанца "Наводнения" (1982 г.).

Метрологическая служба ЛО ГОИН была организована как составная часть метрологической службы ГУГМС. Основной ее задачей было обеспечение единства и достоверности измерений морских гидрологических параметров в Гидрометслужбе. Выполнение этой задачи осуществлялось путем контроля за состоянием и правильным применением морских средств измерений, проведения их своевременной поверки и ремонта, разработки необходимых руководящих документов по поверке, а в случае необходимости – и самих средств поверки. На этом этапе, вплоть до 1972 г. работы носили сугубо производственно-технический характер. В 1975 г. Центральная лаборатория поверки (ЦЛП) ЛО ГОИН была преобразована в отдел метрологии ГОИН (заведующий – Ю. М. Ефремов). В связи с реорганизацией метрологической службы ГУГМС и созданием базовых организаций на отдел метрологии ГОИН были возложены функции базовой организации метрологической службы по океанографическим измерениям. Помимо решения задач по контролю за состоянием и применением средств измерений, их поверки и ремонта, приходилось решать научные задачи по оценке достоверности показаний средств измерений, разработке предложений по созданию метрологических океанографических центров в основных пунктах базирования НИС и НИСП, разработке основополагающих НТД ведомственной метрологической службы и анализу состояния измерений на сети.

Следует учитывать, что в это время на сеть внедряются автоматизированные средства измерений нового поколения, которые не были обеспечены ни средствами, ни методическими указаниями по их Поверке. В связи с этим основные направления деятельности были представлены НИР по разработке средств поверки и руководящих документов по поверке.

Под руководством д-ра геогр. наук, профессора И. Н. Давидана интенсивно развиваются исследования ветрового волнения. В 1964–1969 гг. были проведены шесть специализированных экспедиций в Атлантическом океане на НИС "Океанограф" и "Айсберг", одной из основных задач, которых было получение продолжительных инструментальных измерений волн при разных условиях волнообразования. Впервые было получено более тысячи волнограмм, наибольшая продолжительность записи – до 10 часов (ГМ-16) или 48 часов (ГМ-32), зарегистрированы высоты волн до 14,7 м. В 1963–1965 гг. проведены три летние экспедиции на двух самолетах ЛИ-2, одной из основных задач которых была АФС волновой поверхности. В результате получено 66 планшетов АФС волн на Баренцевом море и Ладожском озере. Трудно переоценить значение полученных натурных данных. На основе обработки и анализа этих данных по методике, изложенной в работе В. А. Рожкова и Ю. А. Трапезникова "Методические рекомендации, алгоритмы и программы расчета вероятностных характеристик ветрового волнения на ЭВМ" (1969 г.) были предложены аппроксимативные выражения для частотного и пространственного спектра волн, распределений элементов волн. Результаты этих исследований обобщены в монографии И. Н. Давидана, В. А. Рожкова, Б. М. Андреева, Л. И. Лопатухина, Ю. А. Трапезникова "Вероятностные характеристики волнения, методы их анализа и расчета" (1971 г.). Благодаря систематизации и анализу данных попутных судовых наблюдений и инструментальных измерений ветра и волнения под руководством И. Н. Давидана была подготовлена серия, опубликованная Регистром СССР – «Справочные данные по режиму ветра и волнения на морях, омывающих берега СССР» (1962 г.), "...в океанах" (1965 г.) и монографический справочник «Ветер и волны в океанах и морях» (1974 г.), за который его авторы (И. Н. Давидан, Л. И. Лопатухин, В. А. Рожков) удостоены премии им. Ю. М. Шокальского.

В 1961 г. в ЛО ГОИН организована лаборатория аэроокеанографии, под руководством канд. геогр. наук Н. Н. Лазаренко. В 1968 г. специалистами лаборатории аэроокеанографии (В. В. Виноградов, В. А. Крупкин) совместно с сотрудниками ЛИТМО создан экспериментальный образец ИК-радиометра ЭИР-68, который предназначен для выполнения судовых измерений. С приходом в лабораторию Е. П. Белькова были завершены работы по созданию самолетного образца ИК-радиометра («Мир-3»). В 1975 г. создана серия этих приборов и внедрена на сети морских УГКС, проработаны варианты оснащения самолета радиобатитермографами разового действия.

В 1971 г. директором ЛО ГОИН назначается Н. Н. Лазаренко (1971 – 1979 гг.). Он продолжил традиционные направления исследований ЛО ГОИН, существенно усилив развитие дистанционных методов зондирования морской поверхности.

В 1977 г. создана полевая экспериментальная база, с целью практической реализации дистанционного зондирования с летающей лаборатории, оборудованной на самолете ИЛ-14. В системе учреждений Госкомгидромета в это время существенное внимание уделялось загрязнению природной среды. ЛО ГОИН организовал регулярные сезонные съемки нефтяных загрязнений Каспия, доведенные до выпуска оперативных бюллетеней, рассылаемых по 80 адресам, заинтересованным организациям. Попутно накапливался опыт проведения термических съемок морской поверхности, а также АФС прибрежной зоны. Успешно были применены для наблюдений за динамикой нефтяного пятна телевизионные съемки, предприняты попытки использования лидара для индикации тонких пленок и многозональной камеры МКФ-6 для определения зон мутности морской воды.

Заведующим лабораторией космической и аэроокеанографии в 1979 г. был назначен канд. физ.-мат. наук С. В. Викторов, объединивший специалистов технического и океанографического профиля (канд. физ.-мат наук В. Ю. Осадчий, В. А. Гашко, В. Г. Смирнов, кандидаты геогр. наук В. В. Драбкин, В. В. Виноградов, И. А. Бычкова).

Основное внимание лаборатория сосредоточила на интерпретации спутниковой информации – нового вида океанологических натурных данных, предназначенного для изучения пространственного распределения температуры воды, ледового покрова, мутности.

Специфика измерений с ИСЗ состоит в том, что регистрируется не океанографическая характеристика, а промежуточный параметр, связанный с какой-либо искомой физической зависимостью (причем не всегда однозначной). Отсюда вполне естественное внимание к так называемой "опорной" (т. е. достоверной и легко интерпретируемой тестовой) информации, в качестве которой были приняты данные авиационных и судовых измерений, полученные в ходе экспедиционных работ на Каспийском и Балтийском морях, а также в Атлантическом океане. Одним из основных направлений работ лаборатории являлось использование спутниковой информации ИК-диапазона в региональной спутниковой океанографии (В. В. Виноградов, С.В. Викторов, В. Г. Смирнов, И. А. Бычкова, М. Д. Демина, В. Ю. Лобанов, В. М. Смоляницкий). Космическая информация о температуре воды получалась с ИСЗ США типа NOAA в виде цифровых данных, принятых в режиме непосредственной передачи. В рамках этого направления выполнены следующие работы:

– организация приема и обработки спутниковой информации ИК-диапазона на региональных АППИ, научно-техническая работа по созданию макета устройства СИ (спутниковой информации), обеспечивающего переход к цифровой информации;

– оснащение НИСП ОДО ГОИН аппаратурой для приема спутниковой информации с ИСЗ NOAA; научно-методические работы по курированию оперативной работы судовых специалистов-операторе в АППИ;

– организация и проведение комплексных подспутниковых океанографических экспериментов на акватории Балтийского моря на основе двустороннего сотрудничества СССР–ГДР; научно-методические работы по планированию управляемого КОПЭ с наведением НИС на океанографический объект.

В результате выполненных исследований были подготовлены и опубликованы следующие работы:

– «Комплексный подспутниковый океанографический эксперимент СССР и ГДР на Балтийском море» (1985 г.);

«Временные методические рекомендации по приему, обработке и использованию спутниковой ИК-информации по температуре поверхности морей и океанов» (1985 г.);

– «Руководство по применению аэрометодов в океанографии. Наблюдения за температурой поверхности моря с помощью инфракрасного радиометра» Ч. 2 (1986 г.);

– монография И. А. Бычковой, С. В. Викторова, В. В. Виноградова «Дистанционное определение температуры моря (спутниковые и авиационные методы определения температуры поверхности моря по излучению в ИК-диапазоне» (1988 г.).

Вторым направлением работ лаборатории являлась разработка методов спутникового мониторинга загрязнения поверхностного слоя морских вод взвешенными веществами. С учетом региональной специфики акватории разработана оригинальная методика, позволяющая определять концентрации взвесей в водных массах восточной части Финского залива. Выполнен цикл исследований по изучению пространственно-временного распределения полей взвеси в Невской губе в различных гидрометеорологических ситуациях (канд. физ.-мат. наук С. В. Викторов, Л. Л. Сухачева, В. Ю. Лобанов). Результаты этих исследований были широко использованы Международной комиссией экспертов, созданной для изучения экологической обстановки в Невской губе в связи с постройкой сооружений защиты Ленинграда от наводнений (1990 г.). В 1980-е годы продолжались и традиционные работы по использованию аэрокосмической информации для изучения ледовых характеристик Балтийского моря (В. В. Драбкин, С. В. Клячкин, М. Л. Фокина, В. М. Смоляницкий).

В 1974 г. в связи с организацией Мурманского филиала ААНИИ ему передана функция головной организации по Баренцевому морю; кроме того, ГОИН взял шефство над Белым морем. Поэтому ЛО ГОИН сосредоточил основные усилия на изучении Балтийского и Северного морей. К началу 70-х годов, обобщив массив исторических данных, С. Фонзелиус показал, что по сравнению с началом века в Балтийском море произошли ухудшения кислородных условий в глубинном слое, общее повышение солености, возросло содержание фосфатов в верхнем слое. Он вскрыл комплекс естественных факторов, определяющих эти тенденции, связал обновление вод Балтийского моря с мощными вторжениями североморских вод через Датские проливы и поднял вопрос о существенном вкладе антропогенного воздействия в связи с возрастанием сброса бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков. В 1970 г. созданная Международным советом по исследованию морей (МСИМ) рабочая группа по изучению загрязнения Балтийского моря перечислила ряд проблем, на которых необходимо сосредоточить первоочередное внимание ученых. В 1974 г. в Хельсинки семь прибалтийских стран заключили «Конвенцию по охране морской среды Балтики» и создали международную (Хельсинкскую) комиссию по претворению этой конвенции в жизнь. Попутно отметим, что в эти годы в Северном море происходила интенсивная добыча нефти с плавбуровых платформ и в связи с этим значительное загрязнение поверхности Северного моря, тесно связанного водообменом с Балтикой. Вполне естественно, что в первую очередь необходимы были интенсивные экспедиционные исследования с широким комплексом гидрохимических измерений и инструментальных измерений течений. Наиболее приспособлены к таким измерениям были зарубежные суда "Аранда" (Финляндия), "А. Пенк", "А. Гумбольт" (ГДР), «Антон Дорн» (ФРГ), «Скагеррак» (Швеция). Суда нашей гидрометслужбы были мало приспособлены для решения этих задач. Выходом из создавшегося положения было выделение для работ на Балтийском море нового НИС "Рудольф Самойлович" и возложение на ЛО ГОИН обязанностей по научному руководству экспедиционными исследованиями. В 1980 г. вошло в строй еще одно НИС "Лев Титов", также предназначенное для работ на Балтике. Сочетание этих НИС с судами "Звезда Балтики" (БалтНИРХ), "Аю-Даг" (ИТЭФ), "Нерей" (ЛГМИ) создало благоприятные предпосылки для широкомасштабных исследований, которые проводились по единой программе, составленной в ЛО ГОИН д-ром геогр. наук Ю. В. Суставовым.

В частности, по полученным натурным данным Ю. В. Суставовым обнаружены «скрытые вихри» на поверхностях раздела слоев с различной плотностью и дана их физическая интерпретация на основе многослойной модели динамики вод Балтийского моря (совместно с Е. С. Чернышевой).

В эти годы Госкомгидромет проводит работы по оптимизации сети наблюдений и автоматизации гидрометизмерений. ЛО ГОИН с момента его основания всегда имел отношение к этим вопросам. Еще в 1957 г. под руководством директора ГОИН А. А. Ющака и при участии Н. Н. Лазаренко была проведена подробная и обстоятельная инспекция всей морской балтийской сети с целью ее рационализации и классификации на станции с вековыми наблюдениями и станции оперативного назначения. В доследующие годы регулярно (один раз в 4–5 лет) специалистами ЛО ГОИН проводились инспекции сетевых подразделений и вырабатывались соответствующие рекомендации. Однако кроме инспекций, традиционной формой взаимодействия с местными управлениями гидрометслужбы (СЗУГМС, УГМС Эстонии, Латвии и Литвы, а ранее – с МУГМС и СУГС) была кураторская работа, состоявшая в совместных региональных, экспедиционных и научных исследованиях. В результате этих работ опубликованы: монография «Гидрометеорологический режим Вислинского залива» (1971 г.); Справочник по гидрологическому режиму морей и устьев рек СССР (I, V, VI тома из восьми выпусков) (1964–1971 гг.).

В октябре 1974 г. международным Олимпийским комитетом было принято решение о проведении Олимпийских игр в 1980 г. в Москве и парусной регаты в Таллине. С 1978 г. приказом Госкомгидромета гидрометобслуживание яхтсменов было возложено на УГКС ЭССР, а ГГО и ЛО ГОИН привлечены к этим работам. В 1978–1979 гг. в Таллинском заливе выполнен комплекс измерений ветра, волнения и течений. В работах по единой программе приняли участие суда "А. Смирнов" (ЭССР), "Радуга" (СЗУГМС), "Геофизик" (Латв. ССР), "Океанограф" (Лит. ССР), а также самолет-лаборатория (ЛО ГОИН). В результате этих исследований, обобщения натурных данных и модельных расчетов было с успехом выполнено обслуживание спортсменов, и участники работ удостоены почетных грамот от спорткомитета, а авторы монографии Г. Л. Портнов (Эстония), Л. Р. Орленко (ГГО), Л. И. Лопатухин, А. П. Белышев, А. Е. Михайлов (ЛО ГОИН) "Исследование гидрометеорологического режима Таллинского залива" (1984 г.) удостоены премии им. Ю. М. Шокальского.

С 1972 г. ЛО ГОИН совместно с СЗУГКС и ГГИ выполнил цикл исследований в восточной части Финского залива в связи с проектированием, а затем и строительством сооружений для защиты Ленинграда от наводнений. Эти исследования включили натурные наблюдения за ветром и волнением на фортах, расположенных в заливе, продолжительные инструментальные измерения течений с АБС, судовые гидролого-гидрохимические наблюдения, самолетные съемки температуры воды, течений, мутности и ледового покрова, обработку и анализ результатов наблюдений и модельные расчеты путем численного интегрирования уравнений гидродинамики. В результате работ для ЛО Гидропроект и Морзащиты были выданы рекомендации по проектированию и строительству защитных сооружений с учетом воздействия на них гидрометеорологических факторов.

В 1979 г. директором ЛО ГОИН назначен д-р физ.-мат. наук, профессор В. А. Рожков (1979-2001), являющийся специалистом в области вероятностного анализа и моделирования океанологических процессов. Это направление исследований возникло внутри научной школы, возглавляемой профессором И. Н. Давиданом при изучении ветрового волнения как вероятностного процесса, и затем развивалось, охватывая другие гидрометеорологические процессы (внутренние волны, колебания уровня морских течений, ветер). Для выявления закономерностей этих процессов необходимо учитывать их характерные особенности и специфику натурных данных, а для синтеза результатов обработки и анализа данных использовать вероятностные модели. Наиболее существенные результаты опубликованы в четырех монографиях. В монографии В. А. Рожкова «Методы вероятностного анализа океанологических процессов» (1979 г.) эти процессы рассматриваются как нестационарные полициклические случайные процессы, дана интерпретация закономерностей выборочной изменчивости оценок корреляционных функций и спектральных плотностей как неоднородных случайных функций, предложены обоснованные рекомендации по повышению достоверности оценок вероятностных характеристик временных рядов натурных данных.

В монографии А. П. Белышева, Ю. П. Клеванцова, В. А. Рожкова «Вероятностный анализ морских течений» (1983 г.) разработан векторно-алгебраический метод вероятностного анализа векторных случайных процессов, позволивший представить вероятностные характеристики скорости ветра и морских течений в инвариантной форме и предложить геометрическую и кинематическую интерпретацию.

В монографии Я. П. Драгана, В. А. Рожкова, И. Н. Яворского «Методы вероятностного анализа ритмики океанологических процессов» (1987 г.) разработаны на основе теории нестационарных периодически коррелированных случайных процессов (ПКСП) методы исследования закономерностей годовой и суточной ритмики гидрометеорологических процессов с учетом приближенной повторяемости и стохастичности их значений.

В монографии В. А. Рожкова, Ю. А. Трапезникова «Вероятностные модели океанологических процессов» (1990 г.) обсуждаются модели океанологических временных рядов как реализаций скалярных и векторных процессов авторегрессии – скользящего среднего (АРСС) в стационарном и ПКСП приближениях, а также осуществлен синтез результатов вероятностного анализа натурных данных с учетом различных диапазонов изменчивости.

В. А. Рожков, продолжая развитие традиционных для ЛО ГОИН научных направлений, поставил перед коллективом института задачу доведения результатов своих исследований до их признания на союзном и мировом уровне. Эта задача возникла как отклик на усиливающийся конкурсный отбор достигнутых научных результатов, в последние годы связанный и с финансированием научной деятельности.

В 1978 г. ЛО ГОИН выступил с инициативой междуведомственных исследований Балтийского моря как единого географического объекта. 4 апреля 1978 г. решением научного совета ГКНТ СССР по проблеме "Изучение океанов и морей и рациональное использование их ресурсов" эта инициатива была поддержана, и разработка научной программы на 20 лет (1981–1999 гг.) поручена ЛО ГОИН. Эта программа была разработана под руководством И. Н. Давидана и согласована с основными исполнителями: Институтом термо- и электрофизики АН ЭССР (ИТЭФ), Институтом биологии АН Латв. ССР (ИБ), Балтийским НИИ рыбного хозяйства (БалтНИИРХ), Ленинградским гидрометинститутом (ЛГМИ), а также было получено согласие на участие в реализации этой программы ряда НИИ Госкомгидромета и АН союзных республик. Основная цель исследований – создание математической модели для научного анализа факторов воздействия на экосистему и для управления антропогенным воздействием на нее.

С 1983 г. издается цикл монографий по проекту «Балтика» «Проблемы исследования и математического моделирования экосистемы Балтийского моря», научным руководителем которого является И. Н. Давидан.

В вып. 1 «Экосистема и ее компоненты» (1983 г.) приведены предварительные результаты анализа современного состояния изученности экосистемы моря, необходимые для постановки задачи ее системных исследований и моделирования; кратко описана экосистема и перечислены задачи, возникающие при имитационном моделировании водных экосистем; рассмотрены основные условия формирования экосистемы: факторы внешних воздействий, абиотические и биотические компоненты, геохимия седиментации и донных осадков.

В вып. 2 «Изменчивость компонентов экосистемы и динамики вод» (1984 г.) на основе анализа натурных данных описаны основные виды движений (длинные волны, инерционные колебания, ветровая циркуляция, квазипостоянный перенос, приливные явления, вихри), показана роль поверхности раздела слоев различной плотности (термоклина, галоклина, холодного промежуточного слоя) в динамике вод; исследована изменчивость гидрофизических и гидрохимических процессов Балтийского моря как водо-объема с ограниченным (односторонним) обменом с океаном, показана роль процессов различного масштаба в формировании общей изменчивости гидрологического режима.

В вып. 3 «Моделирование компонентов экосистемы» (1987 г.) представлены результаты математического моделирования физических, химических и биологических процессов в Балтийском море; в большинстве случаев моделирование доведено до конкретных результатов, сравнимых с данными наблюдений.

В вып. 4 «Основные тенденции эволюции экосистемы» (1989 г.) представлены результаты исследования таких важных черт экосистемы Балтийского моря, как долгопериодные изменения гидрологических условий в зависимости от внешних факторов, эвтрофикации моря и его загрязнения тяжелыми металлами, а также зависимости динамики рыбных популяций от окружающей среды.

На основе анализа данных атмосферных, гидро- и биосферных наблюдений в Балтийском море и смежных с ним районов Атлантики д-ром геогр. наук А. Б. Антоновым описана изменчивость режимообразующих факторов и компонентов экосистемы моря в монографии «Крупномасштабная изменчивость гидрометеорологического режима Балтийского моря и ее влияние на промысел» (1987 г.).

Учреждениями Госкомгидромета под руководством ГОИН в 1968 – 1975 гг. проводились интенсивные исследования прибрежных районов морей СССР, а в 1976 – 1980 гг. – открытых акваторий; с 1981 г. данные наблюдений и модельных расчетов обобщались в виде справочно-монографических пособий по режиму моря. ЛО ГОИН принимал активное участие в этих работах на Балтийском море:

– с 1965 по 1970 г. систематическое изучение структуры течений в прибрежных районах по данным инструментальных измерений (Ю. Д. Михайлов);

– с 1971 по 1980 г. подготовка справочника «Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР», том 1: Балтийское море (вып. 1), Рижский залив (вып. 2), Куршский и Вислинский заливы (вып. 3) (1983–1985 гг. – Ю. В. Суставов).

С 1980 г. началась подготовка справочно-монографического пособия по Балтийскому морю по проекту ГКНТ "Моря СССР", целью которого было дать комплексную характеристику современного состояния гидрометеорологического и гидрохимического режима морей и оценку его изменения под влиянием естественных и антропогенных факторов. Первый его выпуск "Гидрометеорологические условия" (1992 г.) под ред. Ф. С. Терзиева, В. А. Рожкова, А. И. Смирновой содержит описание морфометрических характеристик и геологии моря, основных режимообразующих факторов (метеорология, речной сток, водообмен), термохалинного режима и динамики вод. Структура справочника близка к типовой, однако ему присущи следующие особенности. Впервые режим моря определяется как статистический ансамбль состояний, который проходит система гидрологических, метеорологических и химико-биологических процессов в диапазонах внутрисуточной, синоптической, сезонной, межгодовой изменчивости. Анализ натурных данных проводится не в виде поквадратного массива, а по временным рядам многолетних наблюдений на стандартной сети морских станций. Для обработки этих данных используются методы теории ПКСП и родственных им процессов, изложенные в коллективных монографиях "Режимообразующие факторы, информационная база и методы ее анализа" (1989 г.), "Режимообразующие факторы, гидрометеорологические и гидрохимические процессы" (1988 г.). Кроме статистического описания режима с учетом диапазонов его изменчивости, справочник содержит физическую интерпретацию процессов и факторов их определяющих.

Второй выпуск «Гидрохимические условия, океанологические основы формирования биопродуктивности» (под ред. И. С. Шпаер и др.) подготовлен к публикации. Третий выпуск «Заливы Балтийского моря» в настоящее время находится в стадии подготовки к изданию.

Характеризуя современное состояние исследований Балтийского моря, необходимо упомянуть и о проблеме мониторинга. Составление оценок состояния открытой Балтики и прибрежных вод является одной из функций Хельсинкской комиссии и входит в число важнейших международных обязательств нашей страны. Под эгидой Хельсинкской комиссии подготовлены и изданы первая (1980–1985 гг.) и вторая (1985–1990 гг.) периодические оценки состояния открытой Балтики. На повестку дня поставлен вопрос об оценках состояния прибрежных вод. В 1991 г. на основе опубликованных работ, исторических и вновь получаемых натурных данных составлены предварительные характеристики состояния вод Финского залива (ЛО ГОИН, ГГИ, ИЭМИ, ИЗБ, ТТУ) и Рижского залива (ИБ, БалтНИИРХ).

Детализация этих оценок требует совершенствования системы наблюдений (включая приборы и методы измерения), а также создания информационной базы на технических носителях как составной части географической информационной системы (ГИС). Одним из перспективных источников информации является космическая. В 1987 г. под руководством В. С. Викторова разработаны "Методические указания по комплексному использованию спутниковой информации для изучения морей" и им сформулирована в работе "Спутниковое мореведение" (1988 г.) концепция региональной спутниковой океанографии, объектом исследования которой являются моря, прибрежные и шельфовые зоны морей и океанов. С одной стороны, по абсолютной точности, стабильности бортовых измерительных устройств, номенклатуре данных спутниковая информация больше соответствовала развитию региональной, чем глобальной спутниковой океанографии, с другой – уверенный прием данных с ИСЗ лучше осуществляется на локальных пунктах и при обработке данных на ограниченных пространствах, на которых легче собрать и опорную подспутниковую информацию.

В последнее десятилетие в ЛО ГОИН накоплен опыт использования на Балтийском море спутниковой информации для изучения прибрежных апвеллингов, вихревых структур, течений, распространения взвеси естественного и антропогенного происхождения» сезонного цветения фитопланктона и на основе этого опыта поставлена задача регулярного спутникового мониторинга моря и его заливов.

Одним из традиционных направлений международного сотрудничества на Балтийском море является участие специалистов Л0 ГОИН в конференции балтийских океанографов, которая в 1957 г. восприняла функции существовавшей в 1926–1938 гг. Балтийской гидрологической конференции. Эта конференция регулярно (один раз в два года) собирается поочередно в одной из прибалтийских стран, трижды (в 1966,1980 и 1992 гг.) ЛО ГОИН был организатором конференций в Ленинграде (VI, XIII, XVIII конференций).

На этой конференции заслушиваются доклады ведущих специалистов в области изучения Балтики, обсуждаются программы и результаты совместных экспедиционных исследований. ЛО ГОИН является координатором этих работ, обобщает каждые два года достигнутые результаты в виде национального отчета нашей страны, представляет собственные научные доклады по результатам изучения Балтики. В 70-е–80-е годы в рамках этой конференции готовились материалы для составления водного баланса Балтийского моря. Н. Н. Лазаренко входил от СССР в международную группу экспертов и подготовил раздел "Изменение среднего уровня и объема вод Балтийского моря" международной монографии "Водный баланс Балтийского моря" (1980 г.).

Волновая лаборатория за последние 15 лет достигла под руководством проф. И. Н. Давидана существенных результатов в исследовании, математическом моделировании генерации, распространения и трансформации волн с целью разработки метода расчета волн по полям ветра, в анализе и обобщении данных для описания волнового климата. Доктором геогр. наук Л. И. Лопатухиным на основе систематизации многолетних данных попутных судовых наблюдений подготовлены и изданы карты волнения Атлантического (1977, 1979 гг.), Тихого и Индийского океанов (1980 г.), Средиземного, Норвежского, Гренландского (1983 г.), Северного, Баренцева (1984 г.), Белого, Балтийского (1985 г.), Черного, Азовского (1987 г.), Каспийского (1988 г.), Японского (1989 г.), Охотского (1990 г.), Берингова (1991 г.) морей. Д-ром физ.-мат. наук И. В. Лавреновым на основе численного интегрирования уравнения баланса волновой энергии разработан ряд методов расчета волн на глубокой воде, при наличии течений и в районах со сложным рельефом дна. Проф. В. А. Рожковым и д-ром физ.-мат. наук Ю. А. Трапезниковым предложены вероятностные модели волнения как полимодулированного случайного процесса с учетом его синоптической, сезонной и межгодовой изменчивости. Результаты исследований изложены в монографиях И. Н. Давидана, Л. И. Лопатухина, В. А. Рожкова «Ветровое волнение как вероятностный гидродинамический процесс» (1978 г.). «Ветровое волнение в Мировом океане» (1985 г.), И. Н. Давидана, Л. И. Лопатухина «На встречу со штормами» (1982 г.) и коллективной монографии под ред. И. Н. Давидана «Теоретические основы и методы расчета ветрового волнения» (1988 г.).

В 1987 г. по инициативе ЛО ГОИН была составлена научная программа работ по проекту ГКНТ «Ветровое волнение», входящему в ОКП «Мировой океан»; руководителем проекта был назначен, И. Н. Давидан, а головным учреждением – ЛО ГОИН.

К 1980 г. завершилась реорганизация метрологической службы Госкомгидромета, которая стала составной частью метрологической службы СССР, вследствие чего она должна была руководствоваться требованиями Госстандарта. В системе Госкомгидромета ГОИН был назначен базовой организацией по методам и техническим средствам получения информации о состоянии вод морей, океанов и морских устьев рек, контролю загрязнения морских вод. К этому времени отдел метрологии был преобразован в лабораторию метрологии ЛО ГОИН (зав. В. М. Тимец), и на лабораторию были возложены функции базовой организации в части методов, технических средств получения информации о состоянии вод морей, океанов и морских устьев рек.

Основными направлениями работ по метрологическому-обеспечению являются:

– обеспечение разработки рабочих средств измерений (метрологическая экспертиза ТЗ, проведение и научно-техническое сопровождение НИК и ОКР, проведение государственных испытаний и метрологической аттестации нестандартизированных средств измерений);

– обеспечение эксплуатации СИ (разработка методик поверки, выдача ТЗ на разработку образцовых СИ, проведение и научно-техническое сопровождение разработки средств поверки, разработка и метрологическая аттестация методик выполнения измерений, методическая помощь при поверке и внедрении СИ, поверка СИ);

– проведение организационно-методических работ (анализ состояния СИ и разработка программы метрологического обеспечения (МО), метрологическая экспертиза НТД по океанографическим измерениям, ведомственный контроль за состоянием и применением СИ, участие в работах по повышению квалификации и обучению ведомственных поверителей.

При этом работы по метрологическому обеспечению океанографических измерений целесообразно рассматривать в рамках двух подходов: традиционного и перспективного, связанных с различными этапами развития метрологического обеспечения и соответствующего представления об его объекте. При традиционном подходе принципы МО базируются на общеметрологических исходных положениях, и проводимые работы по контролю за состоянием и применением средств измерений, их поверкой, ремонтом ничем существенным не отличались от ранее проводимых работ. При перспективном подходе в качестве объекта МО рассматривалась измеряемая среда, а не только технические средства, что нашло отражение в работах по разработке и метрологической аттестации методик выполнения измерений температуры и электрической проводимости морской воды непосредственно в море.

В отличие от МО общепромышленных измерений, МО измерений в океане имеет ряд существенных особенностей, которые необходимо учитывать, например взаимодействие и взаимное влияние различных гидрофизических полей, случайный характер и изменчивость гидрофизических параметров в пространстве и во времени, необходимость аттестации и поверки средств измерений в условиях, адекватных реальным условиям их эксплуатации.

При этом чаще всего достоверная физическая модель объекта измерений является целью исследований. Поэтому в погрешностях результатов превалируют методические составляющие, зависящие как от технических характеристик средств измерений (например, инерционных), так и от методов проведения измерений. Другим перспективным направлением развития МО океанографических измерений является создание контрольно-измерительных комплексов и автоматизированных систем на основе аппаратных и программных средств вычислительной техники. В качестве первого шага при решении этой проблемы предполагается создать автоматизированную проблемно-ориентированную систему метрологического обслуживания океанографических средств измерений (АПОС МО), предназначенную для автоматизации процессов контроля состояния и применения СИ, планирования поверочных и ремонтных работ, метрологической аттестации нестандартизированных средств измерений и методик выполнения измерений. Выполнение этой работы позволит, во-первых, резко повысить эффективность оперативного управления, применения и анализа парка океанографических СИ Роскомгидромета и его МО, во-вторых, получить необходимый научный задел для дальнейшей автоматизации обеспечения единства и достоверности измерений в процессе исследований на морях и океанах.

Таким образом, лаборатория метрологии ЛО ГОИН в своей деятельности перешла от решения отдельных задач по МО океанографических измерений (поверка, разработка образцовых СИ) к комплексному решению вопросов измерений основных океанографических параметров. Такой комплексный подход заключается в выполнении НИР и участии в ОКР, начиная от исследований физической модели объектов измерений и экспертизы ТЗ на разработку СИ и до разработки МО методик выполнения измерений, исследований алгоритмов обработки результатов измерений. В результате можно констатировать, что лаборатория метрологии ЛО ГОИН является важным звеном в системе метрологической службы Роскомгидромета и вносит существенный вклад в развитие технологии сбора и обработки океанографической информации.

Характеризуя деятельность ЛО ГОИН, нельзя не вспомнить об участии его сотрудников в крупных океанологических экспедициях. В первой половине 50-х годов ГОИН, ЛО ГОИН и Владивостокское УГМС провели крупную экспедицию под руководством В. В. Тимонова на трех судах (начальниками отрядов на которых были Б. Л. Лагутин, И. М. Соскин, К. К. Дерюгин). В итоге этих работ был предложен метод составления навигационных пособий по течениям для районов со смешанными приливами (И. М. Соскин, А. И. Дуванин), метод расчета приливных колебаний уровня и течений (В. В. Тимонов, О. Р. Лунберг, Т. И. Супранович), отработаны способы постановки инструментальных наблюдений за течениями (Б. Л. Лагутин). В шести атлантических экспедициях П963–1969 гг.) под руководством И. Д. Зыкова были осуществлены длительные наблюдения за течениями на АБС. Они послужили основой для исследования закономерностей Северо-Атлантического течения, а также внутренних волн в Фареро-Шетландском проливе. В 1966 г. ЛО ГОИН впервые в СССР в Атлантическом океане двумя судами («Океанограф» и «Дйсберг») выполнил под руководством И. Д. Зыкова и Ю. В. Суставова двухмесячную серию непрерывных наблюдений за температурой и соленостью воды и течениями. Эти наблюдения положили начало широкомасштабным исследованиям длинных внутренних волн (внутренний прилив, баротропные длинные волны) на базе вероятностных методов с учетом нестационарности процессов и термогидродинамического моделирования.

В. М. Альтшулером на основе анализа большого массива измерений течений составлены карты гармонических постоянных приливных течений Атлантики. Следует отметить, что до организации Одесского отделения ГОИН (приказ ГОИН № 108 от 12 сентября 1972 г.) координацию исследований в Атлантике осуществлял ЛО ГОИН.

В 70-х годах по поручению Госкомгидромета ЛО ГОИН (И. Н. Давидан, Ю. В. Суставов) совместно с ЦНИИ им. А. Н. Крылова (А. С. Горшков) была разработана теория динамики автономных буйковых систем и создан буй новой архитектуры, способный выдерживать гидродинамические нагрузки в условиях мощных течений типа Гольфстрима за счет дополнительной гидродинамической подъемной силы. Основные результаты этих исследований (теория и теоретический чертеж буя) опубликованы в 1972–1977 гг. Сотрудники ЛО ГОИН принимали участие в советско-американском эксперименте "Беринг" в Тихом океане (1973 г.), международных экспериментах АТЭП-72, АТЭП-74. В 1982–1987 гг. в связи с разработкой проблемы добычи железо-марганцевых концентраций со дна Тихого океана ЛО ГОИН участвовал в экспеди* циях и был ответственным исполнителем темы по следующим разделам: волны, течения, оптические характеристики. Результаты этих исследований представлены в коллективной монографии Под ред. В. А. Рожкова "Результаты океанологических исследований в восточной части Тропической зоны Тихого океана" (1990 г.).

Необходимо отметить, что в ЛО ГОИН решались не только проблемы, над которыми работала наша страна (по линии ГКНТ и АН СССР) и ведомство (Госкомгидромет), но также и конкретные прикладные задачи по гидрометеорологическому обслуживанию связанных с морем отраслей народного хозяйства и отдельных учреждений. В 60-х–70-х годах сотрудниками ЛО ГОИН О. А. Владимировым, В. П. Трениным, Л. С. Петровым, Ю. В. Суставовым были подготовлены по Атлантике и его районам семь "Атласов гидрометеорологических и промысловых данных по освоенным и перспективным районам промысла".

В 1969 г. Ю. В. Суставовым для Баренцева моря были построены котидальные карты приливных течений на основе гармонических постоянных течений, рассчитанных для открытого моря по данным наблюдений за течениями на автономных буйковых станциях. Таких карт по сей день не имеет ни один приливной бассейн. В 1982–1986 гг. на основе этих карт был составлен и в 1989 г. опубликован новый атлас течений впервые по всей акватории Баренцева моря.

Сотрудниками ЛО ГОИН созданы "Справочник по ветру и волнам" для нормирования зон плавания судов по заказу Регистра СССР, гидрометкарты морей и океанов для обеспечения флота навигационными пособиями по заказу ЦКП ВМФ, определение нагрузок на плавбуровые установки для разведки и добычи полезных ископаемых по заказу Миннефтегаз, гидрометобслуживлние проектирования и строительства сооружений, защищающих Ленинград от наводнений, по заказу Гидропроекта и Морзащиты, прогноз последствий изъятия стока по заявке Союзгипроводхоза, расчет нагрузки на заякоренные сооружения для проектирования средств океанотехники по заявке Минсудпрома, расширение зон для судов смешанного плавания по заявке СЗРП.

Создана физико-статистическая модель формирования тепловых процессов в Баренцевом море (Труды ГОИН, 1978 г.), и на ее основе разработан метод долгосрочного прогноза температуры воды (Труды ЛГМИ, 1985 г.) на базе уравнения баланса изменчивости в спектральной форме.

Перестройка

Приказом Госкомгидромет № 58 от 10.04.90 “О переводе ГОИН на новые условия хозяйствования” устанавливались “новые” (которые были далеко не лучше “старых”) нормативы:

- по оплате труда, а также “другим” статьям сметы (оплата аренды помещений , коммунальных услуг, командировочным расходам…);

- по работам, выполняемых на основе договоров и заказов.

Устав ЛО ГОИН, утвержденный директором ГОИН 29.04.90, зафиксировал то, что было завоевано ранее: ЛОГОИН является головным подразделением ГОИН в области

- изучения Балтийского моря;

- исследования ветрового волнения в океанах и морях;

- обработки и интерпретации океанографической информации с помощью искусственных спутников Земли и авиационных средств;

- методов вероятностного анализа и моделирования океанологических процессов;

- метрологического обеспечения океанографических измерений.

Переход от “старого” к “новому” был ожидаемым, но достаточно быстрым, и потребовал как психологической (на основе чтения художественной литературы о днях блокады Ленинграда), так и экономической (курсы для директоров НИИ при ГКНТ, регулярное изучение газет и журналов по экономике) подготовки не только руководящих кадров, но и всего коллектива.

Распад СССР тяжело ударил по ГОИН – с 1992 г. институт потерял 75% своего численного состава; СО ГОИН лишился базы по изучению Черного и Азовского морей, ОДО ГОИН – океанической базы с прекрасным лабораторным корпусом, причалами, 8-ю океанскими судами. На этом фоне приказы Госкомгидромет № 48 от 30.04.91 г. о прекращении финансирования работ ПЭБ и № 263 от 30.12.88 о передаче НИСП “Рудольф Самойлович” и “Лев Титов” в Литву сегодня воспринимаются более спокойно, чем в то время. ЛО ГОИН всегда был куратором (а на самом деле советником) прибалтийских УГМС, и совместная деятельность ЛО ГОИН с ними, даже если она сводилась всего лишь к инспекциям и совместному обсуждению итогов деятельности и согласованию планов на заседаниях НТС УГМС и ученом совете ЛО ГОИН, всегда приносила значимые для обеих сторон результаты. Результатом совместной деятельности явились 2 сборника статей: “Режимообразующие факторы, гидрометеорологические и гидрохимические процессы в морях СССР”(1988) и “Режимообразующие факторы, информационная база и методы ее анализа” (1989), в которых был обобщен опыт подготовки справочников и сформулированы методические рекомендации по обработке и анализу натурных данных и 2 выпуска тома Ш “Балтийское море” серии монографий “Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР” (1992,1994).

Характерно, что ослабление позиций России сказалось, в какой-то мере, и на деятельности исторически сложившейся международной Конференции Балтийских океанографов (КБО). На очередной 17 КБО, состоявшейся с 3 по 7 сентября 1990 г. в Норчеппинге (Швеция), обсуждались не только научные доклады, но и место проведения следующей 18 КБО. Благодаря финансовой поддержке Шведского гидрометеорологического института и института системной экологии Стокгольмского университета, а также специальному рейсу НИС “Рудольф Самойлович” в 17 КБО приняли участие 10 научных сотрудников СПО ГОИН с 20-ю научными докладами. По традиции местом проведения 18 КБО должна была стать ГДР, а местом проведения19 КБО – СССР. Выход из ситуации с объединением ФРГ и ГДР и образованием России, Литвы, Латвии, Эстонии был найден благодаря согласию СПО ГОИН провести 18 КБО в Санкт-Петербурге. Несмотря на финансовые трудности 18 КБО была проведена с 23 по 27.11.1992 г. и в ней приняли участие 120 ученых, в том числе 60 – зарубежных, из 9 прибалтийских государств: Финляндии, Шведции, Дании, Германии, Польши, Литвы, Латвии, Эстонии, России; было сделано 100 докладов, из них 50 стендовых. В порядке подготовки к этой конференции с 20 по 21.08.92 состоялся визит в Санкт-Петербург немецкой делегации на НИС “Александр Гумбольт” института по изучению Балтийского моря, возглавляемой директором профессором В. Хемпелем. Темой бесед в эти дни были судьба института в Варнемюнде, научном сотрудничестве между Германией и Россией в области изучения Балтики, программа 18 КБО. Весь 1993 год СПО ГОИН был занят подготовкой к изданию трудов 18 КБО на английском и русском языках. В 1994 г. тексты 74 докладов, включая 32 российских, объемом 30 авторских листов были опубликованы (Proceedings 18-th Conferens of the Baltic Oceanographers (CBO) SMHI. – S.P., 1992).

Следующая 19 КБО (фактически последняя из серии, начатой в 1957 г.) состоялась в Польше с 29.08 по 1.09.94 г. в Сопоте. В ней приняли участие лишь три научных сотрудника СПО ГОИН с 5-ю докладами (Proceedings 19-th Conferens of the Baltic Oceanographers (CBO) SMHI. – Sopot, Poland, 1994). Исходя из условий финансирования, одним из решений 19 КБО было объединить ее с родственными конференциями морских биологов и геологов с целью получения финансовой поддержки от Европейского сообщества. В 1996 г. на о. Борнхольм Дания такое объединение состоялось. Как показали последующие годы, это объединение не привело к желаемым результатам.

В прежние годы лимитирующим фактором была только численность сотрудников учреждения. От этой численности зависел и фонд заработной платы и объем финансирования. Теперь объем финансирования стал первичным, фонд заработной платы хотя и зависел от объема работ, но в бюджетных организациях он был лимитирован месячной тарифной ставкой (МТС), которая менялась, например, в 1993 г. МТС 1 разряда составляла на 1.01. – 1.85 тыс. руб, на 1.02. – 2.25 тыс. руб, на 1.04. – 4.5 тыс. руб, на 1.12. – 16 тыс.руб. Возникло два негативных фактора – рост объема финансирования был возможен только за счет увеличения количества тем (отсюда многотемье), при этом каждая из тем стоила мало, не обеспечивая зарплату исполнителя. В условиях инфляции (роста цен) «новая» зарплата была относительно меньше «старой». Для ликвидации возникшего противоречия требовалось сокращение либо штатных единиц, либо - продолжительности рабочего дня (половина, четверть и т.д.) В итоге из года в год сокращался численный состав отделения, а число тем на одного исполнителя росло.

Объем ведомственного заказа составлял не более 40 %. Господдержка шла по линии проектов ГКНТ или РАН (“Балтика”, “Ветровое волнение”) или за счет РФФИ (на конкурсной основе), или через участие СПО ГОИН в научной тематике государственного научного центра (ГНЦ) ААНИИ. Роль этой доли финансирования также достигала 30 – 40%. Наименее стабилен был объем договорных работ, но именно он давал не только реальную прибавку к зарплате, но и обеспечивал оплату коммунальных услуг (телефон, свет, вода, аренда помещения).

Исследование Балтийского, Белого и Баренцева морей

Сужение границ России в территориальных водах Балтики, ликвидация МФ ААНИИ и смещение интересов ГОИН на южные моря, привели к восстановлению прежних функций и уточнению дальнейших задач СПО ГОИН в области проведения режимных и экосистемных исследований морей северо-запада России (Балтийское, Белое, Баренцево и примыкающая акватория Атлантики, создание и эксплуатация математических моделей физических и химических процессов в морских экосистемах, разработка методов оценки и прогнозирования параметров состояния морей под влиянием природных факторов и антропогенных воздействий.

В области изучения Балтийского моря, начиная с 1991 г., приобретают значимость три задачи:

- разработка и совершенствование экосистемной модели;

- оценка состояния моря и особенно его заливов;

- создание базы данных на ПК.

Для расчета гидрофизических полей, а также для исследования процессов переноса и взаимодействия различных субстанций разработана система моделей на вложенных сетках, двумерная модель акватории, трехмерная модель объекта, боксовая модель взаимодействия процессов транспорта и химико-биологической трансформации вещества. Эта система использована для расчетов динамики вод и распространения примесей во всех трех морях.

Эксперимент августа – ноября 1991 г. был уникален во многих отношениях:

- сроки соответствовали двум существенно отличающимся состояниям - максимального развития биотической составляющей летом и ослаблением ее деятельности осенью при возрастающей роли транспортных процессов;

- одновременное участие 6 – 8 судов на относительно малом пространстве акватории (Финский залив);

- полный обмен данными и результатами обработки между участниками эксперимента.

В условиях Балтийского моря такой эксперимент, при наличии экосистемной модели, позволял дать обоснованную оценку состояния Балтийского моря по тем данным, которые имеются, а не планируются, вместо «узаконенной» периодической оценки, издаваемой ХЕЛКОМ с регулярностью в 5 лет с привлечением признанных экспертов, глубоко разбирающихся в существе происходящих в Балтике процессов.

Результаты этих исследований послужили основой для участия СПО ГОИН в проекте БАСИС (Исследование системы Балтийского моря,. Материалы наблюдений СПО ГОИН за 1978 – 1990 гг. были переведены в современные форматы и переданы как во ВНИИГМИ-МЦД, так и в общую международную базу данных. По данным многосуточных станций различной продолжительности исследована короткопериодная изменчивость гидролого- гидрохимических характеристик в различных районах моря и в разные сезоны, дана оценка репрезентативности стандартных (разовых) наблюдений, составляющих основное содержание исторической базы данных по Балтийскому морю. Использование гидродинамических моделей позволило провести усвоение разрозненных натурных данных и получить поля осредненных значений температуры и солености воды, а также гидрохимических показателей и их последующему использованию для мониторинга природной среды.

По проекту РФФИ 93-05-8123 «Изучение взаимодействия геофизических и гидрометеорологических полей Балтийского моря для оценки фоновых, экстремальных и дологопериодных изменений уровня» под руководством В.А. Рожкова обобщены гидродинамические модели для расчета уровня и течений по полям ветра, исследованы приливы, сейши, инерционные колебания, штормовые нагоны, а также синоптическая, сезонная и межгодовая изменчивость уровня и течений.

В рамках ведомственного заказа СПО ГОИН с 1993 г. выполняет раздел «Режим морей Северо-запада России» проекта «Моря России». Под руководством А.И. Смирновой выявлены общие закономерности долговременной изменчивости Балтийского, Белого и Баренцева морей.

Спутниковая океанография

На 16 Конференции балтийских океанографов в Киле (ФРГ, 1988 г.) С.В. Викторовым была сформулирована концепция региональной спутниковой океанографии, как нового научного направления. Эта концепция была реализована сотрудниками СПО ГОИН на регионе Балтийского моря. В результате проведённых исследований были получены следующие результаты:

- создана база данных спутниковых многосенсорных изображений моря за 25- летний период, включающая и данные авианаблюдений;

- исследованы динамические явления (сезонные прибрежные фронты, апвеллинги, вихревые структуры различных типов, стоковые фронты и линзы), проведена их типизация;

- исследована пространственно-временная изменчивость полей взвеси в Невской губе и восточной части Финского залива в синоптическом, сезонном и межгодовом интервалах изменчивости.

В дальнейшем база данных была расширена за счет включения в нее спутниковых и авиационных изображений Баренцева и Белого морей и их прибрежных зон. Подробное изложение достигнутых результатов дано в работе (Victorov, 1996). Многомерность спутниковых изображений в сочетании с нерегулярностью их получения привело С.В. Викторова, И.А. Бычкову и Л.Л. Сухачеву к синергетическому методу анализа данных, под которым они понимают совокупность методических приемов планирования, получения, обработки и проблемно-ориентированного анализа оптимального набора данных дистанционного зондирования, учитывающих специфику объекта изучения.

В последние годы стали доступны для широкого круга пользователей спутниковые альтиметрические данные об изменчивости поля уровня Мирового океана. В США и развитых странах Западной Европы это направление дистанционных методов зондирования океана интенсивно и успешно развивается на протяжении уже 30 лет. За это время спутниковая альтиметрия за рубежом превратилась не только в одно из самых перспективных направлений в области спутниковой океанологии, но и в целом в области океанографии. В настоящее время в США и странах Западной Европы в каждом научно-исследовательском институте океанографического профиля есть лаборатория или научная группа, занимающаяся обработкой, анализом и интерпретацией спутниковых альтиметрических данных. Если сегодня мы откроем ведущие зарубежные журналы, в которых публикуются статьи по физической океанографии, такие, например, как “Journal of Physical Oceanography” или “Journal of Geophysical Research” то увидим, что много статей в них посвящено спутниковой альтиметрии. Столь большой интерес за рубежом к этому направлению спутниковой океанологии связан с тем что, как показали полученные результаты, многие проблемы в области океанографии лучше решаются при применении спутниковых альтиметрических данных. Эти данные являются более подробными и в пространстве, и во времени по сравнению с традиционными океанографическими наблюдениями и дают возможность рассчитывать по наклонам уровня поля градиентных течений. Все это открывает захватывающую перспективу организации синоптического мониторинга Мирового океана.

С приходом в 2001 году нового директора Е. А. Захарчука, который возглавил лабораторию спутниковой океанографии, в СПО ГОИН начались работы по обработке, анализу и интерпретации спутниковых альтиметрических данных. К настоящему времени на основе этих данных проведены исследования низкочастотной изменчивости полей уровня и течений в Южном океане, Норвежском и Гренландском морях, а также в арктических морях омывающих Россию. Начаты альтиметрические исследования Балтийского и Белого морей.

Исследование ветрового волнения.

В 1995 г. опубликована монография “Проблемы исследования и математического моделирования ветрового волнения”, в которой обобщены результаты, полученные за истекшие пять лет по проекту “Ветровое волнение” ГНТП “Комплексные исследования океанов и морей, Арктики и Антарктики”. В этом проекте под руководством И.Н. Давидана принимали участие коллективы ученых ИФА, ИОРАН, ГОИН, ГГО, МГИ. В монографии сформулирована общая постановка задачи математического моделирования, генерации и распространения волн с учетом сферичности Земли, модели взаимодействия волн с пограничным слоем атмосферы, приведены аналитические и численные решения кинетического уравнения, обобщены результаты натурных измерений волнения на глубокой воде и на мелководье, дано описание вероятностных моделей разномасштабной изменчивости. СПО ГОИН представил наряду с теоретическими разработками параметрическую модель расчета волн по полям ветра, которая позволяет получить многолетний ансамбль частотно направленных спектров волн в различных акваториях, Кроме того, обсуждаются результаты, полученные специалистами СПО ГОИН и института океанологии Болгарской АН на полигоне в Черном море на основе измерений волн многострунными волнографами на различных глубинах и расстояниях от берега.

С 1995 по 2000 гг. по проектам РФФИ 95-05-15100 и 98-05-64470 разработаны под руководством Л.И. Лопатухина теоретические основы и методы расчета разномасштабной изменчивости ветрового волнения, моделирование и расчет волнового климата океанов и морей. В этих работах реализован подход к волнению как полициклическому полимодулированному случайному процессу. Под полицикличностью понимается наличие в волновом поле составляющих ветрового волнения и зыби, под полимодулированностью – синоптическая, сезонная и межгодовая изменчивость факторов волнообразования и параметров волнения. Создана вероятностная модель для исследования ансамбля состояний волнового процесса в различных диапазонах изменчивости и оценки достоверности параметров распределений. Получены аналитические зависимости высот наибольших волн в шторме от его длительности. Выполнен критический анализ существующих методов расчета высот наибольших волн (исходного распределения годовых максимумов, выходов за уровень) и предложен оригинальный метод многомерной квантильной функции для расчета параметров, возможных один или несколько раз в заданное число лет. Результаты исследований обобщены в публикациях ВМО.

С 1999 г. СПО ГОИН является головной организацией по проекту 33 ЕСИМО «Создать информационно-справочную подсистему ветра и волнения Мирового океана». Вместе с учеными ГОИН, ГМЦ, ААНИИ, ВНИИГМИ-МЦД эта система разрабатывается на основе многолетнего ансамбля полей давления, ветра и волн в узлах сеточной области в синоптические сроки. Поле волн представлено набором частотно-направленных спектров, полученных по параметрической модели по полям ветра.

Вероятностный анализ и моделирование океанологических процессов.

Одним из традиционных направлений, сложившихся в Ленинградском – Санкт-Петербургском отделении ГОИН, является вероятностный анализ и моделирование океанологических процессов. Основные результаты исследований в этом направлении, полученные до 1994 г., изложены в сборниках (Рожков, 1983; Рожков, 1995).

В настоящей работе обсуждаются итоги и перспективы развития этого направления на рубеже веков.

а) Использование методов теории вероятностей (ТВ) случайных событий, величин и функций в гидрометеорологии.

Характерным свойством гидрометеорологических процессов и полей является их пространственно-временная изменчивость, приводящая к неоднозначности возможных исходов, реализуемых при различном комплексе условий. Поэтому описание закономерностей изменчивости гидрометеорологических процессов возможно лишь в терминах вероятностных моделей случайного события, последовательности случайных событий, случайной величины, системы случайных величин, случайной функции, системы случайных функций. Подробный анализ вероятностных моделей содержится в монографии (Рожков, 1996), опубликованной в 1996 г. при поддержке РФФИ (грант 96-05-78006).

Специфика гидрометеорологических приложений состоит в:

- разнообразии распределений случайных одно- и двумерных, скалярных и векторных величин;

- учете зависимости между значениями этих величин в последовательные моменты времени и в различных точках пространства;

- стохастической интерпретации годовой, суточной и приливной ритмики;

- особенностях применения операций векторной алгебры при описании закономерностей изменчивости скорости ветра и морских течений;

- физической интерпретации решений стохастических дифференциальных уравнений, используемых при изучении турбулентных движений воды и воздуха, диффузии, волновых движений.

Монографию (Рожков, 1996) можно рассматривать как введение в статистическую гидрометеорологию, т.к. описание гм полей дается в терминах многомерной случайной функции, удовлетворяющей системе уравнений гидродинамики.

б) Использование методов математической статистики (МС) в гидрометеорологии.

Гидрометеорологические науки занимаются изучением гидросферы и атмосферы, сведения о состоянии которых получают из наблюдений (на сети станций метеорологических, гидрологических, морских, ракетного зондирования, с научно-исследовательских судов, буев, мачт, спутников и т.д.).

Обработка и анализ этой информации выполняется методами МС. Для комплексного изучения, освоения и использования морских ресурсов в интересах страны принята в 1997 г. федеральная целевая программа “Мировой океан”, в которую входит подпрограмма ”Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” (ЕСИМО). В соответствии с планами работ по этой подпрограмме подготовлена монография (Рожков, 2001), целью которой является унификация способов обработки данных для сопоставимости полученных результатов и их обобщению в виде электронных справочников, карт, специализированных пособий. Первая часть этой монографии опубликована в 2001 г., вторая намечена к выходу на 2002 г. В настоящее время готовятся к печати подробные методические рекомендации по обработке и анализу гидрометеорологических полей и процессов с учетом их характерных особенностей и специфики натурных данных.

В каждом из диапазонов изменчивости (межгодовой, сезонной, синоптической, суточной, мелкомасштабной) для гидрометеорологических величин характерны различные формы ритмики, степень связности значений, виды модуляции высокочастотных колебаний низкочастотными. Специфика натурных данных (неэквидистантность, засорение, дискретность, пропуски, осреднение, длина реализации) накладывает определенные ограничения на достоверность статистических оценок вероятностных характеристик.

Названные особенности отличают монографии (Рожков, 1996; 2001) от других монографий, руководств и учебников по ТВ и МС.

В эти же годы под руководством В.А. Рожкова разрабатывается Компьютерная информационно-справочная система (КИСС) обработки и анализа данных гидролого-гидрохимических наблюдений, в пакет прикладных программ (ППП) которой включены 3 блока – статистика случайных величин (ССВ), статистика случайных процессов (ССП) и многомерный статистический анализ (МСА). В 1996-1998 гг. разрабатываются методы и технологии автоматизированной подготовки картографических пособий и электронных атласов по режиму морских акваторий на основе исторической и текущей информации. С 1998 по 2000 г. по проекту РФФИ 98-05-64469 под руководством В.А. Рожкова разработана “Модель наибольших высот волн, штормовых нагонов, скоростей ветра и морских течений”. Исследованы отметки уровня во время невских наводнений с 1703 по 1995 гг. и предложена модель на основе теории выбросов случайного процесса, позволяющая вычислить уровни возможные м раз в н. Разработаны вероятностные модели экстремумов годовой ритмики гидрометеорологических процессов, учитывающие время наступления экстремума и его величину. Идентификация моделей проведена по многолетним временным рядам температуры и солености морской воды, высот волн, колебаний уровня моря, речного стока и температуры воздуха, рассматриваемым как реализации ПКСП. Наиболее общей моделью является представление ПКСП на годовом отрезке времени рядом Фурье с коэффициентами в виде системы зависимых случайных величин. Построена вероятностная модель синоптической изменчивости в виде импульсного случайного процесса модулированного ПКСП. Модель верифицирована по многолетним временным рядам высот волн на Баренцевом, Балтийском, Черном и Средиземном морях. Вероятностная модель вертикально и или горизонтально неоднородного гидрометеорологического поля представлена в виде разложений по ортогональному базису (зависящему от пространственных координат) со случайными коэффициентами (зависящими от времени), выполнен статистический анализ этих коэффициентов для полей температуры и солености морской воды, скорости течений, атмосферного давления, скорости ветра и высот волн.

С 1999 г. СПО ГОИН является участником работ по ФЦП «Мировой океан» по подпрограмме «Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане» (ЕСИМО) по разделам:

- разработка и унификация алгоритмов и программ статистического анализа и моделирования случайных процессов и полей применительно к гидрометеорологической информации (проекты 2 и 18);

- создание электронных информационно-справочных пособий по режиму северо-западных морей (проект 20);

- разработка вероятностных моделей пространственно-временных океанологических полей (проект 29);

- разработка методов расчета характеристик приливных движений в ПКСП-приближении (проект 15);

- разработка методов расчета вероятностных характеристик ветра и волн для морей, слабо освещенных наблюдениями (проект 31);

- создать информационно-справочную подсистему ветра и волнения Мирового океана (проект 33);

- формирование дисциплинарных и специализированных баз данных (проект 36).

Все эти вопросы всегда были в центре внимания специалистов отделения, поэтому подпрограмма ЕСИМО предоставила более широкие возможности для их развития.

Творческая обстановка, сложившаяся в СПО ГОИН, способствовала научному росту сотрудников и аспирантов. За последние 15 лет были подготовлены и защищены три докторских диссертации – Ю.А. Трапезников, И.В. Лавренов, С.В. Викторов, и 10 кандидатских диссертаций – И.А. Бычкова, Л.Л. Сухачева, С.А. Румянцева, В.Н. Боков, С.В. Клячкин, В.В. Рывкин, А.В. Бухановский, Б.В. Дивинский, А. О. Кох, Р. И. Май. Названия этих диссертационных работ характеризуют достижения в основных направлениях деятельности отделения.

СПО ГОИН тесно сотрудничает с кафедрой океанологии Санкт-Петербургского Государственного университета и Российским Государственным Гидрометеорологическим университетом. Каждый год ряд студентов этих учебных заведений пишут бакалаврские, дипломные и магистерские работы в СПО ГОИН.

Именно в подготовке молодых квалифицированных кадров видится один из путей развития СПО ГОИН.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. III. Балтийское море. Вып. 1, Гидрометеорологические условия. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. – 450 с.; Вып. 2. Гидрохимические условия. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1.994. – 435 с.

2. Лавренов И. В. Математическое моделирование ветрового волнения в пространственно-неоднородном океане. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. – 500 с.

3. Рожков В. А. Основные результаты и проблемы вероятностного анализа и моделирования океанологических процессов и полей // Исследование океанов и морей.–М., 1983. -С. 171-184.

4. Рожков В. А. Вероятностный анализ и моделирование океанологических процессов // Исследование океанов и морей. Вып. 2. – СПб., 1995, – С. 292– 299.

5. Рожков В. А. Ленинградское (Санкт-Петербургское) отделение ГОИН – вчера, сегодня, люди и годы // Исследование океанов и морей. Вып. 2. – СПб., 1995, – С. 21–40.

6. Рожков В. А. Теория вероятностей случайных событий, величин и функций с гидрометеорологическими примерами. В 2-х кн. – СПб.: Прогресс-Погода, 1996. – 560 с.

7. Рожков В. А. Теория и методы статистического оценивания вероятностных характеристик случайных величин и функций с гидрометеорологическими примерами. Кн. 1, – СПб.: Прогресс-Погода, 2001. – 340 с.

8. Проблемы исследования и математического моделирования ветрового волнения / Под ред. И. Н. Давидана. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1995. – 472 с.

9. Estimation of extreme wind wave heights / L. J. Lopatoukhin, V. A. Rozh-kov, V. E. Ryabinin et al. // WMO/TD-N 1041. JCOMM Technical Rep. – 2000. – N 9. – 73 p.

10. Proceedings 17-th Conferens of the Baltic Gceanographers (CBO) SMHI. – Norrkoping, 1990.

11. Proceedings 18-th Conferens of the Baltic Oceanographers (CBO) SMHI. – S.P., 1992.

12. Proceedings 19-th Conferens of the Baltic Oceanographers (CBO) SMHI. – Sopot, Poland, 1994. – 806 p.

13. Victorov S. V. Regional satellite oceanograph. – London: Taylor and Francis, 1996. – 312 p.