Значимость новых спутниковых методов зондирования атмосферы обусловлена тем, что современные космические методы дистанционных измерений не полностью удовлетворяют всем международным требованиям по глобальному мониторингу термической структуры атмосферы Земли, содержанию озона и парниковых газов. Это не позволяет в настоящее время получать информацию, необходимого качества и объема, для усовершенствования численных моделей климата Земли и осуществления достоверных прогнозов изменения климата Земли в 21 столетие.
Значимость новых методов подстройки магнитосферных моделей магнитного поля необходимо для проектирования плазменных процессов в магнитосфере и в ионосфере, что актуально с точки зрения оценки состояния космической погоды и ее влияния на функционирование спутниковых систем и биологические процессы.
Применение метода многоступенчатой параксиальной аппроксимации в анизотропной среде позволит существенно повысить эффективность интерпретации данных сейсморазведки.
Прогнозные предположения о развитии объектов исследований и разработок:
На базе существующей аппаратуры и закупки новых спектральных приборов будет создана комплексная система наземного мониторинга вертикальных профилей и общих содержаний всех важнейших парниковых и озоноразрушающих газов. Изучение временных вариаций, в том числе долговременных трендов, позволит сформулировать реалистические сценарии изменений газового состава атмосферы на территории северо-западного региона России и осуществить достоверные прогнозы региональных изменений климата в 21 веке. Качество, объем и состав априорной информации для моделирования и мониторинга состояния атмосферы будет повышаться с постоянным ростом требований к точности и пространственно-временному разрешению методов дистанционного зондирования атмосферы и подстилающей поверхности.
Необходимо обобщить проведенное рассмотрение спутникового метода звездной оккультации на случай «сильных» мерцаний, которые играют важную роль при формировании измеряемого приборами потока излучения звезд на высотах ниже 30 км. Целесообразно провести численное моделирование спутникового дистанционного метода определения характеристик атмосферного аэрозоля, основанного на измерениях рассеянного солнечного излучения в приближение многократного рассеяния и определить погрешности восстановления оптических параметров аэрозоля (коэффициентов ослабления и рассеяния, параметров индикатрисы рассеяния).
Необходимо получение новых экспериментальных данных о параметрах физического состояния земной атмосферы (газовый и аэрозольный состав, температура и т.д.) с помощью наземных и космических измерений, что позволит определить тренды в ее состояние, повысить качество современных численных моделей атмосферы и достоверность прогнозов изменений климата Земли.
Вследствие усиления охлаждения в 15-мкм полосе CO2 температура верхней атмосферы Земли будет понижаться с антропогенным ростом содержания CO2 в будущем. Это явление противоположно росту температуры в нижней атмосфере при увеличении содержания CO2, но также является следствием парникового эффекта.
Для исследования волн в атмосфере целесообразно привлечь информативные для данной задачи наблюдения свечений ночного неба, возникающих в области мезопаузы (высоты 80-100 км).
Будет развиваться методика подстройки параметров стандартной модели магнитосферного магнитного поля для описания состояния магнитосферы с учетом положения спутников в конкретный момент времени.
Предполагается расширить набор кинематических характеристик используемых при восстановлении параметров сейсмической среды, разработать алгоритм с использованием параллельных вычислений для сокращения времени вычислений, выполнить численное моделирование для трехмерной задачи.