БЪЛГАРСКА АКАДЕМИЯ НА НАУКИТЕ

ЦЕНТРАЛНА ЛАБОРАТОРИЯ ПО ВИСША ГЕОДЕЗИЯ

О Т Ч Е Т

за научно-изследователската дейност на ЦЛВГ за 2007 година

(пълен отчет) Януари 2008 Зам. директор и научен секретар: София /ст. н.с. д-р Ив. Георгиев/ Директор: /ст. н.с. д-р Д. Димитров/

2

СЪДЪРЖАНИЕ 1. ПРОБЛЕМАТИКА НА ЦЕНТРАЛНАТА ЛАБОРАТОРИЯ ПО

ВИСША ГЕОДЕЗИЯ 1.1. ВРЪЗКА НА НАУЧНАТА ПРОБЛЕМАТИКА НА ЦЛВГ С

НАЦИОНАЛНИТЕ И МЕЖДУНАРОДНИТЕ ПРИОРИТЕТИ 1.2. ВРЪЗКА НА НАУЧНАТА ПРОБЛЕМАТИКА НА ЦЛВГ СЪС

'СТРАТЕГИЧЕСКИТЕ ЦЕЛИ И ФУНКЦИОНАЛНИ ПРИОРИТЕТИ НА БАН ЗА ПЕРИОДА ДО 2007 ГОДИНА

1.3. МЯСТО НА БЪЛГАРСКАТА ГЕОДЕЗИЯ И ГЕОФИЗИКА В

МЕЖДУНАРОДНОТО НАУЧНО КООПЕРИРАНЕ – МЕЖДУНАРОДНАТА АСОЦИАЦИЯ ПО ГЕОДЕЗИЯ И ГЕОФИЗИКА

1.4. АКЦЕНТИ ОТ МЕЖДУНАРОДНАТА И ОБЩОНАЦИОНАЛНАТА

ДЕЙНОСТИ НА ЦЛВГ БАН 2. РЕЗУЛТАТИ ОТ НАУЧНАТА ДЕЙНОСТ ПРЕЗ 2007 ГОДИНА 2.1. НАУЧНИ ПОСТИЖЕНИЯ 2.2. НАУЧНО-ПРИЛОЖНИ ПОСТИЖЕНИЯ 2.3. НАУЧНИ И НАУЧНО-ПРИЛОЖНИ ПОСТИЖЕНИЯ ОТ МЕЖДУНАРОДНОТО СЪТРУДНИЧЕСТВО НА ЦЛВГ 3. МЕЖДУНАРОДНО НАУЧНО СЪТРУДНИЧЕСТВО НА ЦЛВГ 4. УЧАСТИЕ НА ЦЛВГ В ПОДГОТОВКА НА СПЕЦИАЛИСТИ: ФОРМИ. СЪТРУДНИЧЕСТВО С УЧЕБНИ ЗАВЕДЕНИЯ. 5. СТОПАНСКА ДЕЙНОСТ НА ЦЛВГ 6. КРАТЪК АНАЛИЗ НА ФИНАНСОВОТО СЪСТОЯНИЕ НА ЦЛВГ ЗА 2007 ГОДИНА 7. ИЗДАТЕЛСКА И ИНФОРМАЦИОННА ДЕЙНОСТ 8. РАБОТНА СРЕЩА ПО ФИНАНСИРАНИЯ ОТ НАТО, ПРОГРАМА ЗА МИР, ПРОЕКТ HemusNET – HemusNET Workshop, ПРЕЗ ДЕКЕМВРИ 2007 ГОДИНА В ЦЛВГ 9. РАБОТНА СРЕЩА И НАУЧНА ШКОЛА В ЦЛВГ ЗА НАУЧНОИЗСЛЕДОВАТЕЛСИЯ СОФТУЕР ЗА ОБРАБОТКА НА GPS ИЗМЕРВАНИЯ, РАЗРАБОТЕН В МАСАЧУЗЕТСКИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕН ИНСТИТУТ

3

10. ДРУГИ, СПЕЦИФИЧНИ ЗА ЦЛВГ НАУЧНИ И НАУЧНО-

ПРИЛОЖНИ ДЕЙНОСТИ 10.1. ДЕЙНОСТ НА ГЕОДЕЗИЧЕСКАТА ОБСЕРВАТОРИЯ “ПЛАНА” 10.2. ГЕОДЕЗИЧСКАТА ОБСЕРВАТОРИЯ “ПЛАНА” – КОМПЛЕКСЕН ИЗСЛЕДОВАТЕЛСКИ ЦЕНТЪР НА НАУКИТЕ ЗА ЗЕМЯТА И АСТРОНОМИЯ 11. ПРИЛОЖЕНИЯ КЪМ ОТЧЕТА ЗА 2007 ГОДИНА,

ВКЛЮЧИТЕЛНО СНИМКОВ МАТЕРИАЛ 11.1. Договор за сътрудничество между Геодезическия факултет на Университета по архитектура, строителство и геодезия и Централана лаборатория по висша геодезия при Българска академия на науките. 11.2. Договор за сътрудничество между Централната лаборатория по висша геодезия при БАН и СУ “св. Климент Охридски” – катедра “Астрономия” при Физическия факултет 11.3. Договор за сътрудничество между Централната лаборатория по висша геодезия и Геофизичния институт при БАН 11.4. Договор за сътрудничество между Централната лаборатория по висша геодезия и Географския институт при БАН 11.5. Договор за сътрудничество между Централната лаборатория по висша геодезия и Централната лаборатория по сеизмична механика и сеизмично инженерство при БАН 11.6. Договор за сътрудничество между Централната лаборатория по висша геодезия и Института по екология при БАН 11.7. Договор за сътрудничество между Централната лаборатория по висша геодезия и НИМХ при БАН 11.8. Договор за сътрудничество между Централната лаборатория по висша геодезия и Лесотехнически университет, София 11.9. Отчет на ЦЛВГ Като Асоцииран център за анализ на лазерни наблюдения на ИСЗ в годищния отчет на Международната служба за лазерна локация (NASA/TP-2007-214153) 11.10. Списък на участниците в работната среща, проведена по проект “Мониторинг на деформациите на земната кора в Западна Централна България и Северна Гърция с Глобалната позиционна система GPS – HemusNET”, финансиран по програмата на НАТО “Наука за мир”

4

11.11. Програма на работната среща по проект “Мониторинг на деформациите на земната кора в Западна Централна България и Северна Гърция с Глобалната позиционна система GPS – HemusNET” 11.12. Списък на участниците в работната среща и научната школа в ЦЛВГ за научноизследователския софтуер GAMIT за обработка и анализ на GPS измервания, разработен в Масачузетския технологичен институт, Бостън, САЩ 11.13. Проведени през годината научни семинари на ЦЛВГ БАН

5

СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА

БД База Данни ВТС Военно-топографска служба към МО ГАО Главна астрономическа обсерватория, Киев, Украйна ГО Геодезическа обсерватория ИСЗ Изкуствен спътник на Земята МНМК Метод на най-малките квадрати МОН Министерство на образованието и науката МСРЗ Международна служба за ротация на Земята НГМ Национална геодезическа мрежа ПВЗ Параметри на въртене на Земята ПОЗ Параметри на ориентация на Земята УАСГ Университет за архитектура, строителство и геодезия ЦЛВГ Централна лаборатория по висша геодезия CEI Central European Initiative CERGOP Central European Regional Geodynamic Project CNRS Centre National de la Recherche Scientifique, Paris, France EUPOS® European Position Determination System EUREF EUropean REference Frame EUVN European Vertical Network GPS Global Positioning System IGS International GPS Geodynamic Service IERS International Earth Rotation Service ILRS International Laser Ranging Service ITRF International Terrestrial Reference Frame LAGEOS LAser GEOdynamical Satellite PRN Pseudo-Random Noise SAPOS Satellite Position Determination System UNIGRACE UNIfication of the GRАvimetric systems of the Central and East European countries

6

1. Проблематика на Централната лаборатория по висша геодезия 1.1. Връзка на научната проблематика на ЦЛВГ с националните и международни приоритети Централната лаборатория по висша геодезия (ЦЛВГ) е изградена и функционира като специализиран научен център по висша геодезия. Тя е основно звено в групата институти на БАН, имащи за обект на изследване Земята като планета и нейните физически полета, и в частност, комплексно изучаване и експертна дейност в областта на геодезията на територията на страната. Основни научни приоритети на ЦЛВГ са в унисон с европейските и световни приоритети на висшата геодезия. Те са: • участие в международната научна интеграция за изучаване формата и размерите на Земята като планета, нейната ориентация в пространството и външното й гравитационно поле; • извършване на фундаментални и приложни научни изследвания по въвеждането, обновяването и използването на националните референтни и координатни системи като част от Европейските и Световни системи с оглед икономическите и социални нужди на страната; • интегриране на резултатите от геодезическите изследвания с резултатите от другите науки за Земята за изследване на локални, регионални и глобални деформационни процеси и особено тези, свързани с опасни геодинамични явления (земетресения, свлачища и др.); • разработване на геодезическите аспекти на системи за мониторинг и борба с естествените и техногенни рискове и опазване на околната среда; • създаване на концепция за национална база данни за геодезическа информация и разработване на методи за нейното поддържане, обновяване и интегриране с други национални и международни геоинформационни системи; • разработване на технологии, консултантска и експертна дейност за подпомагане на конкурентния и устойчив развитие на обществото; • подготовка на специалисти по “Обща, висша и приложна геодезия”. Актуалността на изследванията и особеното място на висшата геодезия, даваща количествена информация за геоявленията, й отреждат особено важно място сред науките за Земята. Това се потвърждава и от новата структура на Международната асоциация по геодезия (МАГ), с нейните четири комисии, отразяващи тематиката на висшата геодезия: Координатни системи; Гравитационно поле; Ротация на Земята и геодинамика и Позициониране и приложения. Под егидата на МАГ функционират редица международни служби, които са от изключително важно значение за международната научна общност: Международно бюро за мерки и теглилки; Международен център за земни приливи; Международна служба за ротация на Земята; Международно гравиметрично бюро; Международна служба за геоида; Международна GPS (Global Positioning System) служба; Международната SLR (Satellite Laser Ranging) служба; Международната VLBI (Very Long Baseline Interpherometry) служба; Перманентна служба за средното морско ниво и Глобална система за мониторинг на морското ниво.

7

1.2 Връзка на научната проблематика на ЦЛВГ със “Стратегическите цели и функционални приоритети на БАН” Проблематиката на Централната лаборатория по висша геодезия има пряка връзка с Политика 2 на БАН – “Развитие и интеграция на научно-изследователския потенциал и инфраструктура в европейското научно-изследователско пространство”. В Лабораторията се работи активно по различни аспекти, свързани с включването на българската координатна система към европейската координатна ETRS89 (European Terrestrial Reference System 89) и Европейската височинна система EVRS (European Vertical Reference System), както и по унифициране гравиметричните системи на страните от Централна и Източна Европа. През 2006/2007 година Република България, чрез новата Държавна GPS мрежа, бе включена към Европейското координатно пространство с прякото участие на ЦЛВГ. Висшата геодезия, имаща за обект на изследване Земята като планета и нейните физически полета, покрива почти напълно Програма 2.2. на Политика 2 – “Съвременни методи и подходи към изследване на Земята, атмосферата и близкото космическо пространство”. Традиционно е участието на ЦЛВГ в изследването на глобалните промени и промените на климата с методите на космическата геодезия. Изследванията на литосферата и свързаните с нея рискови процеси са дългогодишен приоритет на учените от ЦЛВГ. 1.3. Място на българската геодезия и геофизика в международното научно коопериране. Международна асоциация по геодезия и геофизика На фона на непрекъснато задълбочаващото се международно научно коопериране, без което развитието на съвременната наука е невъзможно, членството на България в Европейския съюз от 01. 01. 2007 г., и успехите на български учени от науките за Земята в европейски и световен мащаб е недопустимо неучастието на България в работата на Международната асоциация по геодезия и геофизика (МАГГф) и от там, в пълноценното международно сътрудничество и коопериране. Пречка за неучастието на България, чрез нейния Национален комитет по геодезия и геофизика ма МАГГф, е спирането на изплащането на членския внос на страната (досега чрез ЦУ на БАН) до 2001 година. Централната лаборатория по висша геодезия и Геофизичния институт на БАН правят усилия в тази посока, засега безрезултатни. Намирането на изход от това положение ще доведе неоценими ползи за всички науки за Земята без изключение. 1.4. Акценти от международната и общонационалната дейности на ЦЛВГ БАН Научните изследвания, извършвани в Лабораторията имат фундаментален и приложен характер, като същевременно са насочени към решаването на приоритетни национални задачи. От 1992 година ЦЛВГ участва в работата на Международната служба за ротация на Земята, Париж, като център за анализ на лазерни наблюдения на ИСЗ. Ежегодно се изпращат и публикуват резултатите на ЦЛВГ, които са принос към дефинирането и поддръжането на Глобална земна координатна система и определянето на параметрите на ориентация на Земята (ПОЗ) в

8

пространството. От 2001 година ЦЛВГ функционира като Асоцииран център за анализ на лазерни наблюдения на ИСЗ към Международната служба за лазерна локация ILRS (International Laser Ranging Service). Фундаменталните научни и научно-приложни изследвания на ЦЛВГ предполагат широко международно сътрудничество, което Лабораторията се стреми да поддържа и разширява. Разработват се приоритетни международни проекти, решаващи важни за страната проблеми. През 2007 година Лабораторията започна изграждане на перманентна GPS мрежа на територията на България в рамките на проект, финансиран по програмата на НАТО “Наука за мир”. С Кралската обсерватория на Белгия се работи по “Сегментация на активните разломи в Горнотракийската низина”. Министерството на науката и образованието на Франция финансира съвместен научноизследователски проект – “Изследване на механизмите на деформация на земната кора в България”, в рамките на който двама докторанти на ЦЛВГ разработват докторските си дисертации във Франция. Ползотворно е сътрудничеството на Лабораторията с Астрономическия институт на Чехската академия на науките, с Центъра за космически изследвания на Полската академия на науките и Главната астрономическа обсерватория на националната академия на Украйна. Постиженията на ЦЛВГ във фундаменталните изследвания са от съществено значение при решаването на важни национални геодезически задачи - въвеждането на Европейските координатни и височинни системи; получаване на количествена информация за съвременните геодинамични процеси на територията на страната; систематизирането и съхраняването на национална геодезическа информация. При съвременното състояние на икономиката на страната, когато бюджетното финансиране на научните изследвания е затруднено, Лабораторията прави усилия за намиране на външни източници на финансиране както от чужбина, така и от страната. ЦЛВГ е основен участник при въвеждането в България на Европейската координатна система и реализирането на новата Държавна геодезическа (GPS) мрежа на Република България. През 2007 година в Лабораторията научни изследвания по четири научно-изследователски проекта на ЦЛВГ бяха финансирани от Фонд “Научни изследвания” към Министерство на образованието и науката (МОН). Целите на повечето от тези проекти са свързани с решаването на приоритетни национални задачи, например - “Изследване на механизмите на повърхностни деформации на литосферата”, по програма Рила-3, “Система за мониторинг на солното находище в Провадия – път за оценка и намаляване на естествените и технологични рискове” по програмата “Информационно общество”. През 2007 колектив на ЦЛВГ, изцяло съставен от млади учени и докторанти работи по проект, финансиран от ФНИ на МОН - “Комплексно изследване на съвременната гединамика в района на Крупник-Кресна”. Безспорен успех на Лабораторията, свързан с един от стратегическите й приоритети – привличането на млади кадри, е приетият от Министерството на образованието и науката на Франция научно-изследователски проект “Изследване механизмите на деформация на литосферата в България”. Ръководител на четиригодишният проект е световноизвестният учен проф. Пиер Бриол. В рамките на проекта двама от докторантите на ЦЛВГ разработват

9

дисертациите си във Франция под ръководството едновременно на френски и български учени. Съвместно с катедра “Ядрена физика” на Софийския университет бе разработен и приет за финансиране проектът “Комплексна станция за мониторинг на слънчевата активност и параметрите на околната среда”. Апаратурата, закупена по проекта ще бъде монтирана на Геодезическата обсрватория “Плана”, като научните изследвания имат пряко отношенеие към опазването и мониторинга на околната среда. През 2007 година финансираните от източници извън БАН научно-изследователски проекти, по които са работили сътрудниците на ЦЛВГ, са както следва: 1 проект финансиран по програмата на НАТО “Наука за мир”; 4 пректа по договори с Фонд “Научни изследвания”; 4 проекта по двустранни договори на ЦЛВГ с чуждестранни институти и институции; 5 проекта в рамките на международните споразумения на БАН (ЕБР). През 2007 година ФНИ започна финансиране на съвместен проект на ЦЛВГ с Националния институт за морски изследвания и развитие „Григоре Антипа", Констанца, Румъния. Имайки пред вид състава на Централната лаборатория по висша геодезия, трябва да се подчертае активността и инициативността на сътрудниците й в осигуряването на средства за научни изследвания. За поредна (четиринадесета) година ЦЛВГ участва в съставянето на “Астрономически алманах”, издание на Астрономическата обсерватория на Софийския университет. Алманахът съдържа сведения за астрономическите явления през годината, таблици и формули, необходими при провеждане на астрономически, геодезически и навигационни наблюдения. Сътрудници на ЦЛВГ са автори на раздела “Геодезически и навигационни изчисления”. През 2007 година от печат излезе книжка 20 на тематичната поредица на ЦЛВГ ЮВисша геодезия” Неразделна част от ЦЛВГ е Геодезическата обсерватория (ГО) "Плана". На ГО “Плана” се извършват перманентни астрономо-геодезически наблюдения със зенитен телескоп. Наблюденията се изпращат регулярно в Главния метрологичен център на Държавната служба за време и честота, Москва, Русия. Усилията, които полага ЦЛВГ за поддържането и развиването на Обсерваторията и през 2007 година дадоха резултати – инсталирани са автоматична метеорологична станция и озонометър, както и нов, съвременен сеизмограф. С пълна увереност можем да твърдим, че Геодезичската обсерватория “Плана” се преврна във водещ изследователски център за науките за Земята и астрономията! Лабораторията поддържа традиционно добри връзки с основните геодезически институциии в страната - Геодезическият факултет на УАСГ, Агенцията по геодезия, катрография и кадастър към Министерство на регионалното развитие и благоустройството, Военногеографската служба към Министерство на отбраната и др.

10

2. Резултати от научната дейност през 2007 година 2.1. Научни постижения 2.1.1. Основна задача на геодезията в национален мащаб е изграждането, поддържането и осигуряването на пространствени геоинформационни данни, жизнено необходими за ефективното функциониране на националната икономика, правителството и местните администрации. Новата Държавна GPS мрежа на Република България се създава в изпълнение ПМС 140/04. 06. 2001 г. и служи за радикално обновяване на Държавната геодезическа мрежа на Република България и привързването й към Европейската координатна система. Измерванията на Второстепенния клас на Държавната GPS мрежа са осъществени през 2004 и 2005 година от екипи на Военногеографската служба на Българската армия. Обработката и анализа на измерванията, и получаването на окончателните координати на точките от Държавната мрежа е извършено в Централната лаборатория по висша геодезия при БАН през 2006/2007 година. Резултатите са приети от Експертна комисия, назначена със заповед на Министъра на отбраната на РБ. На ежегодния международен симпозиум в Лондон, Англия, 14-17 юни, на EUREF (European Reference Frame) – подкомисия на Международната асоциация по геодезия, резултатите от обработката и анализа на измерванията на Второстепенния клас на Държавната GPS мрежа бяха докладвани, от сътрудник на ЦЛВГ в рамките на Националния отчет на България. С пълно основание може да се твърди, че Република България влезе в Европейския съюз с една съвременна и високоточна Държавна геодезическа мрежа – част от Европейската координатна система. 2.1.2. Анализирани са връзките между вариациите на въртенето на Земята, съглкасно решението С04 на IERS и някои природни явления. Установена е корелационна зависимост между десетилетните колебания на универсалното време и изгладените вариации на числата на Волф със средно закъснение 1.6г, между вариациите на индекса ENSO и колебанията на въртенето на Земята с периоди между 2г и 5г със средно закъснение 0.6г., както и между 12-годишните колебания на универсалното време и движението на полюса. Оценени са параметрите на зоналните приливи с периоди под 35д., като е установено, че оценките за амплитудите на някои от зоналните приливи са значително по-големи от техните теоретични стойности поради смущения предизвикани от влиянието на ъгловия момент на атмосферата. 2.1.3. Извършени са теоретични и експериментални изследвания за изучаване на движенито на Земния полюс. Предложен е набор от 10 математически модела за изучаване на временни редове на движението на полюса. Чрез статистически тестове е доказано, че моделът ARMA (2,1) e “най-добър” от предложения набор от конкуриращи се модели. Получени са оценки на спектралните характеристики на цикличните колебания в движението на полюса. Установени са максимални стойности на спектралната плътност с периоди от 1 месец и 15 денонощия, чрез множествен регресионен модел са изследвани зависимости

11

между движението на полюса и влияещи му фактории - астрономична ширина и дължина на геоцентъра, екваториален радиус на Земята, число на Волф, отразяващо слънчевата активност, индекс на зоналните ветрове, число на Шида, втора и трета зонални хармоники на геопотенциала, земна гравитационна константа. Приложени са критерии за адекватността на моделите и са определени факторите, оказващи най-силно влияние. 2.2 Научно-приложни постижения 2.2.1. Извършено е изчисляване на трансформационния параметър между Балтийска височинна система и Европейската вертикална референтна система, който определя разликата мвжду височините на реперите от Държавната нивелачна мрежа II клас в двете системи – националната и Европейската. Анализирани са разликите мвжду височините на реперите (6132 бр.) от Държавната нивелачна мрежа II клас в Националната височинна система (Балтийска) и Европейската височинна референтна система (EVRS) по отношение на нормалните височини и геопотенциалните коти. Тези разлики са: за нормалните височини: от 175 mm до 188 mm (средно 182 mm); за геопотенциалните коти: от 171 mm до 183 mm (средно 178 mm).

Изчертани са карти с разликите между височините на реперите от Държавната нивелачна мрежа II клас в Националната височинна система (Балтийска) с изходно ниво мареографът в Кронщад и Европейската височинна референтна система (EVRS) с изходно ниво мареографът в Амстердам: 2.2.2. На основата на обработка на GPS измервания на геодинамичната мрежа на ЦЛВГ в Югозападна България и Родопите, извършени през периода 1996 – 2006 година, са определени хоризонталните скорости на 38 точки, обхващащи основните тектонски структури. Получени са и оценки на вертикалните движения на земната кора на базата на многократни нивелачни измервания от първокласната и второкласна нивелачни мрежи на Република България през периода 1929-1991 година. Чрез анализ на хоризонталните и вертикални скорости на земната кора, съвместно с геоложките и сеизмотектонските данни са определени пет хомогенни блока от земната кора. Средното движение на всеки блок варира от 1.3 до 3.4 мм/г. Установена е съвременната активност на основните разломни структури в района. Анализът потвърждава доминиращата екстензия с направление север-юг в ЮЗ България, което е в съгласие с регионалния тектонски модел на източното Средиземноморие и с геоложките данни за неотектонските деформации. Целият район на ЮЗ България и Родопите се движи със средна скорост от 1.8 ± 0.7 мм/г и направление N154o спрямо стабилната част на Евроазиатската плоча. Магнитуда на скоростите нараства от север към юг. Анализът на вертикалните скорости показва, че западната част на Рилския хорст се издига, докато източната потъва. Издигане се наблюдава и на Пиринския хорст. Отрицателни вертикални движения се наблюдават в Западните и Централните Родопи. Получените резултати допринасят за изясняване на сложния тектонски модел на ЮЗ България и потвърждават доминиращия екстензионен режим в Северо-Егейският регион. Те също така потвърждават хипотезата, че основната

12

причина за съвременните движения на земната кора – ендогенните процеси, под влиянието на които са се формирали основните тектонски структури в този район и продължаващите неотектонски процеси. 2.2.3. Анализирани са съставените до сега в България карти на съвременните вертикални движения на земната кора по отношение на използвания наблюдателен материал – нивелачни измервания на Държавната нивелачна мрежа на Република България - епохи на измерване, точност на нивелачните линии, използване на допълнителни геоложки и геоморфоложки данни, получени скорости. Извършено е систематизиране и хомогенизиране на наблюдателния материал по нивелачни линии I и II клас за периода 1920 – 1995 година. Изчислени са разликите в превишенията между идентичните репери и са определении относителните скорости на съвременните вертикални движения на земната кора на идентичните репери. 2.2.4. Определени са периодичните и вековите вариации на средното морско ниво в Стокхолм за периода 1774-2001. Получени са оценки за прогресивно линейно покачване на средното морско ниво по отношение на нивото преди 1900г. с годишни скорости 0.45mm/a за периода 1900-1930; 0.8mm/a за периода 1930-1970 и 1.4mm/a след 1970. Получени са оценки 7.6cm и 3.7cm за амплитудите на сезонните и полугодишните колебания на средното морско ниво в Стокхолм. Определени са дългопериодични колебания на морското ниво с периоди 32г., 15г., 8.7г., и 5.5г., които са част от колебателна система с основни периоди 11г., 22г., и 45г., свързани с циклите на Волф, Швабе и екваториалната асиметрия на слънчевата активност. Определена е значителна негативна корелация между вариациите на изгладените месечни стойности на числата на Волф и колебанията на средното морско ниво в Стокхолм с периоди между 10.15г. и 11.76г. със средно закъснение 1.4 години. 2.2.5. На базата на модел за вариациите на универсалното време UT1 е създаден модел за периодичниоте колебания на ексцеса на продължителността на денонощието (LOD), който апроксимира вариациите на LOD от решението С04 на IERS за периода 1962.0-2006.0 с точност 0.3ms и максимални остатъци под 0.7ms. Чрез този модел са разделени колебанията на LOD в различни честотни ленти, съответствуващи на колебанията на някои природни явления като слънчевата активност, десетилетните колебания на ядрото на Земята, явлението Ел-Ниньо, зоналните приливи и др. 2.2.6. Оценени са деформациите на перманентната GPS-станция SOFI вследствие на атмосферното налягане и тяхната зависимост от масовия център на Земята, транслацията на твърдата Земя и локалното атмосферно налягане. Оценени са сферично-хармоничните от първа степен отклики в тези деформации, явяващи се локално проявление на вариациите на геоцентъра. Анализирани са остатъчните ефекти след отстраняването на сезонните и периодични съставляващи. За първи път са установени за станция SOFI: регресионна

13

зависимост между вертикалното й изместване и локалното атмосферно налягане; съществени периодични температурни измествания на фундамента в северо-южна посока; намаляване с 43% на линейния тренд на вертикалната GPS-компонента след премахване на сезонните осцилации. периодични сигнали (амплитуди и фази на сезонни, годишни и полугодишни компоненти), дрейфове и измествания, вследствие на геофизични въздействия. 2.2.7. Определени са абсолютните скорости на точките от мрежата BULREF на базата на определяне на Ойлеровия полюс за движение на литосферни плочи. Получените резултати са съпоставими и се потвърждават и от резултатите, получени от други автори. Моделът дава възможност да бъдат прогнозирани скоростите на други точки от територията на страната, за които няма GPS измервания. 2.2.8. Осъществен е мониторинг, интерпретиране и контрол на гравиметричните измервания в страната и в съвременноактивни райони – Софийската котловина, Чирпанската и Крупнишката зони. Установени са деформации на националната гравиметрична мрежа както и средногодишните изменения и остатъчните аномалии на силата на тежестта за Софийската зона. 2.2.9. Изследвано е влиянието на разположението и броя на перманентните станции върху определянето на координатите на точки от GPS мрежа в района на централна западна България. Координатите на точките се определят чрез комбинации от различни перманентни станции и се следи за изменението на големината на следата на обратната матрица. Установено е влияние на отдалечеността на дадените точки върху точността на получените резултати. 2.2.10. Извършени са наблюдения на 820 звездни двойки от 180 групи в 86 нощи за определяне на географска ширина със зенитен телескоп в Геодезическа обсерватория "Плана" при положени 363 денонощия дежурства. С това количеството на извършените от началото на наблюдателния период (м. юли 1987 г) наблюдения на звездни групи става 3667, което се равнява на около 18300 единични наблюдения на звездни двойки.

2. 3. Научни и научно-приложни постижения от международното сътрудничество на ЦЛВГ

2.3.1. По проект: Мониторинг на деформациите на земната кора в Западна Централна България и Северна Гърция с Глобалната позиционна система GPS – HemusNET. Програма на НАТО “Наука за мир”. Изградена е мрежа от осем перманентни GPS станции – шест в Югозападна България (Драгоман, Кюстендил, Сандански, София, Юндола и Пазарджик) и две в Северна Гърция (Неврокоп и о-в Лемнос). Изборът на местата на българските станции е направен на базата на логистичен и геоложки

14

анализ. Използвани са главно метеорологични станции на НИМХ БАН. Всички перманентни станции предават данните си по интернет на всеки час с възможност за връзка с основния сървър в София в реално време, в случай на силно сеизмично събитие. Перманентните станции са оборудвани със съвременни GPS приемници Leica GRX1200ProGG, които позволяват и използването им за навигационни и геодезически приложения в реално време. Данните се архивират на специален сървър в ЦЛВГ БАН, като тридесет секундните файлове са достъпни за потребители чрез специално организиран FTP сайт. През периода 02. – 05. декември в София бе проведена работна среща по проекта HemusNET. На работната среща присъстваха 35 участници от 11 страни, и бяха изнесени 25 доклада (вж. Приложенията към отчета на ЦЛВГ). 2.3.2. По проект: Изследване на механизмите на деформация на земната кора в България Финансиран от Министерство на образованието и науката на Република Франция Анализирани са съвместно данните от морфотектонските и палеосеизмични изследвания в района на на земетресението от 04.04.1904 година в района на Крупник-Кресна. По данни от реализираните две палеосеизмични траншеи на Крупнишкия разлом е установено едно сеизмично събитие през последните 10 000 години с М>7. Определено е косеизмично разкъсване по Крупнишкия разлом от 1.3 м. Установен е сеизмичен цикъл на разлома по-голям от 10 000 години. Получените резултати са сравними с инструменталната магнитуда на земетресението от април 1904 г. и сеизмичността в регионален контекст. 2.3.3. По проект: Слънчева активност и въртене на Земята Международна служба за ротация на Земята, Център за ориентация на Земята, Департамент “Референтни системи”, Парижка обсерватория, Франция. Създаден е модел за определяне на влиянието на циклите на слънчевата активност върху десетилетните колебания на универсалното време, чрез който е анализирана връзката между вариациите на въртенето на Земята за периода 1962.0-2006.0, съглкасно решението С04 на IERS, и слънчевата активност. Установена е корелация между 11-годишните цикли на слънчевата активност и въртенето на Земята. Определен е коефициент на корелация +0.90 между вариациите на универсалното време ΔUT1 и изгладените месечни стойности на числата на Волф Wn със средно закъснение 1.5г. Определен е линеен регресионен модел ΔUT1 = 0.59Wn – 42.06 [ms] за връзката между вариациите на въртенето на Земята и слънчевата активност. 3. Международно научно сътрудничество на ЦЛВГ Основен приоритет на ЦЛВГ при установяване и реализиране на международно научно сътрудничество е разработването на съвместни проекти с водещи чуждестранни институции и институти, съобразени с националните нужди и съвременните тенденции в развитието на висшата геодезия.

15

3.1. В рамките на договори и спогодби на ниво Академия 3.1.1. Проект: “Вариации на някои параметри на Земята, определени от дълги редове астрометрични наблюдения и гравиметрични измервания” Чуждестранен партньор: Астрономически институт при Чехската академия на науките, Прага, Чехия.

Основните цели на проекта са определяне на вариациите на някои параметри на Земята като Чандлеровата и годишната компоненти в движението на полюса на въртене на Земята, ъгловата скорост на въртене на Земята, приливните и неприливните колебания на посоката на тежестта в локален, регионален и глобален мащаб и установяване на връзката между вариациите на тези параметри с някои природни явления. Очакваните резултати са получаване на оценки за динамиката на изменения на някои параметри на Земята в локален, регионален и глобален мащаб от 1899 г. до сега и установяване на връзка между тези изменения и природните явления. Определяне на глобална мрежа от точки с известни вариации във времето на посоката на тежестта и използването и за геодинамични изследвания. 3.1.2. Проект: “Слънчева активност и въртене на Земята” Чуждестранен партньор: Международна служба за ротация на Земята, Париж, Франция. Определянето на параметрите на ориентация на Земята (ПОЗ) е много важна цел на съвременната геодезия и астрономия. Един от тези параметри е универсалното време UT1 или разликата от 86400 секунди на продължителността на денонощието (LOD). Вариациите на въртенето на Земята са предизвикани от гравитационното влияние на Луната, Слънцето и планетите, преместванията на материята в различни части на планетата и други възбуждащи механизми. Наблюдаваните колебания може да се интерпретират от гледна точка на еластичността на мантията, сплеснатостта на Земята, структурата и свойствата на границата между ядрото и мантията, реологията на ядрото, подпочвените води, вариациите на световния океан и атмосферата в мащаба на времето или климата. Главната цел на проекта е определяне на взаимните връзки между различните цикли на слънчевата активност и свързаните с тях дългопериодични колебания на въртенето на Земята, определяне на съответните коефициенти на корелация, създаване на модели на слънчево-земните връзки и оценяване на техните параметри. 3.2. Международно сътрудничество на институтско ниво 3.2.1. Проект Мониторинг на деформациите на земната кора в Западна Централна България и Северна Гърция с Глобалната позиционна система GPS – HemusNET. Програма на НАТО “Наука за мир”. GPS технологията позволява да се определят деформациите и напреженията на земната кора. Основна цел на проекта е създаване на модел на акумулираните еластични напрежения в Югозападна България и Северна

16

Гърция. Ще бъдат определени преобладаващите екстензионни напрежения – азимут и големина, на основните активни разломи. Геодезическите данни ще бъдат сравнени със получените от механизми на земетръсни огнища напрежения. Изследванията ще позволят локализиране на съвременно активните разломи и моделиране на вътрешноплочовите деформации на земната кора в района. Това от своя страна ще е съществен принос към оценката на сеизмичния риск. Задачите, залегнали в проекта HemusNET ще бъдат реализирани чрез инсталирането на осем перманентни GPS станции – шест в Югозападна България и две в Северна Гърция. Данните от перманентните станции ще се предават в почти реално време и ще се архивират и обработват в базова станция в Централната лаборатория по висша геодезия. На базата на обработка и анализ на GPS измерванията ще бъдат получени оценки на движенията и напреженията на земната кора в района. Геодезическите данни ще бъдат комбинирани със сеизмотектонски за определяна на активните разломи и оценка на сеизмичния риск. GPS данните могат да бъдат използвани и за определяне на тропосферни и йоносферни модели и да допринесат за метеорологичния мониторинг в България. За първата година от реализирането на проекта за закупуване на GPS приемници на ЦЛВГ бе изразходвана сумата от 120 000 евро. 3.2.2. Проект: Сегментация на активните разломи в Горнотракийската низина” Чуждестранен партнъор: Кралска обсерватория на Белгия, Департамент по сеизмология Определяне на геометричните параметри, механизмите на хлъзгане, сеизмичния потенциал и цикъл на главните разломи е най-важен елемент за оценка на сеизмичната опастност в сеизмогенните зони. Съвместният анализ на геодезически, тектонски и сеизмоложки данни дава възможност да се изучат процесите на акумулиране и освобождаване на напрежения, водещи до силни земетресения. Сравнението на идентифицирани отмествания с известните косеизмични позволяват да се определят акумулирали се по главните разломите разкъсвания от повече от едно земетресение с магнитуд над 6.0. Анализът на сеизмотектонските разкъсвания чрез моделиране, палеогеоложки траншеи и геоложки сондажи ще позволи да се определи повтаряемостта на силните земетресения в изследвания район. 3.2.3. Проект: “Палеосеизмологични изследвания в Югозападна България, потенциално сеизмогенни разломи в района на Беласица”. Чуждестранен партньор: Университет “Пиер и Мария Кюри”, Париж 6. Планира се изследването на геометричните параметри, механизмите на хлъзгане и сеизмичния потенциал на главните разломи, ограждащи планината Беласица, както и определяне на сеизмичния цикъл на земетресенията с Магнитут М>6 в района. Съвместният анализ на геодезически, тектонски и сеизмоложки дани, както и математическо моделиране на процесите на акумулиране и освобождаване на напрежения, ще даде възможност да се изучат механизмите водещи до силни земетресения в зоната. Очакваният резултат е определяне на сеизмичната опастност в този сеизмогенен район.

17

Международното сътрудничество на ЦЛВГ е с водещи чуждестранни институции в научни направления, отразяващи съвременните тенденции във висшата геодезия. Перспективите за поддържане и разширяване на международните контакти на ЦЛВГ са благоприятни.

18

4. Участие на ЦЛВГ в подготовка на специалисти Основна форма на участие на учени от ЦЛВГ в подготовка на специалисти са лекциите, спецкурсовете и упражненията; ръководството на докторанти и дипломанти. Към декември 2007 година в Лабораторията се подготвят петима редовни, двама задочни и трима на самостоятелна подготовка докторанти. Лекциите, спецкурсовете, упражненията и учебните практики, водени от сътрудници на Лабораторията през 2007 година са отразени в Приложенията. Приложени са и договори за сътрудничество между Лабораторията и Геодезическия факултет на Университета за архитектура, строителство и геодезия; Софийския университет “св. Климент Охридски”, Лесотехническия университет. В Приложенията са дадени и сключените договори за съвместна научно-изследователска дейност между ЦЛВГ и институти и лаборатории при БАН. През годината в научно-изследователския процес на ЦЛВГ бяха включени дипломанти и студенти от специалността “Геодезия” при Геодезическия факултет на УАСГ. 5. Стопанска дейност на ЦЛВГ през 2007 година Стопанската дейност на ЦЛВГ през 2007 година се изразява в отдаване под наем на бившия астрономически павилион, с обща площ 18 м2 (от 01. 07. 1994 г.). От 2006 година ЦЛВГ отдава под наем и площадка за изследователска апаратура, намираща се на покрива на Бл. N 3, включително поставената в стая 314 апаратура (GPS приемник). През годината бе отдаден под наем и технически нивелир за срок от два дни. Постъпилите през 2007 г. средства от наеми са в размер на 2 641 лв., от които 50% се привеждат на ЦУ на БАН. 6. Кратък анализ на финансовото състояние на ЦЛВГ за 2007 година През 2007 година научноизследователската дейност на ЦЛВГ е финансирана основно от бюджетна субсидия в размер на 248 743 лв. Основната част от средствата от получената субсидия са изразходвани за заплати, социални осигуровки, стипендии, ел. енергия, вода. Приходите от собствени средства са в размер на 20 949 лв. Текущите разходи – материали и консумативи, транспортни разходи, телефонни и пощенски услуги, командировки и др. се поемат от собствени средства на ЦЛВГ. През годината не са изразходвани средства от бюджетната субсидия за закупуване на компютри и компютърни компоненти, и научна литература. За осигуряване на наблюденията и нормалната дейност на Геодезическата обсерватория "Плана" е необходимо целево финансиране за покриване на ежемесечните разходи за вода, телефон, електроенергия, текущи ремонти и поддръжка на сградния фонд. Тези разходи са непосилни за ЦЛВГ,

19

като се има пред вид бюджетната й субсидия и това е една от причините за усилията на Ръководството на Лабораторията за привличане в Обсерваторията на други институти от и извън БАН. През 2007 година от бюджетната субсидия са покрити разходите за електроенергия. Всички останали разходи по поддръжката й са поети от собствени средства на ЦЛВГ. Информация за приходите и разходите на ЦЛВГ за 2007 година е дадена в Приложение 6.1. 7. Издателска и информационна дейност 7.1. Издателска дейност В областта на висшата геодезия у нас единствено периодично издание е тематичната поредица на ЦЛВГ "Висша геодезия", издание на Академичното издателство “проф. Марин Дринов”, изцяло на английски език. През 2007 година от печат излезе поредния броя – Висша геодезия 20. Книжката е специализирано издание и е посветена на Държавната GPS мрежа на Републоика България – “ДЪРЖАВНА GPS МРЕЖА: Обработка на наблюденията от Второстепенния клас”. Книжката е отпечатана от издателството на Военногеографската служба на Българската армия, едновременно на български и английски език. Четиринадесета поредна година ЦЛВГ участва в издаването на “Астрономически алманах ”, издание на Астрономическата обсерватория на Софийския университет. Сътрудници на ЦЛВГ са автори на раздела “Геодезически и навигационни изчисления”. 7.2. Информационна дейност Компютрите, с които разполага ЦЛВГ са свързани в общата локална мрежа на Бл. 1 и Бл. 3 на БАН и имат достъп до ИНТЕРНЕТ. През 2007 година ЦЛВГ успя да модернизира част от компютрите на сътруднициите. Информационното обслужване на ЦЛВГ се извършва от собствена библиотека, азбучен и систематичен каталог и добре обзаведена читалня. Целият библиотечен фонд е на свободен достъп. И през 2007 година основен проблем си остава закупуването на чуждестранни издания с валута. Абонаментът е силно ограничен поради недостиг на финансови средства. В библиотеката постъпват издания, получени по частен път - от международни научни прояви, лична кореспонденция и международен книгообмен. Реферативните издания постъпват в ЦЛВГ от 2004 година на CD-ROM. Към 31. 12 2007 г. библиотечният фонд на ЦЛВГ наброява 8 654 заглавия. През 2007 година в библиотеката са постъпили 81 нови заглавия, от които закупени – 36 и получени по книгообмен – 45. През изминалата година продължи актуализацията на систематичния каталог на библиотеката и бе направена частична проверка на фонда на периодиката. Книжният фонд на библиотеката се поддържа в добро състояние, както и всички картотеки и каталози.

20

В ЦЛВГ функционира Научен семинар. Основната му задача са дискусии и оценка на научните резултати на сътрудници на ЦЛВГ и на външни на ЦЛВГ структури. В Приложенията са дадени проведените през 2007 година в ЦЛВГ научни семинари. 8. Работна среща по финансирания от НАТО, програма “Наука за мир”, проект HemusNET – HemusNET Workshop, през декември 2007 година в ЦЛВГ През периода 02. – 05. декември в София бе проведена работна среща по проекта HemusNET - Мониторинг на деформациите на земната кора в Западна Централна България и Северна Гърция с Глобалната позиционна система GPS. Работната среща бе с основна тема “Напредък в разбирането на деформациите на земната кора в Южна Европа с помоща на GPS технологията”. На работната среща присъстваха 35 участници от 11 страни, между които Гърция, Румъния, Македония, Турция, Италия, САЩ и др. Бяха изнесени 25 доклада (вж. приложената към отчета на ЦЛВГ програма), които третират важни въпроси свързано с геологията, сеизмотектониката, геодезията и геодинамиката на Южна Европа. 9. Работна среща и научна школа в ЦЛВГ за научноизследователския софтуер за обработка на GPS измервания, разработен в Масачузетския технологичен институт През период 30. 11. – 02. 12 в ЦЛВГ се проведе работна среща и научна школа за използването на научноизследователския софтуер за обработка на GPS измервания, разработен в Масачузетския технолочичен институт (МТИ), Бостън, САЩ. Софтуерът е сред водещите в света за обработка и анализ на GPS измервания. Лектор на курса бе основният автор на софтуера – проф. Роберт Кинг от Департамента за Земята, планетите и атмосферата към МТИ. В курса взеха участие 12 души от Гърция, Турция, Франция, Кувейт и Русия. От българска страна курса бе посетен от трима души. Такса правоучастие, в размер на 350 EUR, бе заплатена от всички участници в научната школа. 10. Други, специфични за ЦЛВГ научни и научно-приложни дейности 10.1. Дейност на Геодезическата обсерватория “Плана” От 1983 година към Централната лаборатория по висша геодезия функционира специализирана Геодезическа обсерватория “Плана”. Обсерваторията е разположена в местността Мечито, в близост до с. Плана, на около 30 км от гр. София. Геодезическата обсерватория “Плана” е оборудвана с уникални астрономо-геодезически и космически инструменти и апаратура, които дават възможност за наблюдения и научни изследвания на Земята като планета и нейната динамика:

21

• зенитен телескоп: астрономичен инструмент за определяна на географска ширина от наблюдения на звездни двойки, кулминиращи в близост до зенита. Перманентните астрономо-геодезически наблюдения, извършвани със зенитния телескоп на ГО “Плана” се изпращат регулярно в Главния метрологичен център на Държавната служба за време и честота, Москва, Русия. Наблюденията се използват при определяне на Параметрите на ориентация на Земята в пространството, които се разпространяват чрез специализирания бюлетин “Всемирное время”;

• пасажен инструмент: астрономичен инструмент за определяне на време от преминавания на звезди през местния меридиан;

• циркумзенитал (астролябия): астрономичен инструмент за определяне на ширина и дължина от преминавания на звезди през даден алмукантарат;

• астрономически универсален инструмент Wild T4; • спътникова фотографска камера АФУ 75; • спътников лазерен далекомер УЛИС 630;

Понастоящем на ГО “Плана” се извършват перманентни наблюдения със зенитен телескоп за определяне на географска ширина. През 2006 година са извършени 152 наблюдения на групи в 76 нощи за определяне на географска ширина със зенитен телескоп в Геодезическа обсерватория "Плана" при положени 374 денонощия дежурства. Същите са обработени и резултатите от тях изпратени в Москва в Държавната служба за време, честота и определяне параметрите на въртене на Земята (ДСВЧ) към Федералната агенция по техническо регулиране и метрология (ФАТРМ) (бившия Госстандарт) на Руската Федерация (РФ) , която служба е с международно участие. С това количеството на извършените от началото на наблюдателния период (м. юли 1987 г) и изпратени в Москва наблюдения на звездни групи става 3487, което се равнява на около 17400 единични наблюдения на звездни двойки. Резултатите се изпращат оперативно в Държавната служба на Руската федерация за определяне на параметрите на въртене на Земята, Москва и се публикуват в техническите бюлетини на Службата. 10.2. Геодезическата обсерватория “Плана” – комплексен изследователски център за науките за Земята и астронимия През 2007 година продължи реализирането на идеята за превръщане на ГО “Плана” в комплексен изследователски център на науките за Земята. Уникалното местоположение на Обсерваторията и изградената инфраструктура позволяват превръщането й в един модерен изследователски център за науките за Земята и астрономия. Поемането на част от разходите по поддръжката на Обсерваторията от партньорите на ЦЛВГ ще облекчи до голяма степен бюджета й. За целта бяха сключени договори с (вж. Приложенията): Софийския университет “св. Климент Охридски”, катедра “Астрономия” при Физическия факултет; Геофизичния институт на БАН; Географския институт на БАН; Централна лаборатория по сеизмична механика и сеизмично инженерство; Централна лаборатория по обща екология на БАН.

22

На ГО “Плана” беше монтирана изследователска апаратура, която в голяма степен разширява обхвата на научните изследвания:

- сеизмографска станция; - акселерометрична станция; - йоносферна станция; - автоматизирана метеорологична станция; - озонометър.

Предстои монтирането на астрономичен телескоп, който ще се използва при учебната дейност на Физическия факултет на Софийския унивреситет. По съвместен проект с НФНИ при МОН на Софийския университет и ЦЛВГ предстои закупуването на радиотелескоп и апаратура за мониторинг на слънчевата активност. Всичко това превръща Геодезическата обсрватория “Плана” в уникален научно-изследователски център на науките за Земята и астрономия.