В период работ сезонного экспедиционного состава 63 Российской Антарктической экспедиции на далекий континент снова отправилась выпускница СПбГУ (кафедра климатологии ИНЗ), а ныне аспирантка ГНЦ РФ «ААНИИ», Ульяна Прохорова. Она входила в большую научную группу, представленную специалистами Полярной морской геологоразведочной экспедиции (СПб) и Московского авиационного института. И на этот раз в составе различных научных отрядов и групп входили недавние выпускники и нынешние студенты кафедр океанологии и гидрологии суши ИНЗ.
Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) пока еще не получило широкого развития в отечественных исследованиях радиационных характеристик снежно-ледяного покрова. Например, в 2015 г. в период дрейфа норвежского НИС «Лансе» в районе к северу от арх. Шпицберген российские специалисты, среди которых также были выпускники СПбГУ, предприняли первую попытку использовать БПЛА по типу «летающее крыло» для измерения коротковолнового радиационного баланса поверхности дрейфующего льда с помощью установленного датчика CNR-4. Однако в силу значительной инерционности прибора и высокой скорости полета БПЛА, результаты расчета альбедо подстилающей поверхности оказались недостаточно корректными.
В связи с отсутствием малоинерционных датчиков, в Антарктиде на станции Прогресс был использован БПЛА по типу «коптер», что позволило не только значительно снизить скорость полета, но и производить наблюдения в точке над интересующим нас объектом и на различных высотах. Были исследованы радиационных свойств различных типов подстилающей поверхности в районе станции. Для измерений использовался коптер модели «DL MAVIC», с полезной нагрузкой в пределах 500 г., портативный АЦП (аналогово-цифровой преобразователь), объединенный с пиранометром LQ-190-SA (фирма LICER, США) и фотокамерой CMOS, закрепленных на борту коптера.
Рис. 1 – Коптер «DL MAVIC» при заходе на посадку (слева); АЦП (справа)
На поверхности размещался мобильный актинометрический комплекс на базе стандартных российских пиранометров М-80 (спектральный диапазон измерений 300-3000 нм) и американских LQ-192SA (400-700 нм). Регистрация сигналов с указанных датчиков производилась с помощью Data-Logger LQ-1400.
Рис. 2 – Наземная актинометрическая установка для измерения приходящей и отраженной солнечной радиации (слева – ВПП аэродрома, справа припай в бухте Нела)
Объектом исследований являлись припай в бухте Нелла, поверхность и краевая зона ледникового купола, взлетно-посадочная полоса (ВПП) аэродрома станции Прогресс. Пример расчета альбедо для участка поверхности припая представлен на рисунке 3.
Рис. 3 – Снимок участка исследуемого припая в бухте Нела (вверху) и альбедо поверхности припая (вертикальная ось – ю.ш., горизонтальная - в.д., справа шкала величин альбедо)
В период эксплуатации данной модели коптера и сконструированного АЦП выявились определенные конструктивные недостатки, которые в настоящий момент устраняются. В новой модели АЦП, кроме уже упомянутых пиранометра и фотокамеры, будут использованы инфракрасный термометр (тепловизор) и датчики контроля температуры и влажности воздуха. Испытания новой модели планируются на полевой базе ААНИИ «Ладога», а первые научные исследования – в рамках летней совместной экспедиции ААНИИ и СПбГУ на арх. Шпицберген.
Фотографии – У. Прохорова и Н. Куприков
Б. Иванов (ААНИИ/СПбГУ), Н. Куприков (МАИ), У. Прохорова, (ААНИИ)