Managing the Development of Natural-Territorial Complexes of the «Shatsky» Biosphere Reserve on the Principles of Sustainable Development

Проаналізовано інформаційні матеріали для оцінювання нинішнього стану управління розвитком біорезервату (БР) «Шацький». Оцінено сучасні та потенційні екологічні загрози для біорізноманіття на основі проведеного SWOT/TOWS-аналізу основних стратегій розвитку території БР. Проведено оцінювання демографічних, соціально-економічних, екологічних і культурологічних процесів за допомогою багатофакторного PESTM-аналізу. Висвітлено питання вдосконалення та доповнення компонентів інформаційно-аналітичної експертної системи (ІАС) для реалізації механізмів адаптивного управління об’єктами природно-заповідного фонду на засадах сталого розвитку. Обґрунтовано доцільність розробки й упровадження механізмів адаптивного управління БР «Шацький» на основі прогресивних інформаційних технологій, комп’ютерного моделювання та прийняття рішень, що забезпечать отримання, накопичення і наочне представлення поточної та архівної інформації про стан і динаміку змін екологічної ситуації БР «Шацький». The analysis of information materials for analysis of the existent state of management the «Shatsky» Bioreserve (BR) is presented. The current and the potential ecological threats to biological diversity estimated, on the basis of SWOT/TOWS-analysis of main strategies of the BR territory development. The estimation of demographic, socio-economical, ecological and culturological processes was performed, using multiple-factor PESTM-analysis. The questions of improving and addi¬tion of components of the expert information-analytical system (EIAS) are elucidated, for realization of mechanisms of adaptive management the nature-protected fund objects on the principals of sustainable. Appropriateness of develop¬ment and implementation of mechanisms of adaptive management BR «Shatsky» is substantiated, on the basis of progressive information technologies, computer modelling and decision-making. The last, in turn, will provide recei¬ving, accumulation and visualization of current and archive information about the present state and time history of ecological situation within the BR «Shatsky».Роботу виконано на базі ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАН

Influence of Solar Activity on the Ecological Processes of the Naturally-Protected Territories of Westrn Polesie: Problem or Hypothesis?

Наведено результати експериментальних досліджень та аналізу деяких проявів сонячної активності та геоефективної реакції на них низки біотичних та абіотичних компонентів біогеосистеми природно-заповідних територій Західного Полісся, виконаних з використанням сучасних інструментальних засобів (декаметровий радіотелескоп УРАН-3, транскордонна мережа моніторингу ґрунтів, цифрова метеостанція тощо) та наземних спостережень змін стану цих компонентів. Розглянуто вплив довготривалих циклічних геліопроцесів на екологічні процеси і вплив спорадичних короткотривалих компонентів сонячної активності, які обумовлюють геомагнітні збурення та збурення природного атмосферного інфразвуку в біогеосистемі. Results of experimental researches and analysis of some solar eruptive events and geo-efficient reaction on them of row of biotic and abiotic components of the West Polesie naturally-protected territories biogeosystem executed with the use of modern tools (decameter radio-telescope URAN-3, transboundary network of soils monitoring, digital weather-station and others like that) and ground-based supervisions of changes of these components state, have been presented. Influence on the ecological processes of the long-term cyclic helio-processes and influence of the short-term sporadic solar eruptive events, which cause the geomagnetic and infrasound activity in the biogeosystem, are consideredРоботу виконано у Фізико-механічному інституті ім. Г. В. Карпенка НАН України та Львівському центрі Інституту космічних досліджень НАН України та НКА Україн

Bathymetric Study of the Svityaz’ Lake: the Past, the Present and Prospects

У статті наведено результати хронологічного аналізу матеріалів батиметричних досліджень оз. Світязь, проаналізовано їх особливості та науково-методичну достеменність. Аргументовано доцільність проведення батиметричних досліджень на сучасному технічному рівні. Обґрунтовано методичну та матеріальну бази для їх проведення. Наведено окремі результати досліджень, можливість їх використання в суміжних галузях науки й окреслено перспективи подальших робіт. Наведено цифрові 2D- та 3D карти рельєфу дна оз. Світязь і сертифіковану і впроваджену у Шацькому національному природному парку карту глибин оз. Світязь. Доведено часову стабільність батиметричних даних озера й підтверджено незмінність максимальної глибини та берегових обрисів акваторії. Відзначені особливості двочастотної ехолокації дна озера, яка дає змогу опрацювати методику побудови карти донних осадів, що може мати практичне значення для уточнення промислових відкладів сапропелю в озерах Волині. In the paper is presented the results of chronological analysis of bathymetric study of the Svityaz’ Lake and the analysis of their characteristics and metho¬dological reliability. A reasonability of such study, on high end technical level, was argued and methodological and resource bases for these studies are substantiated. The results of some studies and the prospects of works are outlined as well as the opportunity of their usage in related fields. A digital 2D- and 3D, which represent a base relief of the Svityaz Lake are presented as well as depth map of Svityaz’ Lake, which is certified and introduced in the Shatsk National Natural Park. A temporary stability of bathymetric data of the lake is proved, and the invariance of a maximal depth and lakeside contours of water area are confirmed. Features of two-frequency echolocation of the lake bottom, which allows us to elaborate a methodology for map of bottom sediments creation, are marked. That, in turn, may have a practical importance for specifying of industrial deposits of sapropel in lakes of Volyn’ region.Роботу виконано на базі ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАН України та ШНП

A System of Complex Ecological Monitoring of the Shatsk National Natural Park Natural Environment

У статті аргументовано необхідність створення цільової мережі комплексного екологічного моніторингу, націленої на довготривалий контроль стану компонентів природного середовища заповідних та антропогенізованих екосистем Шацького національного природного парку в зоні можливого впливу промислового освоєння крейдового родовища «Хотиславське» в Республіці Білорусь. Висвітлено питання організації структури такої мережі моніторингу з використанням методів і засобів дистанційного зондування Землі, наземних спостережень та інструментальних вимірювань. Наведено результати її функціонування за період 2010–2012 рр. і попередні висновки за цими результатами. The need of creation of the target network of complex ecological monitoring is argued in the present article. This network is directed on the long-term control of the state of both natural protected environment components and anthropogenic ecosystems of the Shatsk National Natural Park within the area of possible impact of industrial development of the «Hotyslavske» chalkpit in Belarus. The problems of organization of the above-mentioned monitoring network structure using as Earth Remote Sensing methods and facilities so ground-based investigations and instrumental measurements are covered. The results of its functioning during the 2010–2012 years period and preliminary conclusions according to these results are presented.Роботу виконано у Фізико-механічному інституті ім. Г. В. Карпенка НАН Україн

Digital receivers for low-frequency radio telescopes UTR-2, URAN, GURT

This paper describes digital radio astronomical receivers used for decameter and meter wavelength observations. This paper describes digital radio astronomical receivers used for decameter and meter wavelength observations. Since 1998, digital receivers performing on-the-fly dynamic spectrum calculations or waveform data recording without data loss have been used at the UTR-2 radio telescope, the URAN VLBI system, and the GURT new generation radio telescope. Here we detail these receivers developed for operation in the strong interference environment that prevails in the decameter wavelength range. Data collected with these receivers allowed us to discover numerous radio astronomical objects and phenomena at low frequencies, a summary of which is also presented.Comment: 24 pages, 15 figure

Specyfika zmienności wilgotności i temperatury gleby na podstawie badań TDR w latach 2008-2012 na obszarze Polesia Zachodniego na Ukrainie

The paper presents the results of an investigation which took place over the years 2008-2012 in the Shatsk National Natural Park. For the investigation four genetically different soils in that area were selected. Those were a soddy-podzolic soil (S01) under grass vegetation, lowland peat bog (S02), anthropogenic lowland peat bog (S03) with mineralised upper layer and a soddygley loamy soil (S04). The TDR device developed and created in the Institute of Agrophysics PAS in Lublin, and probes for measurement soil moisture, temperature and salinity were used in the study. The eight probes of the TDR-measuring system were installed at different depths, from 10 to 80 cm, at 10 cm intervals, for soils S02, S03 and S04, and at the depths of 10 сm and 50 cm for soil S01. The dynamics of soil temperature and soil moisture at different depths and the speed of response to changes in subsequent uncured layers are presented. Hourly TDR data have been diurnalaveraged and used for the calculation of correlation coefficients between soil temperature at different depths, air temperature, precipitation, solar activity parameter, Wolf number and total solar radiation. The study included also the effect of changes in solar radiation in the soil with the seasons.W pracy przedstawiono wyniki badań prowadzonych w latach 2008-2012 na terytorium Szackiego Parku Narodowego. Do badań wybrane zostały cztery genetycznie różne gleby na tym terenie. Są to gleby soddy – podzolic (S01) porośnieta trawą, lowland peat bog (S02), anthropogenic lowland peat bog (S03) ze zmineralizowaną warstwą powierzchniową i soddy – gley loamy soil (S04). Badania zostały przeprowadzone przy użyciu urządzenia TDR opracowanego i wykonanego w Instytucie Agrofizyki PAN w Lublinie oraz sond polowych do pomiaru wilgotności gleby, temperatury oraz zasolenia. Praca przedstawia zmienność właściwości fizycznych gleby w czasie w różnych typach gleby i na różnych głębokościach. Osiem sond TDR zostało zainstalowane w glebach S02, S03, S04 na głębokości od 10 cm do 80 cm w odstępach 10cm oraz w glebie S01 na głębokości od 10 cm do 50 cm. Dane dobowe z pomiarów TDR zostały uśrednione i wykorzystane do wyznaczenia współczynników korelacji między temperaturą gleby na różnych głębokościach a temperaturą powietrza, opadami atmosferycznymi, parametrami aktywności słonecznej, liczbą Wolfa i całkowitym promieniowaniem słonecznym. Zbadany został również wpływ promieniowania słonecznego na zmiany badanych parametrów w glebie wraz z porami roku

Concurrent Jovian S-Burst Beaming as Observed From LWA1, NDA, and Ukrainian Radio Telescopes

International audienceThis paper describes the statistical property of Jupiter's millisecond burst (S-burst) beaming for Io-related decametric (Io-DAM) sources from a ground-based radio telescope network. To do so, we performed simultaneous observations of Jovian Io-DAM S-bursts from 15 January through 4 May 2016 for a total of nine events using several radio telescopes. These radio telescopes include the Long Wavelength Array station One (LWA1) in the United States, Nançay Decameter Array (NDA) in France, and three large radio telescopes (UTR2, URAN2, and URAN3) in Ukraine. We conducted a cross-correlation analysis of the S-burst spectrograms in a frequency range of 10.5 to 33 MHz over effective baselines of up to 8,950 km. We found that the beaming of the S-bursts is formed on the flashlight-like structure within an east-west beam width of 2.75" for Io-A/C, 2.63" for Io-A', and 2.75" for Io-B/D. In parallel, the flashlight-like beam was completely filled because the results from all usable pairs of telescopes supported this model. Hence, these beam widths directly correspond to the minimum cone thickness where a radio source emanates over large solid angles from the same direction of Jupiter, as opposed to a localized radio source emitting over small solid angles along active magnetic flux tubes that are tied to Io's orbital motion in Jupiter's rotation frame (beacon-like structure). Additionally, this cross-correlation technique shows a practical benefit of producing statistical profiles of S-bursts

State-of-the-art of low frequency radio astronomy, relevant antenna systems and international cooperation in Ukraine

International audienceThe low frequency radio astronomy (decameter-meter range, frequencies of 10-300 MHz) currently demonstrates rapid progress all over the world. New generations of large antennas-LOFAR, LWA, MWA and others – have been created in many countries. At the same time Ukrainian radio astronomical systems UTR-2 and URAN still remain the largest and most informative ones at the lowest frequency range available for the ground-based radio astronomy (below 33 MHz), especially after their radical modernization during the most recent years. A great number of top priority results have been obtained on the basis of these radio telescopes. The results prove a high significance of the low frequency radio astronomy for astrophysics. Substantial part of these results have been obtained in the course of many year cooperation between Ukraine on one side and France, Austria, Germany and other countries on the other. Creation of new low frequency instruments GURT (Ukraine) and LSS/NenuFAR (France) for the wide frequency range of 10-80 MHz opens up new possibilities for research and fruitful cooperation

Multi-antenna observations in the low-frequency radio astronomy of solar system objects and related topics studies

International audienceRapid progress currently takes place in the field of low-frequency radio astronomy in the meter-decameter-hectometer range of wavelengths. It is caused by a radical modernization of the existing radio telescopes, creation of a new generation of instruments, space-borne observations, and by the development of research on all classes of astrophysical objects, including the Solar System. On the other hand, a range of difficulties specific to low-frequency radio astronomy is known, which are caused by technical, methodological, and physical limitations. An effective strategy for overcoming these difficulties is based on synchronous observations using several radio telescopes separated by distances from a few to several thousand kilometers. This provides an opportunity to reduce and identify radio interference and the influence of the propagation media, to increase the sensitivity and resolution, and to solve many problems with higher efficiency. In recent years such simultaneous observations were carried out for the Sun, Jupiter, Saturn, interplanetary medium, pulsars, exoplanets, and transients using the radio telescopes UTR-2, URAN, GURT, NDA, NenuFAR, LOFAR and other. Parallel observations with the space missions WIND, STEREO, Cassini and Juno also facilitate improvement of the quality and reliability of low-frequency radio astronomical experiments

THE FOUNDER OF THE DECAMETER RADIO ASTRONOMY IN UKRAINE ACADEMICIAN OF NAS OF UKRAINE SEMEN YAKOVYCH BRAUDE IS 110 YEARS OLD: HISTORY OF CREATION AND DEVELOPMENT OF THE NATIONAL EXPERIMENTAL BASE FOR THE LAST HALF CENTURY

International audiencePurpose: A historical review of the experimental baselopment of low-frequency radio astronomy in Ukraine, its foundation half a century ago by an outstanding scientist S.Ya. Braude to the current state. Design/methodology/approach: The constant progress of electronic, computer and digital technologies, information and telecommunication technologies, theory and practice of antenna and receiving systems design, which introduction enriched the hardware and methodological ideology of construction and usage of the UTR-2, URAN, and GURT radio telescopes, have been used. Findings: The worldwide most effective national experimental radio astronomy means, the UTR-2, URAN, and GURT decameter-meter wave radiotelescopes, have been created and improved. The best combination of the systems main parameters: sensitivity; frequency band; spatial, frequency and temporal resolutions; noise immunity; uniformity of amplitude-frequency and space-frequency characteristics and multifunctionality has been provided. Conclusions: For the half a century of radio astronomical scientific and technical at the Institute of Radio Astronomy of NAS of Ukraine, the high astrophysical informativeness of the low-frequency radio astronomy and the possibility of creating a highly efficient experimental base – giant radio telescopes of decameter-meter wavebands have been proved. Today, the Ukrainian radio telescopes are well known and recognized world-wide being indispensable and most in demand by the scientific community. The founder of the decameter radio astronomy in Ukraine, the eminent scientist Semen Yakovych Braude was not mistaken when he decided to start radio astronomical explorations. The memory of him will always remain in the minds and hearts of many generations. Key words: low-frequency radio astronomy; radio telescope; phase shifter; antenna amplifier; digital signal recorder; effective area; sensitivity; resolution; noise immunit