Первый на очереди Фёдор Сарафанов, младший научный сотрудник отдела физики атмосферы и микроволновой диагностики, успешно защитивший кандидатскую диссертацию по специальности «Науки об атмосфере и климате». Фёдор рассказал, почему он выбрал именно геофизику, в чём актуальность исследований атмосферного электричества и, конечно, о своих планах на будущее.
Специальность: науки об атмосфере и климате.
Тема: «Пространственно временные паттерны параметров глобальной электрической цепи: наблюдения и моделирование».
Как вы пришли в науку и когда поняли, что вам интересно заниматься физикой?
– Я вырос в научной среде: папа физик-теоретик, мама математик, поэтому научное мне никогда не было чуждо. Не всегда хотел заниматься наукой: было желание творить что-то осязаемое, хотел стать архитектором. Но к моменту выбора пути что-то внутри переменилось: я поступил на радиофизический факультет, интуитивно ощущая, что принял верное решение. С третьего курса начал принимать участие в научной работе в отделе геофизической электродинамики под руководством Евгения Анатольевича Мареева (академик РАН, заведующий отделением геофизических исследований), которая продолжается до сих пор.
Почему вас привлекло именно это направление?
– Со временем обнаружил, что именно в здесь, в геофизике удаётся наилучшим образом воплощать всё, что умею и хочу делать. Круг задач в нашем отделе широкий: это как теория, уравнения, составление физических моделей, так и множество экспериментальных работ. Многое связано с натурными наблюдениями, буквально прикасаемся к природе, к тому же к одной из самых красивых и удивительных её частей – к атмосферному электричеству. Часто приходится что-то мастерить своими руками, писать интересные программы для обработки данных и моделирования. Ну и, конечно, огромную роль сыграл отличный научный коллектив, в котором хочется развиваться и всегда есть место свободному научному творческому поиску.
Ваша диссертация написана по теме: «Пространственно-временные паттерны параметров глобальной электрической цепи: наблюдения и моделирование». Почему выбрали именно её?
– Диссертация посвящена такому интересному объекту физики атмосферного электричества, как глобальная электрическая цепь (ГЭЦ). Вообще говоря, атмосферное электричество включает в себя очень большой круг явлений. Например, наверняка все видели молнию и удивлялись её красоте и опасности. Но мало кто знает, что электрические поля присутствуют в атмосфере Земли постоянно, даже когда небо ясное: грозовые облака за тысячи километров от нас порождают токи, которые замыкаются через слабо проводящую атмосферу на хорошо проводящие ионосферу и Землю. В том числе эти слабые токи протекают и в областях хорошей погоды, порождая небольшое, но почти всегда существующее поле: вблизи Земли оно достигает сотен вольт на метр. По свойствам этого поля, его вариациям столетиями исследователи изучали динамику глобальной цепи. До сих пор мало кому удавалось воспроизвести ГЭЦ в модели: как правило, воспроизводились только какие-то отдельные свойства. Первые работы по глобальному моделированию атмосферного электричества были сделаны именно здесь, в институте, а моя работа – логическое продолжение этих исследований.
Как результаты вашей работы могут помочь другим специалистам?
– В мире установлены сотни датчиков для измерения атмосферного электричества. Около десятка научных групп занимаются его изучением. Российские датчики, например, стоят на станции «Восток» в Антарктиде в уникальных условиях, при температуре −80°C. Измерения часто не дают полной информации из за локальных факторов. Например, ветер поднимает пыль, которая влияет на показания датчика. Моделирование же позволяет воспроизвести только глобальный сигнал: экспериментаторы могут найти наблюдаемые в измерениях эффекты с помощью модели и не только этим дополнительно подтвердить свой результат, но и исследовать его на более глубоком уровне. Моделирование позволяет детально исследовать физические механизмы, приводящие к наблюдаемым изменениям поля хорошей погоды. Возможно и обратное: сначала увидеть в модели эффект, а потом подтвердить его в наблюдениях – именно так в нашем отделе был обнаружен отклик ГЭЦ на события климатической моды Эль-Ниньо.
С какими сложностями вы столкнулись при написании диссертации? Как Вам удавалось с ними справляться и совмещать написание кандидатской и обычную жизнь молодого человека?
– Наверное, первая проблема – чистого листа. Было трудно начать делать: понимал, что если только скопировать свои результаты из опубликованных статей и написать обзорную часть, это ещё не будет диссертацией.
Мне помог совет старшего коллеги: «Если ничего не делать, то ничего и не получится. Нужно садиться и хотя бы раз в неделю заставлять себя что то делать». Простая арифметика: одна страница в день за три года даст тысячу страниц – даже больше, чем нужно, и белый лист уже не страшен. Я старался следовать этому плану и не расслабляться. Каждую неделю приходилось перерабатывать много материала, добавляя связности и формируя общую идею диссертации: хотелось цельной работы с ясным результатом, а не сборник интересных, но разрозненных исследований.
В последние полгода, конечно, пришлось поработать плотнее, все приоритеты сместились в сторону диссертации. Время на хобби и на свою жизнь вне науки пришлось сократить – иначе было сложно вернуться в состояние «потока». То, что весь материал был написан заранее, сильно помогло: удалось завершить работу, не выгорев и не потратив всё свободное время на диссертацию.
Какие у вас планы на дальнейшую научную карьеру? Планируете ли защищать докторскую?
– Точно ответить на вопрос про докторскую прямо сейчас нелегко – всё равно что марафонцу сразу после финиша: «Скажи, по какой дороге и сколько километров ты побежишь дальше?»
С одной стороны, мне определённо хотелось бы в будущем заняться докторской диссертацией. С другой – я пока не могу однозначно выбрать тему для углубления. И дело не в отсутствии идей, а как раз наоборот: многие направления мне кажутся увлекательными и перспективными.
Пока я нахожусь на этапе научного поиска, и мой план – работать, развиваться, оставаться открытым к новым идеям. А докторская придёт в своё время, когда сложатся и тема, и результат, и внутреннее понимание того, что именно я хочу сказать науке своим исследованием.