В 2003 году по техническому заданию разработанному Институтом физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и ВНИИ железнодорожного транспорта МПС на Торжокском вагоностроительном заводе изготовлена передвижная обсерватория для наблюдения состава атмосферы и загрязнения природной среды.
Состав из 2-ух специализированных вагонов:
1 - вагон-лаборатория для наблюдений состава атмосферы в непрерывном режиме;
2 - химическая лаборатория.
Основные задачи:
Обсерватория решает широкий круг научных задач, связанных с изучением атмосферы, состояния экосистем и климата Земли, и дает необходимую информацию для прогнозирования их изменений под воздействием человеческой деятельности.
· В рамках Киотского протокола, Монреальского протокола и других международных соглашений ведет контроль исполнения принятых решений по ограничению выбросов в атмосферу парниковых, озоноразрушающих, токсичных и других веществ.
· Ведет калибровку национальных сетей и космических средств наблюдений атмосферы, связывая их в единую систему климатического мониторинга в Евразии.
· Проводит оценку региональных и местных загрязнений атмосферного воздуха и природной среды в интересах отдельных регионов, отраслей народного хозяйства и промышленных предприятий.
· Выполняет роль арбитра в экологических спорах, в том числе, международных.
· Контролирует возникновение и развитие экстремальных ситуаций природного и техногенного происхождения.
· Служит научно-производственной базой для обучения студентов российских и зарубежных учебных заведений в области наук о Земле и экологии.
Области применения:
· Контроль исполнения Международных экологических соглашений (Киотский и Монреальский протоколы, конвенции о трансграничном переносе загрязнении, ограничении производства устойчивых органических соединений и др.);
· Калибровка наземных наблюдательных сетей, валидация данных космического мониторинга природной среды;
· Выявление и прослеживание экстремальных ситуации и техногенных воздействии на окружающую среду;
· Решение фундаментальных научных проблем, связанных с глобальными изменениями природной среды и климата Земли;
· Контроль загрязнения полосы отвода железнодорожного транспорта;
· Оценка влияния работы железнодорожного транспорта на экологическое состояние окружающей территории.
Передвижная обсерватория ТРОИКА состоит из двух специализированных железнодорожных вагонов: непосредственно вагона-обсерватории и химической лаборатории.
Вагон-обсерватория ведет все те измерения и отбор проб, которые включены в систему GAW. В химической лаборатории проводится анализ проб воздуха и аэрозолей, а также воды, почвы и растений на химический, элементный и биологический состав. Обсерватория оборудована высокоточной навигационной системой GPS, автоматизированной системой сбора, обработки и передачи данных измерений, видео- и аудиоинформации через спутник. Кроме научного оборудования каждый из вагонов имеет два купе для операторов, кухню, душ, биотуалет, систему отопления и кондиционирования воздуха, комбинированную систему энергообеспечения с высокой полезной нагрузкой (20 кВт – в вагоне-обсерватории).
В состав химической лаборатории входит автомобиль-лаборатория для проведения специальных измерений и отбора проб на местности. Оба вагона могут работать вместе или раздельно в зависимости от научной программы.
Измерительный комплекс:
1. Непрерывные измерения концентраци и газов (O3, NO, NO2,СО, СO2, SO2, СН4, неметановые углеводороды) - газоанализаторы, газовые хромотографы.
2. Непрерывные измерения концентрации и микрофизических свойств аэрозолей
- счетчики, нефелометры, аэтолометры.
3. Дистанционное зондирование содержания О3, NO2, СО, СН4 и аэрозолей в атмосфере
-спектрофотометры, радиометр, поляризационный фотометр.
4. Отбор и анализ воздуха и аэрозолей на элементный, химический и изотопный состав
- пробоотборники разных типов, рентгеновский спектрометр, газовые хромотографы.
5. Измерения солнечной радиации, термодинамических и метеорологических параметров
-измерители интегральной и УФ радиации, измерители скоростей фотодиссоциации О3 и NO2, измеритель профиля температуры в слое 0-1200 м, акустоанемометр, метеоприборы.
6. Регистрация данных и их передача по телекоммуникационным каналам
- GРS, телефон, сервер, персональные компьютеры.
7. Вспомогательное оборудование.
Характерные особенности и достоинства:
1. Использование сетевых приборов и международных калибровочных средств. Соответственно, высокое качество данных и привязка их к мировой сети мониторинга атмосферы.
2.Широкий диапазон измерений содержания примесей от низких фоновых значений до очень высоких концентраций вблизи источников.
3.Автоматизация измерений и передача основных результатов в Центр данных (г. Москва) в реальном времени.
4.Оптимальный набор измеряемых параметров позволяет контролировать текущее фотохимическое состояние атмосферы и прогнозировать его изменения, что важно в экстремальных экологических ситуациях.
Оценка качеств данных
Принципиальное значение для правильной интерпретации данных измерений с подвижной платформы имеет ответ на вопрос - насколько сильно искажаются значения концентраций примесей в приземном воздухе под влиянием движения поезда с вагоном-лабораторией и встречных поездов относительно их невозмущенного фонового?