ОПЫТ СОЗДАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ОПТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПОЛЯРНЫХ СИЯНИЙ: РОССИЙСКИЕ И МЕЖДУНАРОДНЫЕ ПОДХОДЫ

EXPERIENCE IN CREATING AND USING POLAR ARCTIC AURORA OPTICAL MONITORING SYSTEMS: RUSSIAN AND INTERNATIONAL APPROACHES

Ulyana Kosareva

Student, Institute of Instrument Engineering, Automation and Information Technologies, Oryol State University named after I.S. Tugrenev,

Russia, Orel

АННОТАЦИЯ

В статье представлен обзор российских и зарубежных систем для оптического наблюдения полярных сияний. Выполнено сравнение по ключевым техническим параметрам. Определены особенности реализации и области применения.

ABSTRACT

The article provides an overview of Russian and international optical systems for aurora observation. A comparison based on key technical parameters is presented. Implementation features and application areas are identified.

Ключевые слова: полярные сияния, авроральные явления, всенаправленные камеры, спектральная съёмка, геофизические наблюдения, оптический мониторинг, автоматизированные наблюдательные комплексы, атмосферная оптика.

Keywords: aurora borealis, auroral phenomena, all-sky cameras, spectral imaging, geophysical observations, optical monitoring, automated observation systems, atmospheric optics.

Введение

Полярные сияния представляют собой важное атмосферное явление, отражающее процессы в магнитосфере Земли и служащее индикатором космической погоды. Для их изучения применяются оптические системы наблюдения, работающие в условиях низкой освещённости и экстремальных температур. В статье проводится анализ опыта создания и применения таких систем в России и за рубежом, с акцентом на их особенности и области применения.

Основная часть

Общие принципы построения оптических систем мониторинга

Системы оптического мониторинга полярных сияний обычно включают всенаправленные камеры, спектральные фильтры, средства синхронизации с геофизическими приборами и программное обеспечение для обработки данных. Ключевые требования — высокая чувствительность, надёжность в сложных климатических условиях и возможность удалённого доступа.

Российский опыт: стационарные комплексы и научные обсерватории

Система MAIN (Multiscale Aurora Imaging Network) представляет собой отечественную сеть станций для многоточечного наблюдения за авроральной активностью. Она оснащена всенаправленными камерами, спектральными фильтрами и модулями синхронной съёмки, с централизованной обработкой данных и высокой временной детализацией [1].

Геофизическая обсерватория Ловозеро, расположенная в арктической зоне, обеспечивает круглогодичный мониторинг северных сияний с помощью ПЗС-камер, адаптированных к суровым условиям [3].

В ИСЗФ СО РАН используются спектральные приборы и камеры для регистрации авроральных эмиссий, синхронизированные с другими геофизическими средствами, что позволяет проводить комплексный анализ процессов в верхней атмосфере [2].

Международный опыт: распределённые и автоматизированные системы

Сеть FMI, разработанная Финским метеорологическим институтом, представляет собой одну из крупнейших в Европе систем всенаправленного мониторинга авроральной активности. Она работает в реальном времени, отличается автоматизацией и устойчивостью к погодным условиям [4].

На антарктической станции Jang Bogo используется автономная камера для наблюдения южных сияний, способная надёжно функционировать при экстремально низких температурах и фиксировать динамику авроральных процессов [5, с. 4].

Система ALIS (Швеция) — это распределённая сеть синхронизированных камер, обеспечивающая трёхмерную реконструкцию полярных сияний с высотной и спектральной детализацией [6].

Сравнительный анализ технических характеристик

Таблица 1

Отечественные системы оптического мониторинга

Таблица 2

Зарубежные системы оптического мониторинга

Заключение

Представленные системы демонстрируют разнообразие технических решений в области оптического мониторинга полярных сияний. Российские комплексы акцентируют надёжность и устойчивость в северных широтах, тогда как зарубежные ориентированы на автоматизацию и расширенные аналитические функции. Дальнейшее развитие связано с повышением чувствительности, внедрением интеллектуальной обработки и расширением международного охвата.

Список литературы:

1. Козелов Б. В., Колоскова А. А., Филиппова Т. А. Система авроральных камер MAIN Multiscale Aurora Imaging Network [Электронный ресурс] // Институт прикладной геофизики им. Е. К. Фёдорова. – URL: https://pgia.ru/content/site/pages/ConfGelio/Kozelov_poster_MAIN_Apatity.pdf (дата обращения: 26.12.2024).
2. Панова О. В., Терентьев П. С., Кондратьев П. М. Эффекты геомагнитной бури 01.12.2023 по данным оптических инструментов НГК и фотоснимкам Иркутского астрономического общества [Электронный ресурс] // Армандовские чтения – 2024: материалы конференции. – URL: https://www.mivlgu.ru/conf/armand2024/sbornik/pdf/S2_15.pdf (дата обращения: 26.12.2024).
3. Ролдугин А. В., Сорокина И. Н., Михеев С. Н. Оптические приборы для авроральных исследований [Электронный ресурс] // Институт прикладной геофизики им. Е. К. Фёдорова. – URL: https://pgia.ru/content/site/pages/ConfGelio/Poster_Roldugin.pdf (дата обращения: 26.12.2024).
4. FMI All-Sky Camera Network [Электронный ресурс] // Swarm-Aurora Project. – URL: https://calgary.swarm-aurora.com/static/docs/fmi_asc_network.pdf (дата обращения: 26.12.2024).
5. Lee Y.-S., Park J., Kwak Y.-S., et al. Observations of the Aurora by Visible All-Sky Camera at Jang Bogo Station, Antarctica [Электронный ресурс]. – URL: https://repository.kopri.re.kr/bitstream/201206/13580/1/2021-0241.pdf (дата обращения: 26.12.2024).
6. Sergienko T., Gustavsson B. The Auroral Large Imaging System – Design, Operation and Scientific Results [Электронный ресурс] // DIVA Portal. – URL: https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:143237/FULLTEXT01.pdf (дата обращения: 26.12.2024).