Излучение атмосферы Земли является важным проявлением различных процессов как внутреннего характера (например, грозовые явления), так и внешнего воздействия (космических факторов): проникновение энергичного ионизирующего излучения, космических лучей в широком диапазоне энергий, и пр. Измерения пространственно-временной структуры транзиентного свечения позволяют исследовать не только механизмы процессов в атмосфере Земли, но и их источники. В цикле работ представлены результаты комплексного исследования структуры быстрых процессов в атмосфере Земли геофизического, космофизического и астрофизического происхождения. Разнообразие исследуемых объектов (грозовые явления, авроральные УФ-микровсплески, широкие атмосферные ливни, внегрозовые УФ-вспышки) объединены общей методикой измерения при помощи широкоугольных фотометров высокого временного разрешения.
В работе впервые разработан и применен метод исследования пространственно-временной структуры транзиентного свечения атмосферы Земли в ближнем УФ-диапазоне на основе наблюдений на космических аппаратах с высоким временным разрешением (~1 мкс). Проведены глобальные (от приэкваториальных до полярных областей) измерения УФ-свечения Земли на разных временных масштабах — от миллисекунд до суток, получено географическое, энергетическое и спектральное распределение транзиентных атмосферных явлений. Наиболее интенсивные события выделяют энергию до сотен МДж, что указывает на их важную роль в энергетическом балансе верхней атмосферы по сравнению с другими эффектами космической погоды. Обнаружен новый класс УФ-транзиентов (BLUES). Впервые зарегистрированы транзиентные события в УФ-диапазоне, не связанные с грозовой активностью (внегрозовые транзиенты).
Проведены измерения транзиентных явлений ELVES с высоким пространственно-временным разрешением, позволяющим реконструировать динамику их развития. Показано, что эти события могут быть использованы в качестве ионосферных зондов внутриоблачных процессов.
Проведены наблюдения пульсирующих полярных сияний в ближнем УФ-диапазоне как с орбиты Земли, так и вновь созданной системой широкоугольных фотометров для стереометрических и спектрометрических наблюдений (проект PAIPS). Впервые обнаружены УФ-микровсплески в авроральной зоне — оптический отклик на пучки релятивистских электронов, высыпающихся из магнитосферы Земли.
Результаты исследования важны для понимания фундаментальных процессов зарождения молниевого разряда и высокоатмосферных транзиентных явлений, механизмов ускорения частиц в магнитосфере Земли и астрофизических объектах, а также имеют прикладное значение для оценки опасности суборбитальных перелетов при воздействии мощных электромагнитных излучений, разработки методики дистанционного зондирования процессов в грозовых облаках. Разработанная методика будет использована в проекте «Венера-Д» для исследования грозовой активности на планете Венера, где прямая регистрация оптического излучения молниевых разрядов затруднена плотным облачным покровом из серной кислоты.