Сибиряки создали автоматизированный метеорологический комплекс для Арктики
Экспериментальный образец автономной автоматизированной метеостанции «АрктикМетео» создан в Институте мониторинга климатических и экологических систем СО РАН коллективами сразу нескольких лабораторий под руководством доктора технических наук Владимира КОРОЛЬКОВА. Уникальная станция полностью адаптирована к экстремальным условиям Крайнего Севера. При ее разработке предложен ряд новаторских инженерных решений.
— Арктику называют «кухней погоды», она оказывает значительное влияние на формирование климата, — говорит Владимир Александрович. — Поэтому здесь необходимо проводить комплексный мониторинг, который невозможен без современного оборудования, способного выдержать испытание экстремальными условиями: температурой до минус 60-70 градусов по Цельсию, ветрами скоростью около 60 метров в секунду, снежными заносами, встречами с белыми медведями.
По словам руководителя проекта, обязательное условие качественных измерений — создание плотной сети станций, что крайне трудно осуществить из-за малого количества населенных пунктов в Арктике. Таким образом, новое оборудование должно работать в абсолютно автономном режиме не менее года.
Новая станция «АрктикМетео» полностью соответствует этим характеристикам. При ее разработке коллектив специалистов применил ряд новаторских технических решений, что обеспечило автономность, непрерывность работы, наличие комбинированного источника питания (с использованием водородных топливных элементов), вандалоустойчивость.
Внешне станция похожа на небольшой инопланетный корабль из фантастических фильмов: ящик на высоких ножках, внутри которого находится «умная начинка». Венчает его десятиметровая мачта, необходимая для измерения параметров ветра. «АрктикМетео» должна уметь многое: обеспечивать измерение десятка основных метеорологических параметров, в числе которых скорость и направление ветра, давление, влажность, количество осадков, интенсивность солнечной радиации. Все эти измерения должны быть полностью автоматизированы, а сама станция — соответствовать нормам, предъявляемым Всемирной метеорологической организацией к такому классу оборудования (например, строго регламентируются требования к условиям измерений: расположение метеодатчиков, их высота над уровнем земли).
— Для того чтобы оборудование работало в экстремальных погодных условиях, выдерживало сильные ветра, налипание снега и обледенение, мы специально разработали метеодатчики нового типа, в которых применяются акустические, оптические и электронные методы измерения, — объясняет В.Корольков.
Для обеспечения автономного функционирования станции ученые использовали новый гибридный источник питания на основе водородных топливных элементов и солнечных батарей. Из-за отсутствия постоянного сетевого источника питания метеостанция должна проработать минимум год на том источнике питания, которым она снабжена. Ветрогенераторы, перспективные для использования в теплом климате, в Арктике являются слабым звеном, солнечные панели, которыми хорошо и удобно пользоваться в течение полярного дня, окажутся «на скамье запасных» с наступлением полярной ночи. Однако применение для этих целей компактных топливных элементов на основе метанола позволит продержаться в самое суровое для Арктики время.
Разработчики продумали буквально каждый сантиметр конструкции, чтобы сделать ее неуязвимой для непрошенных гостей — белых медведей, численность которых резко выросла в последнее время. Дикие животные, чья среда обитания нарушена глобальными изменениями климата, не прочь поозорничать со странными, на их взгляд, объектами.
В конструкции метеостанции нет ничего случайного, даже высокие ножки! Может показаться, что более устойчивым и надежным было бы оборудование, имеющее вид контейнера, но, оказывается, в таком случае оно бы очень быстро пострадало от снежных заносов. Кроме того, наличие ножек позволяет достаточно просто поставить станцию в нужном месте, не проводя каких-либо сложных инженерных работ: ее даже вкапывать в грунт не нужно! Оказывается, такое действие только ускорило бы негативные процессы деградации вечной мерзлоты.
Можно сказать, что станция — это универсальный солдат, которого можно забросить в Арктику на год. «АрктикМетео» будет исправно выполнять свои обязанности: регистрировать весь спектр метеопараметров и непрерывно передавать их удаленному пользователю через один из трех каналов связи — Интернет, сотовую или спутниковую связь (кстати, в условиях Арктики в большинстве случаев работает лишь последняя).
Проект «АрктикМетео» реализован в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Объем финансирования проекта составил 150 миллионов рублей, в том числе с привлечением средств индустриального партнера компании «Сибаналитприбор».
Следующим этапом должны стать создание опытного образца изделия и подготовка производства для его серийного выпуска на базе компании «Сибаналитприбор», а также внесение «АрктикМетео» в российский реестр средств измерения и прохождение специальной аттестации для возможности использования в системе Росгидромета. Как отметил В.Корольков, для этого необходимо привлечение финансирования в размере 100 миллионов рублей, и уже через полтора-два года в Арктику может прийти уникальное оборудование, разработанное российскими учеными и собранное полностью из комплектующих отечественного производства.
Ольга Булгакова
Нет комментариев