История

Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН берет свое начало с создания в марте 1966 г. по инициативе С. С. Зилитинкевича, поддержанной директором Института А. С. Мониным и уполномоченным Президента Академии наук СССР по Ленинграду Б. Е. Быховским, Лаборатории математического моделирования циркуляции океана и атмосферы (Постановление Президиума АН СССР № 289 от 25.03.1966, подписанное М. В. Келдышем). Благодаря Б. Е. Быховскому, Лаборатория первоначально располагалась в главном здании ленинградских учреждений АН СССР (Университетская набережная, дом 5).

В июне 1973 г. на основе лаборатории был сформирован Ленинградский отдел Института, возглавляемый С. С. Зилитинкевичем, в который были включены лаборатории теории климата (доктор физико-математических наук С. С. Зилитинкевич), численных экспериментов по динамике океана (доктор физико-математических наук Б. А. Каган) и динамической метеорологии (доктор физико-математических наук Д. В. Чаликов), а также лаборатория оптики океана и атмосферы, которая была создана в 1969 г. (создатель и заведующий до 1991 г. – профессор К. С. Шифрин).

В июне 1991 г. Отдел преобразован в Санкт-Петербургский филиал Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, который в настоящее время включает лаборатории: численных экспериментов по динамике океана (кандидат географических наук Д. А. Романенков), моделирования океанских биогеохимических циклов (доктор физико-математических наук В. А. Рябченко), оптики океана и атмосферы (кандидат физико-математических наук М. А. Родионов) и геофизических пограничных слоев (доктор географических наук А. В. Зимин), а также группы гидрофизических исследований (доктор технических наук А. А. Родионов).

В октябре 2015 г. в Институте океанологии создана по инициативе Фонда перспективных исследований лаборатория прикладных гидрофизических исследований.

Санкт-Петербургский филиал располагается в здании по адресу: 1-я линия Васильевского острова, дом 30. Здание было передано Ленинградским горисполкомом на баланс Академии наук специально для Ленинградского филиала ИО АН СССР в 1973 г. В 2016-2020 годах здание было капитально отремонтировано.

Здание СПбФ ИО РАН. История и современность

Монография к 55-летию СПбФ ИО РАН

Руководители филиала

С. С. Зилитинкевич – основатель учреждения, заведующий лабораторией и Отделом с 1966 г. по 1978 г., доктор физико-математических наук, профессор.

Р. М. Деменицкая – заведующая Отделом с 1978 г. по 1987 г., доктор геолого-минералогических наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР, почетный полярник.

Д. В. Чаликов – заведующий Отделом с 1987 г. по 1991 г., доктор физико-математических наук.

Г. К. Крылов – директор Филиала с 1991 г. по 2004 г., кандидат технических наук.

В. Ю. Осадчий – директор Филиала с 2004 г. по 2009 г., кандидат физико-математических наук.

А. А. Родионов – директор Филиала с 2009 г. по 2024 г., член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ.

А. А. Лобанов – директор Филиала с 2024 г. по настоящее время, доктор технических наук.

	А. А. Родионов	А. А. Лобанов

В Филиале в течение многих лет работали такие выдающиеся ученые как Н. Б. Маслова, внесшая фундаментальный вклад в исследование уравнения Больцмана, Л. А. Оганесян, считающийся основателем вариационно-разностных методов, Д. Л. Лайхтман, внесший оригинальный вклад буквально во все разделы геофизической гидродинамики и воспитавший десятки ученых в этой области.

Спецификой научной работы Филиала было систематическое рассмотрение океана и атмосферы как единого целого, а планетарных пограничных слоев как связующего звена между атмосферой и океаном. Теорию планетарных пограничных слоев развивал С. С. Зилитинкевич вместе с А. С. Мониным и Д. В. Чаликовым. В отделе была создана одна из первых в России моделей глобального климата (А. С. Монин, С. С. Зилитинкевич, Д. В. Чаликов, Б. А. Каган) и проведено многолетнее моделирование сезонного цикла циркуляции в системе океан-атмосфера.

Обширный цикл работ был посвящен физике пограничных слоев в атмосфере и океане. Работы раннего периода были подробно изложены в монографии С. С. Зилитинкевича «Динамика атмосферного пограничного слоя» (1970).

На основе модели океан-атмосфера получены оценки влияния антропогенных воздействий на изменения климата (Б. А. Каган, А. С. Сафрай). Выполнено моделирование естественных и антропогенных изменений термодинамического и углеродного циклов в системе океан-атмосфера с особым акцентом на Мировом океане (Б. А. Каган, В. А. Рябченко). Эти работы легли в основу монографии «Реакция системы океан-атмосфера на внешнее воздействие» (Б. А. Каган, В. А. Рябченко, А. С. Сафрай, 1990) и докторской диссертации В. А. Рябченко.

Упрощенная теория ледниковых периодов была разработана на основе комбинации блочных и одномерных моделей (Д. В. Чаликов, М. Я. Вербицкий). Было показано, что решающая роль в формировании ледниковых циклов принадлежит верхней мантии Земли, в которой происходят вертикальные колебательные движения континентов. Эта работа послужила основой монографии и докторской диссертации М. Я. Вербицкого.

Особое место в научной деятельности Филиала занимают работы, посвященные океанским приливам, выполненные под руководством одного из мировых лидеров в этой области, профессора Б. А. Кагана. Им получен ряд основополагающих результатов по динамике приливов в Мировом океане: параметризованы эффекты нагрузки и самопритяжения океанских приливов, учтены шельфовые и островные эффекты, представлены результаты взаимодействия океанских приливов с земными и атмосферными гравитационными приливами, изучена эволюция спектра собственных колебаний Мирового океана в различные периоды геологической истории Земли. Автор разработал также модели вертикальной структуры приливного потока и предложил новые законы сопротивления для осциллирующего вращающегося турбулентного пограничного слоя над подстилающими поверхностями различного типа гидродинамической шероховатости.

Д. В. Чаликовым было создано новое направление вычислительной геофизической гидродинамики: математическое моделирование морского волнения. Он впервые применил конформное преобразование координат для построения численной модели потенциального движения жидкости со свободной поверхностью. На основе этой модели было проведено исследование нелинейных свойств поверхностных волн: статистические характеристики, неустойчивость Бенджамина-Фейера, опрокидывание волн, нелинейные межволновые взаимодействия, генерация экстремальных волн. Разработаны практические рекомендации для параметризации физических процессов в прогностических моделях волн. Разработана трехмерная модель потенциального движения жидкости со свободной поверхностью и исследование на её основе процессов нелинейных взаимодействий. Результаты работ Д. В. Чаликова были обобщены в монографии «Численное моделирование морского волнения» (2016).

Большой вклад в становление Филиала как научной организации внес профессор К. С. Шифрин, создавший лабораторию оптики океана и атмосферы (1969). Он внес значительный вклад в теорию прямых и обратных задач рассеяния света частицами в морской и воздушных средах. К. С. Шифрин является основоположником радиотеплолокации – одного из наиболее эффективных методов дистанционного зондирования атмосферы, а также подстилающей поверхности и ее загрязнений. Кусиэль Соломонович опубликовал монографии “Рассеяние света в мутной среде” и “Введение в оптику океана”. В 1991 г. лабораторию оптики океана и атмосферы возглавил доктор физико-математических наук И. М. Левин, один из создателей современной теории подводного видения, теории переноса импульсного излучения в трехслойной среде (атмосфера, облачный слой, вода).

Обширные работы по гидродинамическому моделированию циркуляции морских бассейнов с детальным воспроизведением их химического и биологического режима проводятся в относительно молодой лаборатории моделирования океанских биогеохимических циклов, организованной в 1998 г., под руководством доктора физико-математических наук В. А. Рябченко. Значительный вклад внесли сотрудники лаборатории (В. А. Рябченко, Е. Е. Попова) в исследование свойств и дальнейшую разработку пионерской модели морской экосистемы М. Фэшема, многочисленные версии которой в настоящее время широко используются во всем мире. Объединяя эту модель с различными моделями общей циркуляции океана, были построены трехмерные эко-гидродинамические модели для отдельных частей Мирового океана. Под руководством В. А. Рябченко разработана Санкт-Петербургская модель эвтрофикации Балтийского моря SPBEM (Saint Petersburg Baltic Eutrophication Model).

Развитие теории нелокальной гидродинамики ведется в Филиале под руководством члена-корреспондента РАН, заслуженного деятеля науки РФ, доктора технических наук, профессора А. А. Родионова. Наиболее важными научными результатами в этой области являются: нелокальные модели течений сред с учетом эффектов внутренней структуры; теорема взаимности в нелокальной гидродинамике; методология и теоретические основы адаптации гидрофизических систем подводного наблюдения к среде функционирования; закономерности протекания гидрофизических процессов, вызванных локальными источниками в океане, включая вихревые структуры, внутренние волны, перемежаемую турбулентность.