Наталия Михайловна Астафьева

60 секунд: авторы УФН о науке, о себе и о жизни

Наталия Михайловна Астафьева


Институт космических исследований РАН, Москва



Что привело Вас в науку (именно в Вашу область исследований)?

Наверное, любопытство и умение удивляться. Меня всегда восхищала наша земная атмосфера. Казалось бы всего лишь воздух, а какие быстрые перемены, какая мощь и какие разрушительные возможности у этого легкого воздуха и на земле, и на море! В итоге – кафедра аэромеханики и газовой динамики механико-математического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и работа под руководством академика Г.И. Петрова (он был заведующим кафедрой в Университете и первым директором Института космических исследований, ИКИ РАН, в котором я работаю до сих пор). Мои научные интересы, так или иначе, связаны с атмосферой: динамика вращающейся жидкости, сферическое течение Куэтта, волны, гидродинамическая неустойчивость и переход к турбулентности, влияние движений в системе океан–атмосфера на климатическую систему планеты.


Не могли бы Вы кратко описать основные результаты Вашей статьи и их значение для Вашей области исследований?

Упомянутая статья – это первый появившийся в России обзор по вейвлетам, в котором были представлены основы математического аппарата вейвлет-преобразования и примеры применения. Фактически было показано, что для анализа числовых множеств любой физической природы следует применять не только и не столько привычные гармонические функции (Фурье-анализ). Мы не живем в регулярном гармоническом мире (я сейчас имею в виду только лишь физическое устройство мира). Характеристики практически всех физических процессов – это нерегулярные, негармонические, нелинейные множества с различными локализованными особенностями, поскольку они формируются в результате многочисленных взаимодействий с разными интенсивностями и в широких диапазонах временных и пространственных масштабов. Для адекватного выявления свойств таких сложных процессов необходимы другие, локализованные анализаторы, какими являются вейвлеты (маленькие волны).
Обзор был необходим, поскольку в то время сам термин "локализованный спектральный анализ" казался крамольным. Как же это спектральный анализ может быть локализованным?! Что за невидаль такая — локальный спектр! Сейчас удивление скорее вызовут не приведенные выше термины, а то, что они могли казаться странными. Мы, как и многие ученые по всему миру, с успехом применяем математический аппарат вейвлет-преобразования. В частности, для анализа характеристик атмосферных и климатических процессов.


Над какими исследовательскими проектами Вы сейчас работаете?

Несколько проектов, над которыми мы работаем, лежат на первый взгляд в различных областях науки, но, тем не менее, довольно тесно связаны. Нас интересуют движения и процессы в системе океан–атмосфера, ответственные за крупномасштабный перенос энергии (тепла, массы, водяного пара, углового момента) в атмосфере и тем самым оказывающие влияние на изменчивость климатической системы. Мы изучаем движения во вращающихся сферических слоях (которые могут быть основой для моделирования глобальных движений в атмосферах планет), неустойчивость зональных потоков (а, следовательно, планетарные волны в атмосфере, волны Россби, в частности), структуру радиотеплового поля планеты по данным микроволнового спутникового мониторинга (а, значит, распределение влаго- и водозапаса в атмосфере и их полярный перенос), а также анализируем гелео- и геофизические параметры (изучая изменчивость климатической системы Земли).


В чем по Вашему мнению будет следующий серьезный прорыв в Вашей области исследований?

Не хочу быть категоричной, но мне представляется, что прорыв в изучении системы океан-атмосфера и климатической системы планеты будет связан не с развитием теоретических исследований. Я читаю довольно много научных статей и с каждой новой усиливается впечатление, что заложенные в них идеи, разрабатываются уже лет 15–20, не менее. Новые идеи, скорее всего, появятся в результате нового осмысления данных наблюдений за состоянием природных процессов, составляющих климатической системы. Для адекватного анализа таких данных необходимо привлекать наиболее прогрессивные математические методы, что не всегда делается. Ну и, что неприятно, необходимо неподдающееся управлению время. Палеонтологические данные добываются постоянно, но они свидетельствуют только об очень долговременных изменениях. Инструментальная эпоха довольно короткая по климатическим масштабам, около 130–170 лет, да и данные неравномерно достоверны. С развитием дистанционных исследований – спутникового мониторинга планеты в разных диапазонах частот появилась возможность получать данные наблюдений за состоянием системы океан–атмосфера не локальные, а в виде полей. Это огромный прорыв. Правда, эра спутникового мониторинга пока еще очень короткая – всего десяток с небольшим лет. Тем не менее накоплено огромное количество наблюдательного материала. Необходим адекватный комплексный анализ, со временем появятся новые идеи.


Какие книги Вы сейчас читаете?

Моему поколению в смысле литературы очень повезло. Мы прошли три увлекательных периода: классический, ксерокопийный и толсто-журнальный. Потом наступили еще два периода: изобильный и развально-лоточный. Если период книжного изобилия удовлетворил некоторый литературный голод, то следующий у меня лично вызвал огромное чувство благодарности к первым трем периодам. Причем не только к литературе как таковой, но к тем людям, которые работали в редакционных коллегиях толстых журналов (делали за меня выбор и очень даже неплохой). То, что я сейчас читаю про динамический хаос в гидроакустике, это, наверное, не очень интересно. Интереснее то, что я, вообще-то, довольно большой любитель чтения, сейчас читаю поменьше художественной литературы и побольше мемуаров. В настоящий момент я вижу на своем столе:
Михаил Львович Левин. Жизнь, воспоминания, творчество / ИПФ РАН. Нижний Новгород, 1995. 464 с.
Халатников И.М. Дау, Кентавр и другие. Top non-secret. – М.: Физматлит, 2008. 192 с.
и еще мне понадобились некоторые справки из книги Блох А.М. Советский союз в интерьере нобелевских премий. Факты. Документы. Размышления. Комментарии. – М. Физматлит, 2005. 880 с.


Если бы Вы могли пообедать с любыми тремя персонами (как прошлого, так и настоящего), кого Вы хотели видеть на этом обеде и почему?

Такой обед – это ведь совершеннейшая фантастика, поэтому можно предположить, что даже у истории есть сослагательное наклонение. Я бы не пообедала, а скорее просто посидела бы в хорошей библиотеке и в удобных креслах вместе с Петром, Александром и Николаем (I, I и II, соответственно), чтобы рассказать, к чему привели некоторые их решения в поворотные моменты истории. Просто для того, чтобы поменять начальные условия задачи и выйти на другую ветвь решения.


Какой был наиболее значительный (волнующий) момент в Вашей карьере?

Не могу вспомнить особо волнующих моментов в своей карьере. И затрудняюсь сказать, — к сожалению, их не было или к счастью. Наиболее значительным считаю везение. Мне очень повезло с учителями – лекции на мехмате в мое время читали выдающиеся ученые. И очень повезло с друзьями — коллегами, и ближними, и дальними.


Что хотели бы Вы сказать в связи с 90-летием журнала “Успехи физических наук”?

Журнал замечательный, добротный. Интеллигентный журнал. С хорошими традициями. Такой журнал возможен только при условии, что есть люди, которые посвящают ему практически всю свою жизнь. Желаю этим людям поменьше препятствий в их деятельности. И пожелание для себя любимой: всю свою сознательную жизнь я знаю, что могу ознакомиться практически с любой серьезной проблемой, порывшись в длинной полке УФН, — хочу, чтобы так было всегда!

90 лет освещая успехи физики
© Успехи физических наук, 1918–2017
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение