Аннотация результатов работы по 2-му этапу 2009 года проекта № РНП.2.1.1.1138 АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (20092010 годы)» «Исследования Земли, атмосферы и околоземного космического пространства (проект «Геокосмос»)», руководитель – доктор физ.-мат. наук Ю.М.Тимофеев. В ходе выполнения 2-го (2009 года) этапа проекта получены следующие основные результаты: 1. Накоплены и проанализированы базы данных о параметрах мезомасштабных волн в результате анализа вариаций индекса радиорефракции атмосферы (сухой температуры) на высотах 5–35 км по данным эксперимента GPS/CHAMP. 2. Разработана не имеющая аналогов модель кинетики электронно-колебательно возбужденных продуктов фотодиссоциации озона и молекулярного кислорода в верхней атмосфере. Разработаны методы решения прямой и обратной задач в рамках новой модели фотодиссоциации О2 и О3. Проведено восстановление вертикальных профилей озона для серии событий спутникового эксперимента TIMED-SABER на основе измеренных высотных профилей интенсивности ИК Атм полосы О2. Предложен новый аналитический метод восстановления озона из измерений интенсивностей эмиссии молекул О2(b1+g, v=1). 3. Проведены многочисленные сопоставления наземных и спутниковых (SCIAMACHY, GOME и OMI) измерений содержания стратосферного и тропосферного NO2, проанализирована их согласованность и оценена сходимость результатов. По данным ежечасных измерений концентраций NO2 в приземном воздухе оценен суточный цикл вариаций этой газовой компоненты, проанализировано влияние ветрового режима на результаты наземных измерений НИИФ СПбГУ и построено распределение тропосферного содержания NO2, выявившее влияние городского загрязнения на результаты измерений. С помощью моделирования проведены тестовые расчеты полей концентрации NO2 в районе Санкт-Петербурга для январяфевраля 2006 г. Построена карта среднегодового распределения тропосферного NO2 над северной частью Евразии в период с октября 2004 по сентябрь 2009 года. 4. Проведено статистическое исследование магнитной структуры полярных каспов по многолетним наборам данных спутников Cluster и Polar. Благодаря плотному покрытию области каспов наблюдениями в широком интервале расстояний от Земли, удалось выявить пространственное распределение диамагнитной депрессии магнитного поля по всей длине северного и южного каспов, а также количественно изучить эффект «проникновения» азимутальной компоненты межпланетного магнитного поля (ММП), связанный с его пересоединением с земным полем и с формированием околополуденной системы продольных токов. В частности, показано, что (а) глубина диамагнитной депрессии быстро нарастает с удалением от Земли и наиболее чувствительна к давлению солнечного ветра и к углу между осью земного диполя и направлением ветра, но сравнительно слабо связана с Zкомпонентой ММП; (б) продольные токи смещены к полюсам относительно зоны касповой депрессии поля и чётко коррелируют с направлением и величиной Yкомпоненты ММП. 5. Разработана методика выявления и количественной оценки временных запаздываний между сигналами с привлечением методики кросс-рекуррентного анализа и преобразования Хафа. 6. При рассмотрении среднегодовых временных рядов приземной температуры воздуха в Стокгольме, Санкт-Петербурге и центральной Англии установлено, что в середине 1930-х годов 20-го века произошел фазовый переход на новый уровень динамического поведения локальных климатических систем. Установлено, что такая смена режимов носит глобальный характер, справедлива для климатической системы Земли в целом. Анализ английского температурного ряда (с 1659 года) показал, что динамический режим, присущий поведению климатической системы в течение последних 70 лет, ранее не наблюдался, а значит, является уникальным. Рекуррентный анализ чисел Вольфа выявил фазовый переход, по времени приходящийся также на середину 1930-х годов. Это дает основание утверждать, что либо между климатическим и солнечным фазовыми переходами существует причинно-следственная связь, либо существует какой-то внешний фактор определяющий синхронные изменения динамики обеих систем. 7. Выявлена высокая степень синхронизации солнечной активности в северном и южном полушариях. Дана численная оценка крупномасштабной квазипериодичности северо-южной асимметрии площадей солнечных пятен. Установлено, что фазовые запаздывания проявляются на масштабах не менее года. 8. На основе анализа временных рядов приземной температуры северного и южного полушарий Земли выявлено два качественно различных режима поведения. До начала фазового перехода температурные ряды проявляют некоторую идентичность с поправкой на внутреннее время сегментов соответствующих им фазовых траекторий, однако после фазового перехода температурные ряды можно рассматривать уже как коррелированные шумы.