Геология и география/6.Природопользование и экологический  мониторинг.

Юрчик В.Ф., Букин О.А.

Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского

Дальневосточный плавучий университет – инновационная форма образования и научных исследований в области экологического мониторинга.

В настоящее время активно обсуждаются причины наблюдаемых резких климатических изменений на планете; вызваны ли эти изменения антропогенной деятельностью человека или это естественный процесс, обусловленный другими факторами. В любом случае, впервые воздействие на климатические факторы и биосферу, которое обусловлено деятельностью человека, достигли самых больших масштабов. Чтобы правильно понять роль природных и естественных факторов в изменении климата и реакцию морских экосистем на эти изменения, необходимо использовать самые современные технологии мониторинга атмосферы и океана, которые сочетают в себе возможности наблюдения на климатических масштабах и измерение микрофизических параметров среды и биологических объектов.

С другой стороны, передовые технологии экологического мониторинга требуют подготовки специалистов соответствующего уровня, которую возможно осуществлять только с использованием инновационных форм обучения.

Образовательные программы должны быть организованы таким образом, чтобы обучаемые тесным образом соприкасались с объектом изучения и принимали самое активное участие в научных исследованиях, которые проводятся с использованием современных технологий мониторинга атмосферы и океана. Сутью самого обучения должен непосредственно стать процесс исследования и внедрения современных технологий изучения и сохранения природы.

С 1997 года в Морском государственном университет им. адм. Г.И. Невельского организован и работает Дальневосточный плавучий университет (ДВПУ), базой университета является парусное учебное судно (ПУС) «Надежда» (рис.1).

Рис.1. ПУС «Надежда» - площадка для проведения ДВПУ.

Основная идея использования парусного фрегата состоит в том, что значительный объём измерений проводится по ходу судна на больших морских акваториях. Осуществляются те измерения, которые важны с точки зрения исследования климатических изменений, протекающих в регионе (Тихоокеанском регионе) и изучения взаимовоздействия основных климатообразующих факторов с морскими экосистемами. В число задач ДВПУ входит так же и исследование воздействия антропогенных процессов на морские экосистемы. Использование именно парусного судна позволяет проводить исследования, не нанося ущерба окружающей среде, и проводить измерения в тех районах, где использование современных судов научно-исследовательского флота не желательно (например, при изучении популяций Охотоморских китов на шельфе о. Сахалин). С борта фрегата осуществляется мониторинг атмосферы и верхнего слоя океана по ходу судна, что позволяет получать достаточную статистику измерений и исследовать большие морские акватории. Таким образом, реализуется возможность проведения комплексного анализа совместно со спутниковыми данными при изучении основных климатообразующих факторов региона и реакции морских экосистем на изменения климата и антропогенную деятельность. В таком подходе реализуется принцип измерения микрофизических параметров среды на синоптических и климатических масштабах.

С борта ПУС «Надежа» осуществляется:

- мониторинг основных радиационно-активных компонентов атмосферы (лазерное зондирование аэрозоля, измерение концентрации СО₂ с использованием лазерной спектроскопии, измерение концентрации метана);

- забор проб атмосферного воздуха и аэрозоля для последующего анализа и определения микрофизических характеристик аэрозоля;

- измерение спектров падающего солнечного излучения и излучения восходящего из морской толщи;

- измерение основных биооптических параметров морской воды (измерение концентрации хлорофилла А и растворённого органического вещества), оценка состояния фитопланктонных сообществ по темпам воспроизводства органического вещества клетками фитопланктона;

- измерения элементного состава морской воды и клеток фитопланктона с использованием лазерной спектроскопии;

- регистрация нефтяных загрязнений и измерение их параметров;

- метео-измерения, включая градиентные измерения до высоты 50 м над уровнем моря;

- измерение гидрологических параметров морской воды (на станциях)

- оптоакустическое зондирование верхнего слоя океана (восстановление структуры звуко- и светорассеивающих слоёв).

Для проведения уникальных исследований с борта ПУС «Надежда» используется телеуправляемый подводный аппарат «МАКС 300» (до глубин 300 м) и беспилотный вертолёт.

13 масштабных морских научно-исследовательских экспедиций с 1997 по 2012 годы были совершены за этот период, включая кругосветную экспедицию 2003 – 2004 гг. Основные районы исследования – окраинные моря Северо-западной части Тихого океана.

Используемые технологии позволили проводить исследования процессов взаимовоздействия основных климатообразующих факторов региона и фитопланктонных сообществ. Основные научные программы ДВПУ включали:

- исследования воздействия тропических циклонов на фитопланктонные сообщества Японского и Охотского морей;

- изучение влияния наиболее крупных извержений вулканов на состояние фитопланктонных сообществ региона;

- изучение воздействия пылевых бурь из континентальных районов Китая и Монголии на фитопланктонные сообщества;

- изучение роли фитопланктонных сообществ на формирование полей аэрозоля и основных парниковых газов атмосферы в приводном слое океана;

- изучение воздействия индустриальной деятельности на шельфе о. Сахалин на популяцию Охотоморских китов;

Молодые исследователи и студенты проводили непосредственные измерения, а так же испытания аппаратно-программных комплексов под руководством ведущих учёных.

В докладе приводятся данные по аппаратно-программным комплексам, которые используются для мониторинга, описание основных морских экспедиций ДВПУ, и наиболее значительные результаты, полученные в них.