Система образования в математической геофизике

Цикл курсов лекций (система образования) по специальности “Математическое моделирование геофизических процессов”

Проблема моделирования геофизических процессов, в частности, моделирования окружающей среды, климата и его изменений – это крупная фундаментальная научная проблема, требующая для её решения большого объёма современных научных знаний. В этом утверждении ключевым является слово – современных. Характерное время увеличения объёма знаний непрерывно уменьшается, что должно накладывать отпечаток и на систему современного образования в высших учебных заведениях. Наверное, мало кто будет возражать против утверждения, что лучше всего современные проблемы естественных наук студентам могут излагать ведущие учёные, разрабатывающие эти направления. На этом принципе основано образование МГУ, Физ-Теха, НГУ и некоторых других университетов, но это капля в море современного российского образования. Однако, вклад этих университетов в общее российское образование был бы намного выше, если бы ведущие базовые кафедры этих университетов выпускали циклы курсов лекций (системы образования) для каждого конкретного научного направления, которые могли бы быть востребованными другими российскими университетами. Цикл должен отвечать на вопрос – что должен знать научный работник чтобы успешно (на мировом уровне) развивать конкретное научное направление. Конечно, при этом предполагается что соответствующие классические курсы математики, физики, химии и т.п. студент изучает в обычном порядке. Особенно это важно когда речь идёт о проблемах, которые являются “стыковыми” проблемами, решаемыми на стыке различных наук. К таким проблемам относится и проблема моделирования окружающей среды и климата.

Сотрудники кафедры “Математического моделирования физических процессов” МФТИ (зав.кафедрой – академик РАН В.П.Дымников) в течение двадцати лет разрабатывали систему образования для направления – моделирование процессов в атмосфере и океане, климата и его изменений. Предлагаемый цикл лекций (в основном, это препринтные издания; курсы, помеченные звёздочкой, изданы в центральных изданиях и за рубежом) состоит из следующих курсов:

Функциональный анализ и вычислительная математики	В.И.Лебедев
Методы вычислительной математики	Г.И.Марчук
Математическое моделирование в проблеме окружающей среды	Г.И.Марчук
Матричный анализ и вычисления	Е.Е.Тыртышников
Математические основы параллельных вычислений	В.В.Воеводин
Сопряжённые уравнения и анализ сложных систем	Г.И.Марчук
Методы решения задач математической физики	В.И.Агошков, В.П.Шутяев, П.Б.Дубовский
Методы оптимального управления и сопряженных уравнений в задачах математической физики	В.И.Агошков
Основы математической теории климата	В.П.Дымников, А.Н.Филатов
Теория устойчивости	А.Н.Филатов
Геофизическая гидродинамика	Ф.В.Должанский
Избранные главы гидродинамики	В.П.Дымников
Избранные главы теории устойчивости динамики двумерной несжимаемой жидкости	В.П.Дымников
Вычислительные методы в геофизической гидродинамике	В.П.Дымников
Статистические методы в задачах физики атмосферы	А.И.Чавро, В.П.Дымников
Динамика и кинетика газовых примесей и аэрозолей в атмосфере	А.Е.Алоян
Математическое моделирование общей циркуляции атмосферы	Е.М.Володин
Динамика океана	Н.Г.Яковлев

Идeя цикла заключается в том, что современный научный работник, занимающийся моделированием геофизических процессов, должен знать современные вычислительные методы решения уравнений математической физики и методы их реализации на современных параллельных вычислительных системах, физические основы построения моделей окружающей среды и климата, общие проблемы и методы теории динамических систем, позволяющие исследовать устойчивость решений и их предельных множеств, а также чувствительность характеристик моделей к возмущениям параметров и современные методы математической статистики, позволяющие исследовать большие массивы реальных и модельных данных.

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ОН-ЛАЙН

Веб-портал по атмосферным наукам (ATMOS)
Интерактивные модули объединенной образовательной программы по оперативной метеорологии COMET (UCAR)
Лекции учебного курса по метеорологии Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF)

ЖУРНАЛЫ ОН-ЛАЙН

ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ

Мезомасштабные атмосферные модели: MM5, WRF, Nh3d.
Средства визуализации расчетов: GrADS, NCAR Graphics, is5D, GEMPACK.

Данные совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана ИВМ РАН

Здесь