Июнь 2022 года отмечен для Томского научного сообщества значимым событием – директор Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН (ИОА СО РАН) доктор физико-математических наук Игорь Пташник избран членом-корреспондентом Российской академии наук по Отделению наук о Земле, специальность «физика атмосферы, климатология».
Игорь Пташник родился и вырос в г. Новокузнецке, по окончании Новосибирского государственного университета (НГУ) получил специальность «физик». По приглашению Геннадия Колбычева в 1984 г. молодой специалист приехал в Томск и приступил к работе в Институте оптики атмосферы в Лаборатории флуоресцентных методов исследования под руководством Анатолия Солдатова. За 38 лет Игорь Васильевич прошел путь от стажера-исследователя до главного научного сотрудника и стал специалистом мирового уровня в области физики атмосферы. В сфере его научных интересов – молекулярная спектроскопия атмосферных газов, моделирование переноса радиации в атмосфере, в том числе для решения задач климатологии, дистанционное зондирование природных сред.
И.В. Пташник является автором и соавтором более 200 научных работ, в том числе около 120 статей в высокорейтинговых научных журналах; им исследована роль водяного пара в радиационном балансе атмосферы Земли, разработан ряд математических методик и универсальных программ для численного моделирования процессов дистанционного трассового и лидарного зондирования атмосферных газов.
Одна из ярких страниц биографии ученого – международное сотрудничество. В 2001–2003 гг. Игорь Васильевич жил и работал в качестве приглашенного исследователя в Университете г. Рединга (Великобритания). В 2007–2011 гг. являлся координатором научного консорциума CAVIAR (http://www.met.reading.ac.uk/caviar/home), объединяющего 8 научных организаций Великобритании и руководимого членом Английского Королевского общества профессором Кейсом Шайном (Keith P. Shine, нобелевский лауреат в составе Межправительственной группы экспертов по изменению климата – Intergovernmental Panel on Climate Change).
В 2003 году К. Шайном и И. Пташником инициированы широкомасштабные международные экспериментальные и теоретические исследования физической природы континуального поглощения электромагнитного излучения водяным паром в атмосфере Земли (проблема атмосферной физики, которая дискутируется мировым научным сообществом более 50 лет) и его влияния на климат. Им изучена природа континуального поглощения, как в полосах поглощения водяного пара, так и в отдельных окнах прозрачности атмосферы. Исследовано влияние погрешностей в спектроскопической информации о водяном паре на оценку радиационного баланса атмосферы Земли.
В 2018 г. Игорь Пташник был назначен врио директора ИОА СО РАН, в этом же году коллектив Института избрал его директором. И. Пташник является членом Диссертационного совета и председателем Учёного совета ИОА СО РАН, главным редактором научного журнала «Оптика атмосферы и океана», руководителем Карбонового полигона Томской области, членом Экспертного совета СО РАН по проблематике Парижского климатического соглашения и Научного совета СО РАН по проблемам экологии Сибири и Восточной Арктики.
– Какие из научных направлений ИОА СО РАН вы считаете наиболее актуальными и уникальными?
– Актуальность и уникальность направлений не обязательно совпадают. Основные направления работы нашего института – это радиационные составляющие климата, распространение оптических волн, спектроскопия атмосферы и лазерное зондирование. По этим направлениям работают структурные отделения Института, и в каждом отделении есть серьезные достижения. Например, Отделение спектроскопии атмосферы уникально своими теоретиками, которые востребованы на мировом уровне и представляют сегодня самую большую международную команду по наполнению баз данных параметров спектральных линий, используемых мировым сообществом для многих приложений – от экологии, до астрофизики и планетологии. В Отделении распространения оптических волн создана теоретическая модель и ведутся экспериментальные исследования распространения фемтосекундных лазерных импульсов в атмосфере, разработан метод когерентного сложения лазерных пучков, созданы эффективные программно-информационные средства атмосферной коррекции космических изображений. В Отделении лазерного зондирования разрабатываются лидары для дистанционного изучения состава атмосферы, создан многоканальный измерительный комплекс «Сибирская лидарная станция», уникальная научная установка, позволяющая зондировать атмосферу до высот 90–100 км. На счету этого отделения – метод дистанционного обнаружения следов взрывчатых веществ с чувствительностью, сравнимой с чувствительностью собачьего носа. Отделение радиационных составляющих климата – если не самое уникальное в мире, то в России – точно; проводимые его сотрудниками исследования сегодня чрезвычайно актуальны и востребованы в связи с проблемой глобального изменения климата. В арсенале Отделения – единственная в России сеть многоуровневых вышек на территории Западной Сибири для измерения потоков парниковых газов и единственный в России постоянно действующий самолет-лаборатория, оснащенный уникальным комплексом контактных и дистанционных систем для всестороннего исследования атмосферы и экологического мониторинга.
В 2021 году ИОА СО РАН вместе с Институтом физики атмосферы РАН, Институтом океанологии РАН и ИМКЭС СО РАН выиграл грант Министерства науки и высшего образования РФ на реализацию научного проекта мирового уровня на основе уникальной установки «Самолет-лаборатория Ту-134-Оптик». Основная цель проекта – исследования антропогенных и природных факторов изменения состава атмосферы Сибири и Российской Арктики. Планируются измерения и наблюдения не только с борта самолета: запланированы морские экспедиции, измерения на Васюганских болотах, численное моделирование для определения тенденций распространения парниковых газов, создание современных алгоритмов обработки спутниковых данных. Такой комплексный подход – редкость даже в мировой практике.
– Расскажите о ваших личных научных интересах, о наиболее значимых исследованиях, в которых вы принимали участие.
– Много лет я занимаюсь исследованием самого сильного парникового газа в атмосфере Земли – водяного пара. Поскольку водяной пар не относится к парниковым газам антропогенного происхождения, о нем иногда забывают в дискуссиях о потеплении климата. Но именно поглощение водяным паром фактически удваивает любой нагрев атмосферы, вызванный другими факторами. Один из самых интересных аспектов с научной точки зрения – так называемое континуальное поглощение излучения водяным паром. В 2011 году мы доказали экспериментально, что континуальное поглощение водяным паром в окнах прозрачности атмосферы при повышении температуры может в несколько раз превышать значения, предсказываемые моделью MT_CKD, принятой в климатологии. Континуальное поглощение открыто более 100 лет назад, и уже полвека идет дискуссия о том, чем оно вызвано: дальними крыльями линий мономера воды или димерами воды (двумя молекулами воды, объединенными водородной связью). Мне вместе с коллегами из России и Великобритании удалось способствовать значительному продвижению в решении этой проблемы. Мы построили простую модель континуального поглощения на основе известных квантово-химических расчетов и наших экспериментов и доказали значительный вклад димеров воды в это явление.
– У кого вы учились, кто руководил вашими исследованиями на начальном этапе научной работы?
– Первые учителя – это преподаватели Новосибирского госуниверситета Сергей Глебович Раутиан, потомственный физик-оптик, заведующий кафедрой квантовой оптики Анатолий Михайлович Шалагин (ныне академик), и другие преподаватели НГУ, которые при этом являлись активно работающими учеными институтов Новосибирского Академгородка. Затем, говоря о начале моей работы в ИОА СО РАН, – Станислав Дмитриевич Творогов и Артур Александрович Мицель, под терпеливым и вдумчивым руководством которого я работал над кандидатской диссертацией.
– Кто поддерживал вас на выборах?
– Кандидатом в члены-корреспонденты Российской академии наук меня выдвинули ученые советы ИОА СО РАН и ИСЗФ СО РАН. Отдельные члены РАН Сибирского отделения также активно поддерживали мое выдвижение, и особенно – академики Гелий Александрович Жеребцов и Николай Александрович Ратахин.
– Что вы можете сказать о своих научных планах и о том, какие основные задачи вы ставите перед институтом?
– В мои личные научные планы входит все-таки «добить» вопрос о вкладе димеров воды в континуальное поглощение водяного пара в атмосфере, включив так называемые окна прозрачности. Пока мы более-менее «расшифровали» этот вклад только в полосах поглощения водяного пара. Перед Институтом стоят серьезные задачи: научные – сохранение лидирующих позиций в области атмосферно-оптических исследований, освоение новых перспективных фундаментальных и прикладных научных направлений, укрепление экспериментальной базы, и организационные – постепенное и, по возможности, безболезненное омоложение коллектива, поиск промышленных партнеров, выстраивание кооперации с университетами Томска.
– Расскажите, пожалуйста, о научном результате, которым вы более всего гордитесь.
– Доказательство того, что димеры воды вносят значительный вклад в континуальное поглощение водяного пара в полосах поглощения. Это значительный научный результат, который получен нами многократно в ходе очень интересных и масштабных международных исследований в кооперации с учеными из Великобритании, России и Новой Зеландии. С этими исследованиями связан и один очень интересный эпизод. В 2005 году я узнал, что самый сильный спектральный отпечаток димеров воды в одной из полос поглощения водяного пара зарегистрирован американским экспериментатором Дарреллом Берчем в 1985 году – задолго до нашего эксперимента в этой полосе; тогда он и не подозревал, что обнаруженные ими пики континуального поглощения обусловлены димерами воды. Это – одно из наиболее ярких впечатлений в моей научной деятельности. В итоге я написал статью «Димеры воды: «неизвестный» эксперимент».
Игорь Васильевич называет себя весьма увлекающимся человеком. Во время учебы в Новосибирске его захватило фехтование, занятия которым он продолжал значительное время и в Томске в фехтовальном клубе под руководством прекрасного тренера, вдохновителя и организатора фехтования в нашем городе – Андрея Давыдова. В двадцать два года Игорь вдруг страстно захотел освоить игру на скрипке, и в Томске ему посчастливилось найти замечательного учителя – Валерия Дорохова. По 4–5 часов по вечерам молодой ученый упорно занимался музыкой, за полтора года окончил музыкальную школу и играл несколько лет в ансамбле скрипачей Томского университета, где, кстати сказать, и познакомился и со своей будущей супругой. «Наверно, Вселенная активно помогала мне в реализации увлечений, посылая замечательных учителей», – поделился Игорь Пташник.
Татьяна ДЫМОКУРОВА