ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКИ им. Г.И. МАРЧУКА
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКИ
им. Г.И. МАРЧУКА РАН

ИВМ РАН

119333, г. Москва, ул. Губкина, 8.
Тел.: (495) 984‑81‑20, (495) 989‑80‑24, факс: (495) 989‑80‑23, E‑mail: director@mail.inm.ras.ru

  • English


Семинар

Математическое моделирование геофизических процессов: прямые и обратные задачи

Семинар посвящен современным изменениям климата и окружающей среды, и методам их математического моделирования. В круг интересов семинара входят такие проблемы, как прогноз погоды, глобальное потепление климата и его региональные проявления, загрязнение атмосферы и гидросферы антропогенными источниками, экология природы Севера и вечной мерзлоты, и смежные вопросы. В качестве инструментария для решения указанных задач рассматриваются модели общей циркуляции атмосферы и океана, региональные модели, модели переноса примесей, модели гидрологических объектов суши, а также базы данных наблюдений и разнообразные информационные ресурсы. Обсуждаются также методы реализации математических моделей геофизических процессов: от подходов к построению конечно-разностных схем уравнений гидротермодинамики до использования вычислительных систем параллельной архитектуры.
На семинаре рассматриваются проблемы в общей постановке, без узкой специализации на частных задачах, поэтому он может быть полезен как научным работникам соответствующих специальностей, так аспирантам и студентам старших курсов.

Время и место проведения: 1-й и 3-й четверг месяца, 17:10 – 19:00, НИВЦ МГУ, Большой конференц-зал, 3 этаж
Узнать дату и тему следующего заседания, а также подписаться на рассылку семинара, вы можете на сайте или связавшись с секретарем семинара Виктором Степаненко по E-mail stepanen@srcc.msu.ru
Видиозаписи некоторых семинаров можно посмотреть здесь.
Видеозаписи с сентября 2015 г.: YouTube

23.05.19 .В. Барсков (Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова РАН, МГУ им. М.В.Ломоносова, НИВЦ)
Тема доСТРУКТУРА АТМОСФЕРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НАД НЕОДНОРОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ”
Аннотация. Доклад посвящен экспериментальному исследованию атмосферного пограничного слоя над поверхностями, обладающими неоднородным горизонтальным распределением аэродинамической и температурной шероховатости. Над такими ландшафтами не выполняется условие однородности и стационарности, поэтому применимость теории подобия Монина-Обухова для расчета характеристик турбулентного обмена, вообще говоря, нарушается. В работе рассмотрены особенности структуры и динамики атмосферного пограничного слоя над ландшафтами с крупными элементами неоднородности на примере небольших озер, окруженных лесом различной сомкнутости. Для анализа используются данные специализированных натурных экспериментов. Показано отсутствие слоя постоянных потоков в приземном слое атмосферы над неоднородным ландшафтом. Поток импульса возрастает по модулю с высотой практически линейно, и его модуль близок к нулю на поверхности, так что основной вклад в обмен импульсом с атмосферой вносит не сама поверхность озера, а кромка леса на границе лес-озеро. Выявлено два механизма формирования потока явного тепла между лесным озером (поляной) и атмосферой. Рассматривается вклад адвекции теплого (или холодного) воздуха в пограничном слое, а также влияние отрыва турублентного потока на границе леса. Предполагается, что восходящие и нисходящие движения воздуха в когерентных структурах, образующихся на кромке леса, могут вносить основной вклад в общий поток явного тепла. Также показано, что члены уравнения баланса турбулентной кинетической энергии (ТКЭ), связанные с горизонтальной неоднородностью, в зависимости от направления степени турбулизированности потока могут достигать значений, сопоставимых с членами, отвечающими за основной вклад в перенос турбулентной кинетической энергии над однородными поверхностями. Сравниваются значения потоков явного и скрытого тепла, полученных методом теплового баланса и методом турбулентных пульсаций. Показано, что данные, полученные этими двумя методами, могут давать близкие результаты и в неоднородном ландшафте.
Проведен анализ микрометеорологических измерений в пограничном слое атмосферы над холмистой поверхностью, покрытой лесной растительностью. Измерения проводились на метеорологической мачте на нескольких уровнях от верхней границы леса до высоты, приблизительно в семь раз превышающей высоту деревьев. Предложен и вычислен полуэмпирический масштаб длины, зависящий от особенностей местной топографии и типа подстилающей поверхности в районе измерений. Показано, что использование этого масштаба позволяет ввести коррекцию универсальных функций теории подобия Монина-Обухова для устойчивого атмосферного пограничного слоя над сложными поверхностями без их существенной модификации по сравнению с универсальными функциями над однородным ландшафтом с малыми элементами шероховатости. Предложенный подход может быть использован для уточнения методов определения турбулентных потоков импульса по данным профильных измерений над топографически сложными или пространственно-неоднородными ландшафтами.
25.04.19 С.Ю. Паскарь (Камчатский государственный университет имени В.Беринга)
“МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АНОМАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ НЕСТАБИЛЬНОГО ГАЗА В КОНДЕНСИРОВАННОЙ СРЕДЕ, С УЧЁТОМ ВВЕДЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА”
Аннотация. В исследовании получено нестационарное уравнение для эволюции концентрации нестабильного (радиоактивного) газа, находящегося в сложной конденсированной среде (геологическая среда) с учётом поля силы тяжести. Вывод основной формулы основан на классических законах диффузии(Фика, Фоккера – Планка, Ланжевена), описывающие процесс нормального
блуждания частиц, дополняя их моделями нелинейной аномальной
диффузии.
Особенностью (новизной) данной математической модели является совместное введение параметра нестабильности частиц, комплексного энергетического параметра (характеристика супердиффузии) и стохастического шума среды.
Методом Фурье получено решение, выражающее изменение концентрации молекул газа во времени и пространстве. Произведён численный эксперимент, получены расчётные кривые. На результате хорошо виден участок с ярко выраженной флуктуацией концентрации, ярко демонстрирующий супердиффузию и дальнейшее развитие процесса во времени в виде релаксации. Замечены интересные физические свойства аномальной диффузии, ранее не описанные в литературе.
Для апробации модели использованы экспериментальные данные лаборатории. Полученные модельные и экспериментальные кривые показаны в сравнении.
Математическая модель позволяет выявить интересные свойства аномальной диффузии. После дальнейшего апробирования на опытных данных и соответственно некоторых доработок может применяться в различных прикладных целях (предсказывание сильных землетрясений, поиска месторождений полезных ископаемых, использование для оптимизации работы специальных технических устройств и др.).
28.03.19 Глазунов А.В.(1,2), Нечепуренко Ю.М.(1), Засько Г.В.(3), Мортиков Е.В.(2,1) (1. Институт вычислительной математики им. Г.И.Марчука РАН. 2. Научно-исследовательский вычислительный центр МГУ имени М.В.Ломоносова. 3. Московский физико-технический институт)
“ОРГАНИЗОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ В УСТОЙЧИВО-СТРАТИФИЦИРОВАННЫХ СДВИГОВЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЯХ. ПРЯМОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОБЪЯСНЕНИЕ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ”
Аннотация. Проанализированы данные численного моделирования устойчиво-стратифицированных турбулентных течений при различных значениях числа Ричардсона. Для расчетов применены две различные технологии: прямое численное моделирование (DNS) и моделирование методом крупных вихрей (LES). Показано, что, независимо от метода расчета, наряду с хаотической турбулентностью, течения содержат крупные организованные структуры. В поле температуры эти структуры проявляются как наклонные слои жидкости со слабо-устойчивой стратификацией, разделенные очень тонкими слоями с большими градиентами температуры. Существование подобных структур в природе косвенно подтверждается анализом данных натурных измерений. Обсуждается возможный механизм воздействия организованных структур на турбулентность.
На примере устойчиво-стратифицированного турбулентного течения Куэтта показано, что пространственную конфигурацию и характерные масштабы наблюдаемых организованных структур можно связать с оптимальными возмущениями, возникающими на фоне мелкомасштабной турбулентности.
28.02.19 В.Г.Полников (Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова РАН)
“МОДЕЛЬ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ, ВЫЗВАННОГО ВЕТРОВЫМИ ВОЛНАМИ”
Аннотация. Задача работы заключается в получении формул для коэффициента вертикального перемешивания, вызванного ветровыми волнами. Для этого, в уравнениях Навье-Стокса скорость течения разлагается на четыре составляющих: средний поток, волновое орбитальное движение, турбулентные флуктуации течения, индуцированные волнами, и фоновые турбулентные флуктуации. При определенных статистических предположениях такое разложение позволяет в уравнениях Рейнольдса выделить волновое напряжение R_w как дополнение к фоновому напряжению R_b. Для замыкания R_w используется приближение Прандтля для фоновых турбулентных флуктуаций, приводящее к неявному выражению для индуцированной волнами функции вертикального перемешивания B_v. Конечное выражение для B_v определяется с привлечением результатов автора для турбулентной вязкости в зоне волнения, найденного ранее в рамках трехслойной концепции для интерфейса воздух-вода. Явное выражение для функции B_v(a, u_*, z) является линейным по амплитуде волны a(z) на глубине z и скорости трения u_* в воздухе. Поскольку амплитуда волны экспоненциально убывает с глубиной, a(z) ~ exp(kz), найденный результат для B_v(a) означает возможность усиления воздействия волн на вертикальное перемешивание по сравнению полученной ранее в работе Цяо и др. кубической зависимостью B_v(a).
01.11.18 С.Н.Кивалов (Atmospheric Sciences Research Center, University at Albany, USA)
“ДИНАМИКА ПОТОКОВ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА И ВОДЫ МЕЖДУ ЛЕСОМ И АТМОСФЕРОЙ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ СОЛНЕЧНОМ ИЗЛУЧЕНИИ”
Аннотация. В докладе рассматриваются результаты исследований потоков углекислого газа и воды между лесом и атмосферой в изменчивых условиях окружающей среды с использованием динамического ковариационного метода. Использованы данные параметров окружающей среды (скорость ветра, температура, концентрации углекислого газа и водяного пара) собранные с башенных измерительных систем осуществляющих наблюдения двух экосистем относящихся к различным климатическим зонам: умеренный лес Харвар, Массачусетс, США (30 м башня) и тропический Национальный лес Тапажос, Пара, Бразилия (64 м башня). Применение ковариационного метода к ансамблям событий, связанным с изменениями солнечного излучения, индуцированным проходящими над лесом кучевыми облаками позволило исследовать динамику потоков. Удалось с высокой степенью точности (5% стандартная ошибка) определить параметры изменений потоков в зависимости от уровня солнечного излучения и от времени после появления и ухода теней. Выделены кратковременные (до 20 минут после переходов тень-свет и свет-тень) характеристики реагирования экосистем на изменчивое солнечное излучение и предложен динамический механизм лежащий под наблюдаемыми увеличениями поглощения углекислого газа и эффективности использования воды в периоды с кучевой облачности по сравнению с периодами чистого безоблачного неба.
18.10.18 И.А.Репина (Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН,  НИВЦ МГУ имени М.В. Ломоносова:)
Тема доклада: “СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ” (ПО МАТЕРИАЛАМ СИМПОЗИУМА BOUNDARY LAYERS AND TURBULENCE/AIR-SEA INTERACTION, ОКЛАХОМА, 11-15 ИЮНЯ 2018 ГОДА).
Тезисы. В докладе представлен обзор основных тем, затронутых на 23 симпозиуме Boundary Layers and Turbulence. Симпозиум проводится раз в два года под эгидой Американского метеорологического общества и собирает ведущих мировых специалистов в области исследований и моделирования процессов в пограничном слое атмосферы и изучения атмосферной турбулентности. В этом году он был совмещен с другим аналогичным симпозиумом ‑ Air-Sea Interaction. Поэтому большое количество докладов было посвящено процессам в приводном слое атмосферы и верхнем слое океана и на границе их раздела.
По материалам докладов будут представлены основные направления исследований пограничного, приводного и приземного слоев атмосферы, процессов взаимодействия атмосферы и океана, дан обзор наиболее масштабных комплексных экспериментов. Особое внимание будет уделено турбулентным процессам над неоднородной поверхностью, включая городской рельеф, взаимодействию атмосферы и океана в штормовых условиях, атмосферной динамике при сильно устойчивой и неустойчивой стратификациях атмосферы. Будут рассмотрены границы применимости теории подобия Монина-Обухова в нестационарных условиях.
19.09.18 Чечин Д.Г., Махотина И.А., Люпкес К., Макштас А.П. (Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН)
“ВЫХОЛАЖИВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НАДО ЛЬДОМ ПРИ ЯСНОМ НЕБЕ ВО ВРЕМЯ ПОЛЯРНОЙ НОЧИ В АРКТИКЕ”.
19.04.18 И.Ю.Владимиров, Н.Н.Корчагин, А.С.Савин
 “ЭФФЕКТЫ ВОЛНОВОЙ РЕАКЦИИ ПРИ ЦИРКУЛЯЦИОННОМ ОБТЕКАНИИ ПОДВОДНОГО ПРЕПЯТСТВИЯ ДВУХСЛОЙНЫМ ПОТОКОМ КОНЕЧНОЙ ГЛУБИНЫ “
Аннотация. В модельном варианте исследуется структура поверхностных возмущений,возникающих при обтекании подводных препятствий стратифицированным потоком двухслойной идеальной жидкости конечной глубины. В качестве препятствия рассматривается цилиндр, моделируемый точечным диполем, локализованным в окрестности слоя скачка плотности (как над ним, так и под ним). Показано, что скачок плотности может экранировать распространение возмущений от обтекаемого препятствия к поверхности воды.
Вблизи дна воздействия волн на препятствия могут усиливаться придонными взвесенесущими (мутьевыми) потоками, возникающими при перемешивании в них микро- и мелкозернистых частиц донного грунта. При этом эффективная плотность воды в них может существенно превышать плотность окружающих вод, что приводит к резкому увеличению перепада плотности на границе потока, а значит к усилению стратификации вод и волновых воздействий на подводные препятствия.
В общем случае обтекание препятствия может происходить с некоторой циркуляцией, которая вносит дополнительный вклад в гидродинамические реакции на обтекаемые потоком препятствия. При этом циркуляция в модели обеспечивается совмещенным с диполем точечным вихрем.
Рассматриваемая модель позволяет выявить интересные “побочные” эффекты при циркуляционном обтекании препятствия не только в морской среде, но и атмосфере. В частности, подобные эффекты отвечают на вопросы:
1. По какой причине происходит относительно резкое (и опасное!) погружение движущихся в морской среде подводных объектов?
2. Так почему же “падают” самолеты?
05.04.18 Головизнин В.М. (МГУ имени М.В.Ломоносова), Залесный В.Б. (ИВМ РАН имени Г.И.Марчука), Соловьев А.В. (ИБРАЭ РАН)
“СХЕМА КАБАРЕ ДЛЯ УРАВНЕНИЙ МЕЛКОЙ ВОДЫ НА СФЕРЕ”. Доклад посвящен опыту использования схемы КАБАРЕ для решения уравнений мелкой воды на вращающейся сфере с учетом рельефа на геодезических расчетных сетках.
22.03.18 Д.М.Ермаков (Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН)
“СПУТНИКОВОЕ РАДИОТЕПЛОВИДЕНИЕ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ АТМОСФЕРНОЙ АДВЕКЦИИ СКРЫТОГО ТЕПЛА: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ”
Аннотация. Адвекция скрытого тепла является одним из важнейших факторов энергетического обмена в глобальной системе океан-атмосфера. С другой стороны, она является и важнейшим регистрируемым со спутников индикатором динамических и энергетических характеристик мезомасштабных и синоптических атмосферных процессов. Подход спутникового радиотепловидения позволяет восстанавливать динамику этих процессов в терминах поля эффективной (интегральной по высоте) скорости адвекции водяного пара. В совокупности с синхронными полями интегрального влагосодержания атмосферы, также восстанавливаемыми на основе данных спутникового радиотеплового мониторинга, это обеспечивает расчет мощности адвективных потоков скрытого тепла через произвольно заданные границы.
В докладе рассмотрены результаты применения подхода спутникового радиотепловидения к анализу характеристик глобальной атмосферной циркуляции на основе массивов долговременных спутниковых наблюдений в сопоставлении с известными теоретическими и модельными представлениями. Помимо ряда крупномасштабных параметров, значительное внимание уделено тонкой “нитевидной” структуре переноса скрытого тепла: атмосферным рекам, специфическим явлениям, выделяемым в особый класс атмосферных процессов с конца прошлого века, а также тропическим циклонам. Затронуты некоторые аспекты долгопериодичной, климатически значимой изменчивости структуры атмосферной циркуляции, в частности, возможные проявления тенденции так называемого “расширения тропиков”.
15.02.18 Р.Ю.Фадеев (Институт вычислительной математики РАН, Гидрометцентр России)
“ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ МОДЕЛИ АТМОСФЕРЫ ПЛАВ ДЛЯ БЕСШОВНОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ”
Аннотация. В докладе обсуждаются особенности реализации модели ПЛАВ для бесшовного прогноза состояния атмосферы на срок от одного дня до нескольких лет. Для создания такой модели были выполнены работы по настройке существующих и внедрению новых параметризаций процессов подсеточного масштаба, реализована система диагностики. Программный код модели был доработан с целью применения в рамках совместной модели атмосферы, Мирового океана и морского льда.
Результаты численных расчетов, выполненных с помощью бесшовной версии модели ПЛАВ, демонстрируют качественное и количественное соответствие данным реанализа ERA-Interim в среднегодовых полях потоков тепла на поверхности Земли. Интегральные значения потоков тепла на поверхности Земли и на верхней границе расчетной области (уходящие в космос) близки к рекомендованным IPCC значениям.
07.12.17 П.С. Вереземская(1,2), М.А. Криницкий(2), В.М. Степаненко(1), Н.Д. Тилинина(2), С.К. Гулев(2) (1 – МГУ имени М.В.Ломоносова, 2 – Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН)
“МЕЗОМАСШТАБНЫЕ ЦИКЛОНЫ В ЮЖНОМ ОКЕАНЕ: ВИЗУАЛЬНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ, ПОСТРОЕНИЕ ТРАЕКТОРИЙ И ДЕТЕКТИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРТОЧНЫХ НЕЙОРННЫХ СЕТЕЙ “. Аннотация
16.11.17 П.А.Пережогин (Институт вычислительной математики РАН)
“ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЧИСЛЕННЫХ СХЕМ И ПОДСЕТОЧНЫХ ПАРАМЕТРИЗАЦИЙ НА СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДЕЛИРУЕМОЙ ДВУМЕРНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ”
26.10.17 В.М.Степаненко (Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова)
“МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА И ДИНАМИКИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ В ВОДОЁМАХ СУШИ” (по материалам докторской диссертации).
11.05.17 О.А. Дружинин, Ю.И.Троицкая (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород)
“ПРЯМОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НАД ВЗВОЛНОВАННОЙ ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ, НЕСУЩЕГО МЕЛКОДИСПЕРСНЫЕ КАПЛИ”
Аннотация. Цель данной работы – исследование влияния мелкодисперсных капель на обмен импульсом в пограничном слое на границе раздела океан-атмосфера с помощью численного моделирования. В численном эксперименте в качестве течения, моделирующего атмосферный погранслой с постоянным потоком импульса, рассматривается течение Куэтта над водной поверхностью, по которой распространяется двумерная, стационарная волна. При этом влияние воздушного потока на поверхностную волну не учитывается. Капли брызг, в природных условиях “срываемые” ветром с гребней волн, считаются достаточно мелкими, такими что их размеры малы по сравнению с вязким масштабом течения, и их влияние на поток учитывается с помощью аппроксимации “точечной силы” (“point-force approximation”). Результаты показывают, что динамика капель и их влияние на поток существенным образом зависит от механизма инжекции капель, от их скорости оседания, и от крутизны поверхностной волны. Капли, инжектируемые в воздушный поток с локальной скоростью воздуха, уменьшают турбулентный поток импульса и ускоряют воздушный поток. С другой стороны, противоположный эффект наблюдается в случае капель, инжектируемых в поток с локальной скоростью поверхностной волны. Влияние капель на поток наиболее существенно в случае, когда их скорость оседания порядка скорости трения, увеличивается с ростом массовой доли капель и уменьшением крутизны поверхностной волны.
13.04.17 М.В. Курганский, О.Г. Чхетиани (Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН)
“ТУРБУЛЕНТНАЯ СПИРАЛЬНОСТЬ В АТМОСФЕРНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ”
Аннотация. Рассматривается предположение о том (Deusebio, Lindborg. J.Fluid Mech. 2014. Vol. 755, 654-671), что спиральность, поступающая в экмановский пограничный слой из свободной атмосферы, передается далее каскадным образом с сохранением знака, который свидетельствует о направлении вращении Земли (т.е. положительного в Северном полушарии и отрицательного в Южном) , турбулентным движениям все уменьшающихся масштабов, вплоть до микромасштаба турбулентности Колмогорова. В то же время прямые измерения турбулентной спиральности на Цимлянской научной станции ИФА РАН в 2012 г. (Копров, Копров, Курганский, Чхетиани. Известия РАН. ФАО, 2015, Т. 51, 637-647) показывают знак спиральности противоположный ожидаемому. Возможным объяснением этому является совместное действие экмановского спирального течения и локального ветра, отвечающего приземной бризовой циркуляции за счет неравномерного нагрева поверхности земли, который в данной работе представлен в идеализированной форме склонового ветра Прандтля. Показано, что в плоскости годографа существует сектор с углом раскрыва 180 град., внутри которого взаимное расположение векторов геострофического и локального ветров способствует левому вращению суммарного вектора скорости с высотой в самой нижней части пограничного слоя, а значит и каскаду отрицательной спиральности к турбулентным движениям малого масштаба, что согласуется с измерениями в натурных условиях. Предложена простая релаксационная модель турбулентности, которая объясняет измеренный в Цимлянске положительный знак (относительного малого) вклада в турбулентную спиральность за счет вертикальной скорости и вертикальной завихренности как для дневных, так и ночных условий измерений.
30.03.17 Соколов А.Г., Кобельков Г.М. (Механико-математический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова)
“ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ МЕЛКОЙ ВОДЫ”
Аннотация. Предложена консервативная разностная схема для расчета уравнений мелкой воды. От известных ранее схем она отличается неявной аппроксимацией уравнения неразрывности. Приведены примеры расчетов Каспийского, Черного и других морей.
16.02.17 Гельфан А.Н. (Институт водных проблем РАН)
“ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕЧНОГО БАССЕЙНА: ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ИЗМЕНЕНИЯМ КЛИМАТА”.
Аннотация. Доклад состоит из 3-х частей. В первой обсуждаются проблемы развития гидрологии речных бассейнов, как геофизической дисциплины. Рассмотрены особенности гидрологической системы речного бассейна, как физического объекта и показано, что численное моделирование – основной метод описания этой системы при решении диагностических (исследовательских) и прогностических задач. Дан краткий обзор развития методов математического моделирования в гидрологии речных бассейнов. Обсуждаются внешние аналогии и причины существующего расхождения в путях развития математического моделирования в гидрологии суши и смежных геофизических дисциплинах (на примере метеорологии). Во второй части доклада рассмотрены физико-математические модели гидрологического цикла и формирования речного стока, разрабатываемые в ИВП РАН, и кратко описаны примеры их применения для решения актуальных проблем современной гидрологии речных бассейнов. Особое внимание уделено методам задания параметров моделей, их калибровке и процедурам проверки моделей, которые признаются необходимым условием применения моделей для предвычисления гидрологических характеристик в изменившихся (по сравнению с периодом имеющихся наблюдений) условиях, например, в условиях изменения климата. В третьей части доклада обсуждаются три задачи, связанные с гидрологическими аспектами климатических изменений: (1) анализ чувствительности гидрологической системы речного бассейна к малым возмущениям внешних (климатических) воздействий (на примере бассейнов рек Амур, Лена, Маккензи), (2) оценка влияния внутренней стохастической изменчивости атмосферных процессов на неопределенность оценок характеристик речного стока (на примере бассейнов рек Лена и Северная Двина) и (3) анализ пределов предсказуемости гидрологических процессов (на примере динамики влажности мерзлой почвы).
17.11.16 И.Н. Сибгатуллин (мех-мат  МГУ им. М.В. Ломоносова,); К. Брузе, Т. Доксуа, С. Жубо (Ecole Normale Superieure de Lyon); Е. Ерманюк (Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, Новосибирск)
“ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАСКАДОВ ВНУТРЕННИХ ВОЛН В НЕУСТОЙЧИВЫХ ВОЛНОВЫХ АТТРАКТОРАХ”
Аннотация. Океан не является классической тепловой машиной и процессы вертикального транспорта за счёт конвекции существенны лишь в тонком приповерхностном слое. Ветровые воздействия также существенной в верхних слоях океана. С другой стороны на общую циркуляцию океана сильно влияют процессы вертикального перемешивания, определяющие термосолевой баланс. В глубине океана плотность может быть устойчиво распределена по высоте с постоянной частой плавучести. И в этих условиях за счет приливных эффектов и взаимодействия жидкости в донным рельефом могут распространяться внутренние гравитационные волны. При большой амплитуде внутренние гравитационные волны могут становиться неустойчивыми и порождать дочерние волны, а также приводить к большой завихренности и опрокидываниям, в результате чего изменяется фоновая стратификация. Внутренние волны обладают особой формой дисперсионного соотношения, которая связывает временную частоту с наклоном волнового вектора по отношению к вертикали, но не с величиной волнового вектора. Из-за того, что при отражении волн от поверхностей сохраняется угол с вертикалью, возможно явление фокусировки волн и, как следствие, при постоянном источнике монохроматических волн в определённых геометриях возможно образование замкнутых путей, к которым стремятся траектории волн и на которых фокусируется почти вся колебательная энергия жидкости в контейнере. Совместно с ENS de Lyon и институтом гидродинамики Лаврентьева мы изучили последовательность триадных резонансов, возникающих при постоянном источнике монохроматических волн большой амплитуды. Показано, что в результате появляется дискретный линейчатый спектр на фоне сплошного спектра меньшей амплитуды. Проведены оценки функции плотности вероятности завихренности для различных амплитуд и показаны условия возникновения опрокидывания с помощью критерия Майлса-Ховарда. Показано изменение фоновой стратификации и изменение структуры волнового аттрактора. Корреляции между аттракторами с локализованным трехмерным возмущением и двумерным аттрактором показывают тенденцию к образованию квазидвумерных волновых аттракторов.
20.10.16 Russian-Finnish seminar on Land-atmosphere exchanges in heterogeneous landscapes
Презентации
29.09.16 Ю.Д.Чашечкин (Институт проблем механики РАН)
Тема доклада: “ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ – ИНСТРУМЕНТ ИЗУЧЕНИЯ ДИНАМИКИ И СТРУКТУРЫ ТЕЧЕНИЙ”.
Аннотация. Оптическими методами установлена структурность течений во всем доступном для наблюдения диапазоне масштабов (приводятся примеры). Цель доклада – представить модели расчета структуры и обсудить возможности улучшения качества описания течений.
Основой согласованного математического и физического (лабораторного) моделирования течений служит фундаментальная система уравнений механики неоднородных жидкостей. Теоретико-групповыми методами показана адекватность системы базовым принципам физики. Изучается динамика: стратифицированных (сильно и слабо), а также потенциально и актуально
однородных сред.
Классификация компонент периодических течений проведена на основе решений линейных моделей, построенных методами теории сингулярных возмущений с учетом условия совместности. Собственные масштабы используются для выбора размера поля наблюдения, пространственного и временного разрешения инструментов. Визуализация течений выполнена на стендах УИУ “ГФК ИПМех РАН”, расчеты – на вычислительных комплексах МСЦ РАН и НИВЦ МГУ им. М.В. Ломоносова.
Анализируются поля течений, индуцированных диффузией на топографии, процессы генерации распространения и нелинейного взаимодействия периодических и присоединенных внутренних волн в экспоненциально стратифицированной среде, картины обтекания препятствий в диапазоне числе Рейнольдса от 1 до 80000. Расчеты картин полей сравниваются с экспериментами и наблюдениями в природе.
Обсуждаются перспективы и дальнейшего развития теории течений, проведения лабораторных исследований и переноса полученных результатов на природные и индустриальные условия с учетом новых экспериментальных результатов.
12.05.16 М.В. Курганский (Институт физики атмосферы имени А.М.Обухова РАН)
“СПИРАЛЬНОСТЬ В ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ В АТМОСФЕРЕ”
Аннотация. Приведены общие сведения о спиральности поля скорости и месте этого понятия в современных исследованиях в области геофизической гидродинамики и динамической метеорологии. Сведены воедино различные, как известные ранее в литературе, так и приведенные впервые формы уравнения баланса спиральности в атмосферных движениях, в том числе с учетом эффектов сжимаемости воздуха и вращения Земли. Даны уравнения и соотношения, справедливые при различных приближениях, которые делаются в динамической метеорологии, как-то: приближение Буссинеска, приближение квазистатики, квазигеострофическое приближение. Сделан акцент на анализе баланса спиральности в крупномасштабных квазигеострофических системах движения, приведена формула для потока спиральности через верхнюю границу нелинейного экмановского пограничного слоя и показано, что этот поток в точности компенсируется разрушением спиральности внутри экмановского пограничного слоя.
07.04.16 Е.И.Дебольская (Институт водных проблем РАН)
“МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В КРИОЛИТОЗОНЕ”
17.03.16 Д.В.Кулямин (НИВЦ МГУ, ИВМ РАН, ФГБУ ИПГ)
“МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЛОБАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДНЕЙ АТМОСФЕРЫ И НИЖНЕЙ ИОНОСФЕРЫ”
Аннотация. Рассматривается проблема моделирования глобальных физических процессов, определяющих состояние средней атмосферы и нижней ионо5сферы. Представлена совместная модель общей циркуляции атмосферы и нижней ионосферы (0-120 км), описана реализация основных физических процессов в средней атмосфере: радиационные динамические и химические процессы. Рассмотрены основные задачи, которые возможно решать с помощью разрабатываемой модели.
03.03.16 Д.Н.Живоглотов (Центральная аэрологическая обсерватория)
“ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕМПЕРАТУРНО-ВЕТРОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В АТМОСФЕРЕ С БОРТА САМОЛЕТА-ЛАБОРАТОРИИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ”.
Аннотация. Приводится краткое описание и технические характеристики бортового аппаратно-программного комплекса для измерения параметров полета и термодинамических характеристик атмосферы и комплекса для регистрации этих параметров из состава измерительной системы самолета-лаборатории нового поколения Як-42Д “Росгидромет”. Изложены результаты летных испытаний самолетных комплексов для измерения и регистрации навигационных параметров полета, температуры воздуха, скорости и направления ветра, турбулентности. Описывается метод учета аэродинамических возмущений, вносимых самолетом в набегающий воздушный поток, представлены величины аэродинамических поправок в показания датчиков давления и температуры в зависимости от конструкции датчиков и их размещения на самолете-лаборатории. Приводятся результаты летных испытаний аппаратуры.
С помощью самолета-лаборатории Як-42Д “Росгидромет” 26 июня 2014 г. были выполнены исследования распространения аэрозольных примесей, продуцируемых мегаполисом (г. Москва). На самолете-лаборатории, в частности, была установлена аппаратура для измерения концентраций и спектров размеров субмикронных (в диапазоне размеров 0,055–1 мкм) и мелких (в диапазоне размеров от 0,1 до 3 мкм) частиц, концентраций частиц черной сажи. Маршрут полета самолета-лаборатории определялся по положению шлейфа выноса примесей, рассчитанного с помощью известной дисперсионной модели FLEXPART. В качестве фоновых величин для дня наблюдений были приняты концентрации аэрозольных примесей на наветренной стороне мегаполиса на высоте 500 м (по черной саже — 9 см**(-3); по субмикронным частицам – 40 см**(-3); по мелким частицам — 40 см**(-3)). Показано, что концентрации аэрозолей в шлейфе выноса могут превышать фоновые значения на той же высоте более чем на порядок (по сажевым частицам – в 25 раз). Представлены вертикально-горизонтальные распределения концентраций аэрозольных частиц в зоне шлейфа и показано, что слоистая структура распределений концентраций аэрозолей согласуется с распределениями температуры и влажности воздуха, скорости ветра, турбулентных потоков тепла. Показано, что форма средних спектров распределений частиц аэрозоля в диапазоне размеров от 0,066 до 1,7 мкм в зоне шлейфа, не зависит от высоты наблюдения. Выявлено существенное изменение вида спектров размеров аэрозольных частиц и концентрации частиц (почти вдвое) при увеличении расстояния от оси шлейфа с 15 км до 40 км.
18.02.16 А. Родригес (Высшая школа экономики)
“ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ РЕАНАЛИЗА КЛИМАТА И ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ”
Аннотация. Доклад посвящен информационным технологиям, с помощью которых можно выстроить полный производственный цикл хранения, доступа, обработки и визуализации данных реанализа климата и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) на регулярных широтно-долготных решетках. Рассматриваются отличия хранения и обработки, а также организации доступа к данным, которые находятся на одной машине, суперкомпьютере либо компьютерном кластере, состоящем из оборудования широкого потребления. Подробно освещены технологии распространения (dissemination) потребителям реанализа климата и ДЗЗ. Будет описан современный тренд обработки этих данных в своих исходных форматах, их 2D и 3D визуализация в настольных и веб приложениях. Особое внимание уделяется отечественным системам ChronosServer (не имеет мировых аналогов) и Climate Wikience:
Страница проекта: www.wikience.org/ru
Краткое видео (1 минута 52 секунды) http://youtu.be/yqeajvqPuKo
Статья на портале GIS-LAB: http://gis-lab.info/qa/climate-wikience.html
Брошюра: http://www.wikience.org/rodriges/brochure_Wikience_A4_v3_RU.pdf
Данные о докладчике: Антонио Родригес, доцент департамента программной инженерии, Факультет компьютерных наук, Высшая школа экономики (НИУ ВШЭ) https://www.hse.ru/staff/rodriges
17.12.15

Е.И.Дебольская (Институт водных проблем РАН)
“МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЛЕДОВЫХ ЯВЛЕНИЙ В РЕКАХ И РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В КРИОЛИТОЗОНЕ”
Аннотация. Будет представлен обзор разработанных автором моделей и проблем, связанных с исследованием:
– динамики подледных потоков, заторообразования, распространения загрязнений в реках подо льдом и во время заторных наводнений, русловых деформаций, вызванных заторами и волнами в потоках со льдом;
– деформационных русловых процессов, обусловленных воздействием водного потока и таянием вечномерзлых грунтов, на реках криолитозоны и распространения примесей в руслах, подверженных термоэрозии.

26.11.15 Г.С. Ривин (Гидрометцентр России)
“СОВРЕМЕННЫЕ ЧИСЛЕННЫЙ ПРОГНОЗ ПОГОДЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ КЛИМАТА НА ПРИМЕРЕ МОДЕЛЕЙ АТМОСФЕРЫ И ДЕЯТЕЛЬНОГО СЛОЯ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ COSMO и ICON”
Аннотация. Современные оперативные модели атмосферы являются моделью окружающей среды, т.к. они обязательно включают в себя описание процессов в деятельном слое суши и озерах (а не только в атмосфере), химический блок и модель прогноза волн в океане. Кроме того, они являются негидростатическими и обладают свойством бесшовной технологии.
Еще совсем недавно разработать модель атмосферы было под силу одному человеку или небольшому коллективу исследователей. Сейчас эта работа под силу только большим коллективам, зачастую из разных стран. Характерным примером создания и работы метеорологических сообществ является консорциум COSMO, а характерным примером совместной разработки, усовершенствования и использования многомасштабных многоцелевых моделей являются глобальная негидростатическая модель ICON (совместная разработка Немецкой метеослужбы и Института Им. Макса Планка Гамбургского университета) и негидростатическая модель COSMO для ограниченной территории (первая ее версия LM была разработана в Немецкой метеослужбе).
13 апреля 2011 г. Центральная методическая комиссия Росгидромета, рассмотрев оперативные испытания системы COSMO-Ru (по правилам консорциума каждая страна добавляет две первые буквы имени страны к имени своей версии модели COSMO), рекомендовала ФГБУ «Гидрометцентр России» внедрить в оперативную практику в качестве базовой модель COSMO-Ru7 (шаг сетки 7 км) и оперативно-прогностическим подразделениям Росгидромета использовать в практической работе выходную продукцию мезомасштабной модели COSMO-Ru7.
В докладе будет описаны работы по современному состоянию, развитию и совершенствованию моделей COSMO и ICON, оперативной системы COSMO-Ru (оперативные прогнозы для различных территорий с шагами сетки 13.2, 7, 2.2 и 1.1 км) и применению их как для метеорологического обеспечения летней Универсиады Казань-2013 и зимней Олимпиады Сочи-2014, так и для исследований климатических изменений и атмосферных процессов различного масштаба.
12.11.15 А.В.Кислов (Географический факультет МГУ)
“ЭКСТРЕМУМЫ В АРКТИКЕ: СТАТИСТИКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ”.
Аннотация. Экстремальные скорости ветра и осадки были исследованы в Арктике (от Кольского полуострова до полуострова Чукотка). Были использованы данные станционных наблюдений, материалы реанализа (20th Century Reanalysis) и результаты моделирования (по глобальной модели INM-CM4 (модель Института вычислительной математики РАН) эксперимент СMIP5 “Historical”, и мезомасштабной модели COSMO-CLM).
По данным наблюдений показано, что массив экстремумов скорости ветра содержит данные, принадлежащие к двум различным генеральным совокупностям. Используя начинающуюся складываться метафорическую терминологию, эти наборы экстремумов названы “черными лебедями” и “драконами” соответственно, причем скорости, относящиеся к первым, превосходят вторых на 10-30% (при одном и том же квантильном уровне 0,99) на различных станциях.
Это означает, в частности, что в качестве характеристики экстремальности нельзя использовать эмпирически определенные значения, выше, например, 95 или 99 процентиля (как обычно делается), поскольку эти значения различны для “черных лебедей” и “драконов”. Для экстремумов осадков подобный вывод сделать нельзя. Здесь применение такой эмпирической оценки вполне уместно.
Данные INM-CM4 “драконов” не содержат. Это значит, что глобальные модели не только занижают экстремумы, но, кроме того, не воспроизводится механизм, создающий эти аномалии. Поэтому прямое использование модельных полей ветра для, например, воспроизведения статистики штормов при меняющемся климате не дает надежного результата. Эту задачу можно решать, используя косвенные характеристики, например, поле давления.
Мезомасштабная региональная модель COSMO-CLМ оказалась способна воспроизводить скорости того же порядка, что наблюдались на станциях, однако “не в той же точке”. Это указывает на важную роль детализированного моделирования мезометеорологических эффектов для воспроизведения экстремальных скоростей ветра. Анализ отдельных ситуаций (по данным реанализа и COSMO-моделирования) пока не позволил выявить признаки, позволяющие однозначно отнести циркуляционную картину к “драконам” или “черным лебедям”.
22.10.15 Тилинина Н. (Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН), Гулев С.К. (Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН), Вереземская П. (НИВЦ МГУ, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН), Гавриков А.(Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН)
“ВКЛАД АТМОСФЕРНЫХ ЦИКЛОНОВ В ФОРМИРОВАНИЕ СИНОПТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКОВ ТЕПЛА В СЕВЕРНОЙ АТЛАНТИКЕ”
Аннотация. Турбулентные потока тепла из океана в атмосферу ответственны за формирование и изменчивость океанского бюджета тепла как на синоптическом, так и на сезонном и межгодовых масштабах времени. Эта изменчивость в средних широтах Северной Атлантики управляется приповерхностным атмосферным режимом температуры и влажности, а также скорости ветра, который контролируется атмосферными циклонами. Понимание механизма синоптической изменчивости поверхностных турбулентных потоков тепла и возникновения случаев экстремально высоких потоков скрытого и явного тепла из океана в атмосферу является главноq задачей представленного исследования. Главными вопросами в нашем исследовании являются (i) каковы крупномасштабные атмосферные условия приводящие к формированию экстремально высоких потоков тепла из океана в атмосферу, (ii) какова роль экстремально высоких потоков тепла в формировании океанского бюджета тепла, и (iii) какие характеристики атмосферных циклонов чувствительны к тепловым сигналам океана? Для ответа на эти вопросы мы проанализировали характеристики режима турбулентного теплообмена между океаном и атмосферой и характеристики циклонической активности в Северной Атлантике на основе реанализа NCEP-CFSR, с 1979 года по настоящее время. Характеристики циклонической активности получены при помощи схемы идентификации и построения траекторий циклонов на основе полей давления на уровне моря с 6-часовым шагом по времени. В докладе особое внимание уделено методологии идентификации и построения траекторий циклонов, ее недостаткам и достоинствам применительно к различным задачам.
24.09.15 Володин Евгений Михайлович (ИВМ РАН)
“МОДЕЛЬ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗЕМЛИ ИВМ РАН: ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ПЛАНЫ УЧАСТИЯ В МЕЖДУНАРОДНОМ СРАВНЕНИИ КЛИМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ CMIP6 В 2016-2018 Г.Г.”. Смотреть доклад на YouTube
Аннотация. Рассматриваются существующие в настоящее время версии климатической модели ИВМ РАН: основные блоки, достоинства и систематические ошибки, прогресс по сравнению с предыдущим сравнением климатических моделей, программная реализация модели на суперкомпьтерах, а также современное состояние климатического моделирования и требования научного сообщества к моделям земной климатической системы. Перечисляются подпроекты будущего сравнения климатических моделей CMIP6 и обсуждается возможное участие в них модели ИВМ РАН в зависимости от имеющихся компьютерных ресурсов.
14.05.15 Струнин Александр Михайлович (Центральная аэрологическая обсерватория)
“СПЕКТРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ТУРБУЛЕНТНОСТИ И ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКОВ В КОНВЕКТИВНЫХ ОБЛАКАХ ТРОПИЧЕСКОЙ ЗОНЫ ПО ДАННЫМ САМОЛЕТНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ”
Аннотация. Приводятся результаты анализа данных наблюдений турбулентности в конвективных облаках, полученных во время комплексного самолетного эксперимента над метеорологическим полигоном над о. Куба. Описывается вновь разработанный метод введения поправки в температуру и ее пульсации на водность облака при самолетных измерениях, приводится оценка величины коэффициента поправки на водность. Показано, что метод обеспечивает восстановление истинных значений пульсаций температуры в облаке и получение непротиворечивых данных о потоках тепла через боковые границы конвективного облака.
Применение вейвлет-преобразования и разработанного метода введения поправки в температуру на водность облака позволило выявить ряд особенностей развития турбулентности в конвективных облаках (конвективных ячейках) тропической зоны. Были выявлены квазистационарные стадии развития конвективных ячеек – начальная стадия развития, стадия зрелого облака и стадия диссипации облака. Показано, что форма спектров пульсаций и коспектров потоков тепла и импульса существенным образом зависят от стадии развития конвективной ячейки. Получены универсальные функции, описывающие коспектры потоков тепла и спектры пульсаций скорости ветра и температуры воздуха для различных стадий развития конвективной ячейки, определены управляющие параметры (относительное время жизни ячейки и степень перегрева облачного воздуха), параметры универсальных функций. Приводятся эмпирические функции распределения (накопленные повторяемости) среднеквадратических пульсаций скорости ветра и температуры и коэффициента турбулентного перемешивания и величины их средних значений в конвективных облаках тропической зоны и показано, что эти распределения существенным образом зависят от стадии развития конвективных ячеек. Оценена применимость формулы Ричардсона-Обухова для расчета величин коэффициента турбулентного перемешивания в конвективных ячейках, находящихся на различных стадиях развития и получены значения коэффициентов пропорциональности в этой формуле.
23.04.15 Ivan Mammarella (University of Helsinki)
“BIOSPHERE-ATMOSPHERE INTERACTIONS”.
Abstract. The coupling of the Earth’s surface and the overlying atmosphere through mass and energy fluxes has an important role in atmospheric chemistry and physics in addition to boundary layer meteorology and ecosystem research. The Micrometeorology group of University of Helsinki aims at increasing the fundamental understanding of biosphere-atmosphere interactions in different ecosystems and to apply the gained information for practical applications and purposes. The group has a comprehensive experience on eco-system scale flux measurements carried out by means of micrometeorological techniques. Long term and continuous measurements are performed over forest, wetland and freshwater ecosystems. In this seminar I will present recent research studies and activities performed within the group, including methodological developments and physical and biogeochemical processes controlling energy and mass surface exchange in different ecosystems.
09.04.15 Кошелева Наталья Евгеньевна (Географический факультет МГУ)
“ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГОРОДСКИХ ПОЧВ: источники, пространственное распределение, динамика”.
Аннотация. В докладе будут рассмотрены техногенные источники загрязняющих веществ в городских ландшафтах, дана характеристика геохимической специализации выбросов различных отраслей промышленности и автотранспорта. Будет проанализирована структура городских экосистем и роль снежного покрова и почв, принимающих и аккумулирующих атмотехногенные потоки поллютантов. Будут определены условия и механизмы закрепления загрязняющих веществ на геохимических барьерах, формирующихся в разных генетических горизонтах почв. Будут представлены статистические модели для оценки загрязнения почв при различных сочетаниях ландшафтно-геохимических условий и техногенных факторов. Также планируется обсудить возможности и ограничения балансовых моделей для описания контрастности и устойчивости почвенно-геохимических аномалий на территории города.
26.03.15 Кошелева Наталья Евгеньевна (Географический факультет МГУ)
“ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГОРОДСКИХ ПОЧВ: источники, пространственное распределение, динамика”.
Аннотация. В докладе будут рассмотрены техногенные источники загрязняющих веществ в городских ландшафтах, дана характеристика геохимической специализации выбросов различных отраслей промышленности и автотранспорта. Будет проанализирована структура городских экосистем и роль снежного покрова и почв, принимающих и аккумулирующих атмотехногенные потоки поллютантов. Будут определены условия и механизмы закрепления загрязняющих веществ на геохимических барьерах, формирующихся в разных генетических горизонтах почв. Будут представлены статистические модели для оценки загрязнения почв при различных сочетаниях ландшафтно-геохимических условий и техногенных факторов. Также планируется обсудить возможности и ограничения балансовых моделей для описания контрастности и устойчивости почвенно-геохимических аномалий на территории города.
26.03.15 Дианский Николай Ардальянович (Институт вычислительной математики РАН)
“РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ АРКТИЧЕСКИХ АКВАТОРИЙ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ”
Аннотация. Представлена система моделирования гидрометеорологических характеристик в морских акваториях, реализованная в Государственном океанографическом институте имени Н.Н.Зубова (ФГБУ “ГОИН”). Она включает в себя расчет атмосферного воздействия по модели WRF (Weather Research and Forecasting model), расчет течений, уровня, температуры, солености моря и морского льда по модели INMOM (Institute of Numerical Mathematics Ocean Model) и расчет параметров волнения по Российской атмосферно-волновой модели (РАВМ). При этом в моделях INMOM и РАВМ имеется возможность использования сгущающихся сеток для более точного расчета циркуляции и ветрового волнения в выделенных районах. Эта система реализована для различных акваторий: западноарктических морей побережья России, а также Черного, Азовского и Каспийского морей. Разработанная система используется как для оперативных расчетов морской циркуляции (анализ и прогноз), так и для ретроспективных расчетов на несколько десятилетий для определения гидрометеорологических режимных характеристик. Верификация и настройка параметров используемых моделей по данным измерений проводится, в том числе, по данным морских экспедиционных исследований, выполняемых в ФГБУ “ГОИН”. Представлены результаты расчетов гидрометеорологических полей и их сравнение с данными наблюдений для западноарктических морей побережья России, а также Черного, Азовского и Каспийского морей. Проведенные ретроспективные расчеты циркуляции Западноарктических морей побережья России (Баренцево, Белое, Печорское и Карское моря) за период с 1994 по 2013 гг. позволили выявить важные особенности циркуляции вод Баренцева, Карского и Печорского морей, а также рассчитать изменчивость водообмена через пролив Карские ворота.
26.02.15 Кобельков Георгий Михайлович (мех-мат МГУ)
“О МОДИФИКАЦИЯХ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ-СТОКСА”.
Аннотация. О.А. Ладыженской была предложена модификация уравнений Навье-Стокса, позволившая доказать теорему существования решения “в целом”. В докладе предложено усиление этих результатов. А именно, эллиптический оператор изменяется так же, как и у О.А. Ладыженской, но не по трем переменным, а только по двум; при этом третье уравнение движения остается без изменений. Подобного рода задачи возникают при построении математических моделей крупномасштабной динамики океана.
12.02.15 Кулямин Д.В.
“МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ”.
Аннотация. Проблема моделирования верхней атмосферы на сегодняшний день представляет значительный интерес, обусловленный как задачами радиофизики и космическими исследованиями, так и проблемой исследования солнечно-земных связей и роли верхней атмосферы в формировании климата Земли. Одним из подходов к решению данной проблемы является совершенствование современных климатических моделей за счет включения описания верхних слоев атмосферы. В настоящее время этот подход реализуется в качестве одного из направлений работы по созданию модели Земной системы высокого пространственного разрешения. При этом отдельной проблемой является моделирование ионосферы, образующейся в слоях выше 60 км в результате ионизации нейтрального воздуха солнечным излучением.
В качестве первого шага в совместном моделировании общей циркуляции атмосферы и ионосферы в докладе представлена модель тропосферы-стратосферы-мезосферы и D-слоя ионосферы (для высот 0-90 км). Модель базируется на трехмерной модели общей циркуляции атмосферы в гибридной системе координат (разрешение 2 на 2.5 град., 80 вертикальных уровней). В качестве фотохимической модели D-слоя ионосферы взята пятикомпонентная модель. Для данной модели исследованы свойства дифференциальной постановки задачи, разработана эффективная полунеявная численная схема для устойчивого расчета с большими шагами по времени. На основе совместной модели исследована роль термодинамических характеристик нейтральной атмосферы в формировании среднего состояния D-слоя. На основе предварительной идентификации модели по данным прямых измерений, поглощения и распространения радиоволн показано удовлетворительное воспроизведение климатических характеристик D-слоя ионосферы.
Также представлена новая модель глобальной трехмерной модели общей циркуляции термосферы Земли (90-500 км) с высоким пространственным разрешением (2х2.5х80), включающая согласованный расчет радиационных процессов. На основе детального анализа воспроизведения различных составляющих процесса переноса излучения в новой модели показано хорошие соответствие основных особенностей радиационного баланса эмпирическим оценкам. По данным моделирования и аналитических оценок показано, что формирование глобального состояния термосферы по существу определяется соотношением параметров радиационного нагрева и стока тепла за счет молекулярной диффузии, а также условиями на нижней границе. На основе первичной идентификации модели по эмпирическим данным показано удовлетворительное воспроизведение термического баланса и особенностей общей циркуляции термосферы.
27.11.14 Никитин К.Д.
“МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЛИНЕЙНОГО МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ОБЪЕМОВ”
Аннотация. Рассматривается развитие нелинейной монотонной схемы конечных объемов и ее применение для моделей двух- и трехфазной фильтрации в пористой среде. Схема применима для полных анизотропных неоднородных тензоров проницаемости и произвольных расчетных сеток с многогранными ячейками.
Нелинейная схема сравнивается с традиционными линейными подходами: линейной двухточечной (TPFA) и многоточечной (MPFA-O) схемами дискретизации. Нелинейная схема демонстрирует ряд важных преимуществ по сравнению с традиционными подходами.
По сравнению с линейной TPFA, новая схема проявляет низкую чувствительность к искажениям расчетной сетки. Схема обеспечивает первый порядок точности по потокам в случае неортогональных сеток или полного анизотропного тензора проницаемости, в то время как традиционная линейная TPFA не обеспечивает аппроксимации. Вычислительная сложность нового метода незначительно выше, чем для традиционного TPFA.
По сравнению с MPFA, нелинейная схема позволяет получать более разреженные алгебраические системы и является более эффективной с вычислительной точки зрения. Более того, она является монотонной, т.е. сохраняет неотрицательность дискретного решения.
13.11.14 Глазунов А.В., Степаненко В.М.
“ВИХРЕРАЗРЕШАЮЩЕЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРАТИФИЦИРОВАННЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ НАД НЕОДНОРОДНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ, ИМИТИРУЮЩИМИ НЕБОЛЬШИЕ ЛЕСНЫЕ ОЗЕРА”
Аннотация. При помощи вихреразрешающей (LES) модели пограничного слоя атмосферы проведена серия расчетов турбулентных течений над неоднородными поверхностями, имитирующими небольшие лесные озера. Исследованы закономерности турбулентного обмена теплом и импульсом над такими объектами. Отмечена слабая чувствительность характеристик турбулентности над “озером” к термической стратификации. Рассматриваются вопросы репрезентативности натурных измерений турбулентных потоков методом ковариации вихревых пульсаций над такими объектами. При помощи лагранжева переноса большого (~10^9) количества трассеров реализован алгоритм определения поверхностного “футпринта” (области влияния) для потока скаляров, измеренного над горизонтально-неоднородной поверхностью. Обсуждаются допустимые упрощения, позволяющие уменьшить вычислительные затраты на перенос пассивных трассеров в LES-модели при существенном вкладе “подсеточной” турбулентности.
23.10.14 В.А.Щевьев
“РОЛЬ ПРИЛИВООБРАЗУЮЩИХ СИЛ В ОБРАЗОВАНИИ КРУПНОМАСШТАБНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ В ОКЕАНАХ И МОРЯХ”.
15.05.14 Крыленко И.Н. (Географический факультет МГУ)
Тема доклада: “ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА РЕК НА ОСНОВЕ СИНТЕЗА МОДЕЛЕЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА”.
Аннотация. В докладе будет представлен цикл методов исследования водного режима рек на основе моделей гидрометеорологического цикла, начиная от определяющих водный режим территории исходных метеорологических данных, полученных на основе глобальных и мезомасштабных моделей циркуляции атмосферы, через анализ процессов формирования стока на водосборе на основе модели формирования стока Ecomag, до поступления воды в речную сеть и исследования условий движения воды на конкретных участках речной сети на основе одномерных и двумерных гидродинамических моделей. Такой подход позволяет решить разноплановые гидрологические задачи, как в режиме краткосрочного прогноза, так и для разнообразных сценарных расчетов.
17.04.14 Чхетиани О.Г. (Институт физики атмосферы имени А.М.Обухова РАН)
“СПИРАЛЬНОСТЬ В АТМОСФЕРНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ”.
03.04.14 Струнин М.А. (Центральная аэрологическая обсерватория).
“ТУРБУЛЕНТНОСТЬ И ТУРБУЛЕНТНЫЙ ОБМЕН В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ НАД НЕОДНОРОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ”.
Аннотация. Приводятся результаты самолетных исследований пограничного слоя атмосферы (ПСА), развивающего над термически неоднородной поверхностью.
Самолетные наблюдения над Охотским морем в феврале 2000 г. проводились в воздушной массе, перемещающейся с холодной поверхности суши (-17 .. -20 С) на относительно теплую морскую поверхность (+4 ..+8 С). Изменения теплофизических свойств подстилающей поверхности вдоль линии измерения проходило от сплошного льда ко льду с трещинами и открытой воде. Оценена эволюция вертикальных профилей различных параметров вдоль доминирующего воздушного потока в ПСА и толщина пограничного слоя в зависимости от протяженности зоны развития слоя и структуры подстилающей поверхности. Впервые обнаружено возникновение прерывистого термического внутреннего пограничного слоя, когда устойчивые внутренние пограничные слои чередовались с конвективными.
Тщательно поставленные натурные самолётные эксперименты, проведенные в районе г. Якутска в апреле-июне 2000 г. и применение новых методов обработки и анализа данных позволили выявить две особенности развития конвективного пограничного слоя над поверхностью с термическими неоднородностями мезо-масштабных размеров. Обнаружено и представлено в явном виде развитие мезо-масштабного термического внутреннего пограничного слоя, который возникал при сильной неустойчивости слоя и наличии на поверхности холодного пятна с горизонтальными размерами более 10 км, распространялся на всю толщину конвективного пограничного слоя и радикально менял его структуру. Выявлена структура локальной бризовой циркуляции, появлявшейся в результате воздействия холодного пятна на поверхности, имевшего мезо-масштабные (10…15 км) горизонтальные размеры. Показано, что локальная циркуляция приводила к существенному перераспределению потоков внутри пограничного слоя. Определены условия образования и развития мезо-масштабного термического внутреннего пограничного слоя и локальной бризовой циркуляции.
Вновь разработанный метод раздельной параметризации позволил разделить движения в конвективном пограничном слое на турбулентную (с масштабами менее 2 км) и мезо-масштабную (от 2 до 20 км) части. На основе данного метода построены новые модели подобия неоднородного конвективного пограничного слоя для условий, когда ни одна из известных моделей параметризации не могла быть применена.
20.03.14 Кобельков Г.М. (мех-мат МГУ, ИВМ РАН)
“О МОДИФИКАЦИИ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ-СТОКСА”
Аннотация. Рассматривается модификация уравнений Навье-Стокса, заключающаяся в усилении оператора Лапласа только в первых двух уравнениях и только по горизонтальным переменным. Для модифицированной задачи доказано существование и единственность решения “в целом”. Это существенным образом усиливает известные результаты О.А.Ладыженской.
06.03.14 Курганский М.В. (Институт физики атмосферы имени А.М.Обухова)
“О ВЕРТИКАЛЬНОМ ПЕРЕНОСЕ ПЫЛИ В КОНВЕКТИВНО-НЕУСТОЙЧИВОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ”.
Аннотация. Предложена модель, которая объясняет функциональную зависимость плотности вертикального потока массы песка (пыли) Q в конвективном пограничном слое атмосферы от плотности числа конвективных элементов (включая вихри) N, скорости трения u* и вертикального (турбулентного) потока плавучести B. Показано, что поток Q пропорционален произведению корня квадратного из B на шестую степень u*. Этот результат не противоречит приведенным в литературе эмпирически найденным зависимостям Q(u*). Обсуждаются два метода экспериментального определения плотности N, когда вертикальный вынос пыли в основном определяется (земными и марсианскими) пыльными вихрями.
12.12.13 Репина И.А. (Институт физики атмосферы имени А.М.Обухова)
“ПУЛЬСАЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКОВ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ.  ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗО- И ЭНЕРГООБМЕНА НАД ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ”.   
Аннотация. В настоящее время не вызывает сомнения значение приповерхностного турбулентного обмена в динамике окружающей среды. В то же время аппаратура для микрометеорологических измерений становится более доступна, надежна и проста в использовании. Поэтому пульсационный метод (eddy-correlation, EC) все чаще используется как обычный инструмент для определения потоков импульса, тепла, влаги и других атмосферных субстанций. Особое развитие этот метод получил в связи с повышенным вниманием к углеродному обмену в приземном слое атмосферы.
Для наземных станций разработаны достаточно надежные методики измерения потоков, коррекций данных и соответствующее программное обеспечение. При этом, несмотря на комплексные эксперименты последних лет, морские измерения носят эпизодический характер. Это связано, прежде всего, со сложностью реализации метода в морских условиях, особенно с подвижных оснований судов и морских буев. Для правильного применения метода EC недостаточно просто посчитать ковариации измеренных микрометеорологических характеристик. Измеренные сигналы нуждаются в серьезной обработке с применением различных фильтров и коррекций. В докладе обсуждаются способы реализации EC метода в морских и наземных условиях. Дается обзор используемых коррекций и приближений. В качестве примера реализации метода приводятся результаты наблюдений энерго- и газообмена атмосферы и морской поверхности в прибрежной зоне Черного моря и в Арктике. Результаты наблюдений сравниваются с расчетами по балк-методам. Рассматриваются границы применимости различных теоретических методов расчета турбулентных потоков.
07.11.13 Елисеев А.В., Мохов И.И. (Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук)
“ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИРОДНЫХ ПОЖАРОВ В АНСАМБЛЕВЫХ ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ С КЛИМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛЬЮ ИФА РАН В XX-XXIII ВЕКАХ”.
17.10.13 Кобельков Г.М., Друца А.В. (Механико-математический факультет МГУ)
“О ЧИСЛЕННОМ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЙ ДИНАМИКИ МЕЛКОЙ ВОДЫ”.
Аннотация. Рассматриваются различные математические модели (линейные и нелинейные, с переменной глубиной, в сложных областях, в сферической и декартовой системах координат), описывающие динамику мелкой воды. Предложены численные методы решения рассматриваемых уравнений. Все методы протестированы на большом количестве примеров, что показывает их высокую эффективность.
03.10.13 В.М.Степаненко, Д.Г.Чечин (НИВЦ МГУ, Институт физики атмосферы РАН имени А.М.Обухова)
“СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЧИСЛЕННОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ”.
Аннотация. В докладе предлагается обзор ключевых текущих проблем численного прогноза погоды в Арктике. В частности, обсуждаются заключения экспертных групп воркшопа по полярным прогнозам, организованного ECMWF совместно с WWRP/THORPEX в Рединге (Англия, июнь 2013 г.). В соответствии с этими заключениями, основное внимание в докладе уделено параметризациям слоистообразной облачности, устойчиво стратифицированного приземного слоя, потоков энергии и импульса с неоднородной поверхности. Кроме того, рассматриваются некоторые аспекты численного прогноза интенсивных атмосферных циркуляций в высоких широтах.
16.05.13 А.Л.Бондаренко, В.С.Щевьев (Институт водных проблем РАН)
“ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ОКЕАНА, ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ ТЕПЛОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ”. Презентация
Аннотация. Тепловое взаимодействие океана и атмосферы происходит при наличии разности температуры поверхностного слоя воды океана и приводного слоя воздуха атмосферы. Чтобы существовал поток тепла между океаном и атмосферой, должны существовать механизмы, изменяющие температуру воздуха или воды контактной зоны океан – атмосфера. В основном это механизмы движения воды в вертикальном направлении, обеспечивающие поступление воды с температурой отличной от температуры контактной зоны океана и атмосферы. Считается, что это может быть турбулентность океанских течений или ветровых волн, подъём и опускание воды в ветровых апвеллингах и даунвеллингах, волны Лянгмюра. Эти механизмы взаимодействия не изучены и экспериментально не обоснованы. Автором выполнены исследования и установлено, что основным механизмом, обеспечивающим взаимодействие океана и атмосферы, являются вертикальные движения воды долгопериодных волн Россби. Эти волны определяют температурный режим вод океана и его поверхности, и через посредство потоков тепла участвуют во взаимодействии океана и атмосферы. На примере развития явления Эль-Ниньо – Ла-Нинья строго доказательно показано, что изменение температурного режима вод океана и его поверхности осуществляется в основном волнами Россби. Так же показано, что температура поверхности воды в фиксированной точке океана зависит от параметров волн Россби. Установлена зависимость температуры поверхности океана от параметров волн Россби, вертикальных движений воды с коэффициентом корреляции ~ 0,9. Это указывает на то, что изменения температурного режима вод океана определяется в основном волнами Россби, а прочие факторы оказывают крайне незначительное влияние.
28.03.13 Е.М. Гусев (Институт водных проблем РАН)
“ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ СУШИ С АТМОСФЕРОЙ SWAP И ЕЕ ПРИЛОЖЕНИЕ К РЕШЕНИЮ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ”.
14.03.13 Ю.Д.Реснянский, А.А.Зеленько (Гидрометцентр России)
“ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОГОДЫ И СОСТОЯНИЕ МОРСКОЙ СРЕДЫ – ВЗАИМОЗАВИСИМОСТЬ И ВЗАИМОВЛИЯНИЕ”.
Аннотация. Прогнозирование погоды в обычном понимании этого слова (т.е. оценка ожидаемого в будущем состояния атмосферы) и состояния морской среды (все чаще называемого океанской погодой) оказываются тесно взаимосвязанными вследствие того, что атмосфера и океан представляют собой, по сути, две части единой системы, тесно взаимодействующие друг с другом. Эволюция океана зависит от контактирующей с ним атмосферы, а атмосфера испытывает сильное влияние потоков энергии от океана. Неотъемлемой частью современных методов метеорологических прогнозов, начиная со средних сроков в несколько суток, и вплоть до оценок возможных изменений климата на протяжении десятилетий, являются те или иные способы учета характеристик океанских вод. Причем, чем длиннее рассматриваемые временные масштабы, тем более глубокие слои океанских вод оказываются вовлеченными во взаимодействие с атмосферными процессами. Наиболее полный учет обратных связей в системе океан–атмосфера осуществляется в совместных моделях атмосферы и океана, разработка которых ведется как для численного прогноза погоды, так и для изучения климатических изменений. В свою очередь, оценка состояния морской среды, невозможна без использования метеорологических данных. Подготовка информации, диагностической и прогностической, о меняющемся состоянии морской среды составляет задачу оперативной океанографии. Задачи оперативной океанографии решаются с помощью морских информационно-прогностических систем.
В докладе рассматриваются современные подходы к прогнозированию погоды и состояния морской среды. Сообщаются сведения о построении и основных компонентах морских информационно-прогностических систем. Приводятся примеры выходной продукции. Обсуждаются проблемы долгосрочных метеорологических прогнозов в контексте использования информации о состоянии океана.
21.02.13 М.В.Курганский (Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН)
“ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ВИХРЬ И СПИРАЛЬНОСТЬ ВО ВЛАЖНОЙ АТМОСФЕРЕ”. Презентация
Аннотация. Теорема Эртеля о вихрях и общее уравнение баланса спиральности поля скорости применяются к анализу (обратимых) адиабатических вихревых винтовых движений (ненасыщенного и насыщенного) влажного воздуха и уточняются условия спонтанного усиления (генерации) спиральности, имея в частности в виду возможные приложения к проблеме зарождения торнадо и водяных смерчей. Полученные результаты критически сопоставлены со случаем сухой атмосферы. Некоторым из уравнений дана форма механики Намбу, являющейся определенным обобщением гамильтоновой механики. Вкратце рассмотрен механизм роста спиральности за счет выделения скрытой теплоты при псевдоадиабатическом процессе во влажном воздухе, сопровождающемся выпадением сконденсированной влаги.
20.12.12 Гордов Е.П., Лыкосов В.Н., Крупчатников В.Н., Окладников И.Г., Титов А.Г., Шульгина Т.М. (Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН и Томский госуниверситет, gordov@scert.ru; НИВЦ МГУ и ИВМ РАН; СибНИГМИ)
“РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ WEB-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВЕННО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА В ОДНОЙ ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ КОНКРЕТНЫХ ПРИКЛАДНЫХ ОБЛАСТЯХ НАУК ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ”. Презентация
Аннотация. Современный уровень развития инструментов наблюдения за состоянием окружающей среды и климатических моделей, превращающихся в модели системы Земля высокого разрешения, приводит к непрерывному росту объемов данных, необходимых для мониторинга и прогнозирования хода сложных механизмов влияния меняющегося климата на состояние окружающей среды. Объемы хранилищ таких данных уже близки к петабайтному уровню, а по уровню затрат и энергопотреблению они уже становятся сравнимыми с крупными производствами, что делает невозможным продолжение исторически сложившейся обработки и анализа климатических данных «за рабочим столом» исследователя. Хотя в последнее время тематические хранилища данных снабжаются простейшими инструментами визуализации и анализа, эти средства могут только облегчить понимание состава и уровня соответствующего тематического архива.
Единственным ответом на этот вызов является создание междисциплинарных распределенных, обладающих ГИС-функциональностью, информационно-вычислительных веб-систем для обработки и анализа больших массивов пространственно-привязанных экологических, метеорологических и климатических данных. Наличие таких систем особенно важно для интегрированных междисциплинарных научных исследований в области климато-экологического мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды. Здесь, по сути, нужна специализированная программно-аппаратная инфраструктура, обеспечивающая доступ и комплексный анализ пространственно-привязанных геофизических данных метеонаблюдений, моделирования, данных дистанционного зондирования, а также результатов их обработки. Присущая исследованиям по окружающей среде распределенность и междисциплинарность требует обеспечения возможности оперативной работы с результатами, данными и моделями, полученными специалистами в смежных областях и территориально- удаленных организациях.
Кроме того, изменившаяся специфика наук об окружающей среде требует нового подхода к подготовке новых кадров. В науках об окружающей среде проблема подготовки научной смены обострена необходимостью освоения новых вычислительно-информационных технологий и навыков работы в распределенных междисциплинарных коллективах. Основой подготовки здесь должна служить создаваемая на базе современных информационно-телекоммуникационных технологий программная инфраструктура для информационно-вычислительной поддержки интегрированных научных исследований в области наук о Земле. Именно эти системы должны использоваться для обучения студентов и аспирантов соответствующих специальностей навыкам работы с современными моделями, результатами наблюдений и численного моделирования.
Сообщается о созданной, при поддержке ФЦП «Приоритеты», для решения этих задач программной основе для разработки программно-аппаратной платформы, обеспечивающей функционирование web-ориентированного производственно-исследовательского центра в одной или нескольких конкретных прикладных областях наук об окружающей среде. Разработка обеспечивает реализацию современных концепций web 2.0 (группы пользователей, форумы, wiki и др.), возможность доступа к прикладным моделям, базам данных, средствам визуализации (анимации), совместной разработки приложений распределенными коллективами, проведения научных исследований на основе этих приложений, а также организации обучения студентов и аспирантов.
Созданная на этой основе информационно-вычислительная веб-ГИС система Климат предоставляет возможность для вычислительной обработки и визуализации больших массивов геофизических данных через унифицированный веб-интерфейс. В нее включены: данные метеорологических наблюдений и глобального и регионального климатического моделирования, размещенные в высокопроизводительном распределенном хранилище данных, метеорологическая модель Weather Research and Forecasting (WRF) и глобальная модель промежуточной сложности «Planet Simulator».
Первые результаты использования веб-ГИС системы Климат для исследований современных климатических изменений в Сибири и для обучения студентов и аспирантов профильных специальностей уже показали ее эффективность. В частности, проведен анализ текущих региональных климатических изменений и их прогнозируемых на столетие тенденций (на примере Сибири) с использованием данных наблюдений и моделирования, и оценка динамики общего и экстремального поведения метеорологических величин в регионе; а также проведено исследование образовательного потенциала созданного ЭО Платформы и оценка возможности применения результатов НИР в образовательном процессе для обучения студентов и аспирантов
Разработанный экспериментальный образец (ЭО) программно-аппаратной Платформы, в целом, обеспечивает функционирование web-ориентированного производственно-исследовательского центра в области исследования изменений регионального климата и дает основу для организации обучения студентов и аспирантов по этому направлению. Полученные результаты создают основу для создания подобных систем для других тематических направлений, имеющих дело с обработкой и анализом пространственно-привязанных данных.
06.12.12 Д.Г.Чечин (Институт физики атмосферы РАН имени А.М.Обухова, Научно-исследовательский вычислительный центр МГУ
“ИДЕАЛИЗИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХОЛОДНЫХ ВТОРЖЕНИЙ В АРКТИКЕ”.
Аннотация. С помощью трехмерного численного моделирования с горизонтальным шагом сетки от 1.25 до 60 км исследована мезомасштабная изменчивость метеорологических параметров во время холодных вторжений (ХВ) в Арктике. Несмотря на идеализированную постановку задачи, результаты моделирования хорошо согласуются с данными наблюдений в проливе Фрама. Показано, что важной чертой ХВ является наличие низкоуровнего струйного течения ледового бриза (СТЛБ), скорость ветра внутри которого часто превосходит скорость крупномасштабного геострофического ветра. Численные эксперименты показали, что появление, амплитуда и горизонтальный масштаб СТЛБ L сильно зависят от внешних параметров и особенно от направления крупномасштабного потока по отношению к ориентации кромки льда. Рассмотрены некоторые аспекты физического механизма СТЛБ. В частности, показана определяющая роль бароклинности внутри атмосферного пограничного слоя, которая связана с его прогревом. Показано, что грубое пространственное разрешение приводит к недооценке амплитуды СТЛБ, а также турбулентных потоков тепла и импульса на поверхности океана. Занижение потоков тепла и импульса составляет в среднем 10-15% в области от кромки льда до 120-180 км вниз по потоку. Результаты экспериментов указывают на то, что для воспроизведения амплитуды СТЛБ с точностью 10% необходим горизонтальный шаг сетки менее L/7. Недооценка амплитуда СТЛБ и потоков тепла и импульса во время ХВ может иметь существенный эффект на тепловой баланс в районе кромки льда и на интенсивность перемешивания в верхнем слое океана, начало и протекание глубокой конвекции.
22.11.12 Е.В.Мортиков (Институт океанологии имени П.П.Ширшова РАН, НИВЦ МГУ)
“ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЛЬДА В СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ”.
Аннотация. В докладе рассматривается численное моделирование движения ледяного киля в двухслойной стратифицированной жидкости для условий, согласованных по числу Фруда с данными наблюдений в Северном Ледовитом океане. Для воспроизведения перемещения модели киля на прямоугольной сетке используется метод погруженной границы. Приводятся результаты расчета силы сопротивления для различных моделей ледяных килей в диапазоне чисел Фруда и сравнение с данными лабораторных экспериментов. Показано, что сила сопротивления в стратифицированной жидкости является нелинейной функцией числа Фруда и скорости движения киля и имеет выраженные точки минимума и максимума.
08.11.12 В.Н.Крыжов (Гидрометцентр России)
“ВЕРОЯТНОСТНЫЙ СЕЗОННЫЙ ПРОГНОЗ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН”. Презентация
Аннотация. В докладе приводятся результаты исследований низкочастотной изменчивости общей циркуляции атмосферы, направленных на повышение качества сезонных прогнозов большой заблаговременности для внетропических широт на основе усовершенствования методов интерпретации гидродинамических модельных прогнозов с учетом эмпирически установленных связей метеорологических величин. Анализируются связи зимней зональной циркуляции и метеорологических величин на ЕТР на различных временных масштабах. Показана связь ноябрьской температуры воздуха на ЕТР с фазой арктической осцилляции в предшествующую зиму, объясняющая понижение ноябрьской температуры воздуха 1970-х – 1990-х годов и последующее ее повышение. Продемонстрирована связь полярности зимнего индекса
арктической осцилляции с предшествующей октябрьской конфигурацией европейско-азиатской ветви арктического фронта. Анализируются методы вероятностной интерпретации мультимодельных ансамблевых сезонных прогнозов, в том числе метод глобального вероятностного мультимодельного прогноза на основе комплексации прогнозов моделей с неравными и непропорциональными размерами ансамблей в исторических и текущих прогнозах и регрессионный метод региональной детализации мульти- и одномодельных ансамблевых прогнозов с вероятностной интерпретацией на основе расчета суммарной неопределенности прогноза, связанной с погрешностями регрессии и разбросом ансамбля. Представлены методы детализации глобальных ансамблевых прогнозов атмосферного давления модели ПЛАВ Гидрометцентра России для расчета вероятностного прогноза зимней температуры воздуха на территории Северной Евразии.
25.10.12 А.В.Сетуха (НИВЦ МГУ), “РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ АЭРОДИНАМИКИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЯ ВИХРЕВЫМ МЕТОДОМ”.
Аннотация. В докладе излагается вариант вихревого метода расчета трехмерного отрывного обтекания тел в рамках модели идеальной несжимаемой жидкости. В этом методе поверхности обтекаемых тел аппроксимируются вихревыми слоями, интенсивности которых находятся численно из условия непротекания твердых поверхностей. Предполагается, что на заданных линиях происходит отрыв потока, в результате чего образуется вихревой след, развитие которого моделируется на основе уравнений переноса завихренности в идеальной жидкости. Особенностью варианта метода, развиваемого автором, является комбинированное использование замкнутых вихревых рамок и изолированных вихревых отрезков для аппроксимации вихревых структур, а также вычисление поля давлений на основе аналога интеграла Коши-Лагранжа для вихревых течений, предложенного Дынниковой Г.Я. Рассмотрено приложение данного подхода к задачам аэродинамики зданий и сооружений: производится анализ актуальных прикладных задач, иллюстрируются возможности их решения указанным методом.
11.10.12

Н.Е.Чубарова (Географический факультет МГУ), “ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ РАДИАЦИИ”.
Аннотация. Ультрафиолетовая (УФ) радиация оказывает значительное воздействие на природную среду и здоровье человека. В докладе показаны основные направления исследований УФ радиации. Обсуждаются результаты многолетних спутниковых и наземных измерений, включая данные наблюдений метеорологической обсерватории МГУ, а также результаты модельных расчетов. Показаны основные спектральные различия в действии разных атмосферных параметров на УФ радиацию по сравнению с их воздействием на радиацию в видимом спектральном диапазоне. В частности, показаны особенности ослабления УФ радиации дымовым аэрозолем. Представлены методы реконструкции УФ радиации и полученный по данным реконструкции характер многолетней изменчивости УФР. Обсуждается методика определения УФ ресурсов на основании данных расчетов биологически активной УФ радиации с использованием различных кривых биологического действия. Разработана уточненная классификация УФ ресурсов, на основании которой оцениваются естественные ареалы УФ недостаточности, избыточности и условий УФ оптимума для территории северной Евразии с разрешением 1 градус для различных сезонов года в реальных атмосферных условиях с учетом распределения аэрозоля, альбедо поверхности, общего содержания озона и эффективного облачного пропускания.

27.09.12 М.В. Курганский (Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН), “Простые модели спиральных вихрей в бароклинной атмосфере”.
Аннотация. Рассматриваются два различных асимптотических решения невязких уравнений Буссинеска с предписанным полем плавучести, которые описывают возможное обобщение классического вихря Рэнкина на случай бароклинной жидкости. В обоих случаях относительное распределение компонент скорости жидкости не меняется с высотой (гипотеза автомодельности). Первое вихревое решение демонстрирует монотонный рост с высотой радиуса вихревого ядра, который становится бесконечным на некоторой предельной высоте, и соответствующее ослабление вертикальной компоненты завихренности в ядре вихря. Второе решение схематизирует вихревое ядро как перевернутый конус (раскрывающийся кверху) с малой угловой апертурой. Эти идеализированные вихри «погружаются» в конвективно-неустойчивый атмосферный пограничный слой и полученные приближенные решения используются для определения максимальной тангенциальной скорости в вихре. Обе модели предсказывают существенно одну и ту же зависимость максимальной скорости ветра от «вращательного отношения» (отношения максимальной тангенциальной скорости к средней вертикальной скорости в основном восходящем потоке в ядре вихря). Где это применимо, детально проанализирован баланс спиральности в вихрях.
17.05.12 Г.М. Кобельков (мех-мат ф-т МГУ,  ИВМ РАН), О СУЩЕСТВОВАНИИ РЕШЕНИЯ “В ЦЕЛОМ” ДЛЯ УРАВНЕНИЙ ДИНАМИКИ ОКЕАНА”
Аннотация. Для системы уравнений в частных производных, описывающей крупномасштабную динамику океана, доказана теорема существования решения “в целом”. А именно, доказано, что для любого достаточно гладкого начального условия, любого коэффициента вязкости и любого интервала времени существует сильное решение в ограниченной области по пространству. При этом норма L_2 градиента решения непрерывна по времени.
12.04.12 В.М.Хан, Р.М.Вильфанд (ФГБУ, Гидрометцентр России)
Тема доклада: “РАЗВИТИЕ ОСНОВНЫХ БЛОКОВ МЕТОДОВ ДОЛГОСРОЧНОГО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ЕГО АДАПТАЦИЯ К ТРЕБОВАНИЯМ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ”
Аннотация. Работа посвящена исследованию определенного круга научных вопросов, возникающих в связи с общей задачей повышения надежности и эффективного использования долгосрочных метеорологических прогнозов (ДМП). Рассмотрена последовательность расчета и реализации прогноза, от отбора и подготовки входных данных до особенностей применения результатов прогнозирования к решению конкретных практических задач. Поскольку в настоящее время едва ли не главным информационным источником для подготовки ДМП служат реанализы, внимание уделено особенностям применения сеточных полей метеоэлементов (температура и влажность воздуха, характеристики снежного покрова) из различных существующих продуктов реанализов для решения задач ДМП, а также сопоставлению реанализов между собой и с данными наблюдений. Показано, что современные продукты реанализа на глобальных регулярных сетках, как правило, могут использоваться в качестве полей предикторов и входных данных гидродинамических моделей при долгосрочном прогнозировании. Однако применимость реанализов в этих целях меняется в широких пределах в зависимости от прогнозируемой величины, рассматриваемых масштабах изменчивости, географического региона и изобарической поверхности. Исследована связь долгосрочной предсказуемости с крупномасштабными характеристиками подстилающей поверхности (такими, как снежный покров) и циркуляционными факторами атмосферы (квазистационарная циркуляция, блокинги) и сделаны выводы о высоком прогностическом потенциале характеристик снежного покрова в Сибири и долгоживущих (более десяти дней) блокирующих антициклонов для задач ДМП. В ходе вычислительных экспериментов с отечественными глобальными гидродинамическими моделями (Гидрометцентра РФ/ИВМ РАН и ГГО) и зарубежными моделями, используемыми в работе Азиатско-Тихоокеанского Климатического центра обосновано улучшение качества долгосрочного прогнозирования при применении мультимодельного подхода. Также показано, в частности, что учет мастерства моделей весовыми коэффициентами как метод комплексации прогноза в настоящее время не приводит к значимому улучшению его успешности. Расширение возможностей и повышение эффективности решений задач энергетики и подразделений лесного хозяйства за счет более полного использования климатической информации продемонстрировано на практических разработках в данной работе. Внедрения ДМП в сфере теплоэнергетики реализована в виде методики оценки прогнозирования параметра ГСОП (градус-сутки отопительного периода), характеризующего потребность в отоплении и методики прогнозирования лесной пожарной опасности на долгие сроки c учетом прогностической информации моделей ПЛАВ (Россия) и СFS(США). Такой подход – адаптация прогностической климатической информации к нуждам пользователей – является одним из важных направлений на пути дальнейшего повышения качества климатического и прогностического обслуживания потребителей.
05.04.12 Ибраев Р.А. (ИВМ РАН), Калмыков В.В. (МГУ), Ушаков К.В. (ИО РАН), Хабеев Р.Н. (МГУ)
“ВИХРЕРАЗРЕШАЮЩАЯ 1/10 ГРАДУСА МОДЕЛЬ МИРОВОГО ОКЕАНА: ФИЗИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ”
22.03.12 А.Ю.Юрова (Гидрометцентр России, НИВЦ МГУ)
“ДИНАМИКА ПРОДУКТИВНОСТИ РИСОВЫХ ПОЛЕЙ И ЕЕ СВЯЗЬ С ЛОКАЛЬНЫМИ УСЛОВИЯМИ КЛИМАТА”.
Аннотация. В ходе работ в ФГБУ “Гидрометцентр России” были получены результаты, демонстрирующие, что источники влаги на поверхности, такие как болота, могут существенным образом менять температуру воздуха в регионе, где они занимают значительные площади. В Азиатско-Тихоокеанском секторе роль болот выполняют заливные рисовые поля, и в ходе данной работы исследовалась влияние локального охлаждения на продуктивность риса в Азии. Расчеты с помощью разработанной в Международном Институте Риса модели ORYZA продемонстрировали, что величина и даже знак трендов продуктивности риса могут меняться при условии, что температура воздуха модифицируется в соответствии с локальными особенностями, а не берется непосредственно из моделей общей циркуляции атмосферы грубого разрешения. Охлаждающий эффект рисовых полей следует, наряду с их биохимическим эффектом, учитывать при планировании землепользования в меняющихся условиях климата. Также исследовалась динамики затрат воды на орошения, как в терминах абсолютных величин водопотребления, так и по отношению к стоку рек и возобновляемым ресурсам грунтовых вод.
16.02.12 Н.С.Сидоренков (Гидрометцентр России), “ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ ДЕКАДНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА”.
24.11.11 Е.М.Володин (Институт вычислительной математики РАН), “МОДЕЛИ КЛИМАТА ИВМ РАН”.
Аннотация. Рассматриваются различные версии модели климата ИВМ РАН, в том числе INMCM3, которая участвовала в проекте CMIP3 в 2003-2004г., INMCM4, участвующая в проекте CMIP5, модель земной системы с включением химии атмосферы. Представлены результаты моделирования современного климата, его изменения в 19-21 веках под действием изменения внешних воздействий, в том числе геоинженерных, возможности модели в воспроизведении естественных колебаний климата. Обсуждаются принципы построения климатических моделей.
10.11.11 М.А.Толстых (Институт вычислительной математики РАН и Гидрометцентр России)
“ОСОБЕННОСТИ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ “ЧИСЛЕННЫЙ ПРОГНОЗ ПОГОДЫ С ЗАБЛАГОВРЕМЕННОСТЬЮ ОТ ДНЯ ДО СЕЗОНА”. 
Аннотация. В докладе приводится обзор современного состояния и планов развития глобальных моделей атмосферы, предназначенных для детерминистического прогноза погоды с заблаговременностью до недели и вероятностного прогноза месячных и сезонных
аномалий метеопараметров. Представлена глобальная полулагранжева модель атмосферы ПЛАВ, результаты ее применения для среднесрочных и сезонных прогнозов. Описывается совместная модель атмосферы и океана на основе модели ПЛАВ и сигма-модели океана ИВМ РАН. Показываются первые результаты применения совместной модели атмосферы и океана для исторических сезонных прогнозов.
13.10.11 М.В.Курганский (Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова РАН)
“СКОБКИ НАМБУ В ГИДРОМЕХАНИКЕ И МАГНИТНОЙ ГИДРОДИНАМИКЕ”
29.09.11 Н.Г. Яковлев (ИВМ РАН)
“ОСОБЕННОСТИ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ “ОКЕАН-ЛЕД” СЕВЕРНОГО ЛЕДОВИТОГО ОКЕАНА И ПРОБЛЕМЫ ЕЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ ЧИСЛЕННЫХ МОДЕЛЯХ
12.05.11 Гордов Е.П. (Сибирский центр климато-экологических исследований и образования, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томский филиал Института вычислительных технологий СО РАН)
“РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ СБОРА, ХРАНЕНИЯ И АНАЛИЗА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ”.
28.04.11 Агошков В.И., Залесный В.Б.  (ИВМ РАН)
“ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ И  ЗАДАЧИ ВАРИАЦИОННОЙ АССИМИЛЯЦИИ ДАННЫХ НАБЛЮДЕНИЙ  ДЛЯ СЛОЖНЫХ МОДЕЛЕЙ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ГИДРОДИНАМИКИ”.
14.04.11 Степаненко В.М. (НИВЦ МГУ, Географический ф-т МГУ)
“МОДЕЛИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ ДИНАМИКИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ”. Презентация
Аннотация. Доклад посвящен проблеме моделирования процессов углеродного цикла, происходящих в зоне вечной мерзлоты. Основное внимание уделено процессам, приводящим к эмиссии метана и динамике его в атмосфере. Поскольку развитие соответствующих моделей, основанных на явном воспроизведении упомянутых процессов, во многом определяется доступными для их верификации данными наблюдений, приведен краткий обзор существующих видов наблюдений. Среди видов наблюдений за динамикой парниковых газов особое внимание уделяется наземным контактным методам (метод камер, метод ковариации турбулентных пульсаций), а также технологиям восстановления атмосферных концентраций газов по спутниковым данным. В качестве основных естественных источников метана на подстилающей поверхности в зоне вечной мерзлоты рассматриваются болота, озера и газогидраты на дне морей Арктики. Рассмотрено состояние проблемы моделирования этих источников. Предложен новый подход к оценке суммарного потока газа (например, метана) с больших площадей подстилающей поверхности с привлечением данных спутниковых наблюдений и реанализа. Обсуждается развитие модели деятельного слоя суши с подробным описанием процессов углеродного цикла для климатических моделей сверхвысокого (1 – 10 км) пространственного разрешения.
24.03.11 Демченко П.Ф. (Институт физики атмосферы РАН), Кислов А.В. (МГУ, Географический факультет, кафедра метеорологии и климатологии)
Тема доклада: “СТОХАСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ: БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ” (презентация монографии).
Аннотация. Хаотическое поведение различных природных объектов исследуется с единых позиций. “Объекты” выбраны из геофизики. Таковыми считается и вся планета в целом, когда исследуется неравномерность ее вращения; и глобальная климатическая система, в случае изучения вариаций климата; это и озера – при анализе динамики уровней воды, и ледники – при исследовании вариаций их размеров; это деятельные слои суши и океана при исследовании колебаний влагозапасов почвы, изменчивости температуры и солености приповерхностных морских вод. В каждом случае авторы используют один и тот же аппарат стохастических дифференциальных уравнений и неравновесной статистической механики.
Для описания флуктуаций природных объектов будут рассматриваться не все существующие стохастические методы, а только связанные с применением теории броуновского движения. Основой для ее применения к природным объектам является возможность разделения совокупности флуктуаций их динамики на “быстрые” и “медленные”. Простейшим (но широко распространенным) примером математического аппарата является линейное уравнение Ланжевена. В случае, когда характерные времена собственной эволюции медленных и быстрых переменных не отличаются принципиально, дифференциальные уравнения Ланжевена трансформируются в интегро-дифференциальные обобщенные уравнения Ланжевена.
Для расчета изменчивости быстрой подсистемы с учетом низкочастотной изменчивости (инициированной быстрыми флуктуациями!) развиваются представления о эквивалентной стохастической системе.
10.03.11 М.В. Курганский (Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова)
“ИССЛЕДОВАНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ПЫЛЕВЫХ ВИХРЕЙ В ПУСТЫНЕ АТАКАМА”.
Аннотация. Доложены результаты двух экспедиционных исследований пылевых вихрей в пустыне Атакама в Южной Америке (20 град. ю.ш.), проведенных в 2009 году. Наблюдалось рекордно большое число пылевых вихрей, однако отмечена чувствительность числа вихрей к изменению локальных микрометеологических условий, особенно к средней скорости ветра. Обнаружена высокая корреляция между числом наблюденных пылевых вихрей и абсолютной величиной масштаба Обухова L, вычисляемой на основе метеорологических градиентных измерений, причем выявлена четкая тенденция к увеличению числа вихрей с уменьшением L. Найдены верхние критические значения масштаба Обухова L=20-30 м и средней скорости ветра на двухметровой высоте, V2m=8 м/сек, при превышении которых пылевые вихри не наблюдаются. Однако, нижнего критического значения скорости ветра V2m по нашим наблюдениям не существует. Представлены результаты “погони” за отдельными пылевыми вихрями, включая анализ инфракрасных изображений “перехваченных” вихрей с теплым вихревым ядром. Обсуждается применимость идеализированных гидродинамических моделей вихрей к анализу наблюденных атмосферных пылевых вихрей.
24.02.11 Г.С. Ривин (Гидрометцентр России; МГУ, Географический факультет)
“ОПЕРАТИВНАЯ СИСТЕМА МЕЗОМАСШТАБНОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ COSMO-RU”
Аннотация. В докладе предполагается дать описание оперативной системы краткосрочного прогноза погоды, включающей негидростатическую мезомасштабную модель атмосферы (область определения решения системы содержит территорию от границы Франции до Новосибирской области; сетка содержит 700 * 620 * 40 узлов, шаг сетки по горизонтали равен 7 км) и 7-уровенную модель процессов в почве. Предполагается также описать использованную систему координат, дать краткую информацию о динамическом и физическом блоках модели атмосферы, привести метод нахождения решения соответствующей конечно-разностной схемы, указать способ распараллеливания на суперкомпьтере с использованием 1024 процессорах для организации параллельных вычислений, привести оценки эффективности распараллеливания, результаты расчетов и качества прогнозов, обсудить планы на будущее.
10.02.11 С.И. Дубинский (Московский государственный строительный университет)
“ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ВЫСОТНЫЕ ЗДАНИЯ И КОМПЛЕКСЫ”.
09.12.10 О.Э. Мельник (НИИ механики МГУ),”МЕТОДЫ ГИДРОМЕХАНИКИ В ВУЛКАНОЛОГИИ”
Аннотация. В докладе будет дан обзор отечественных и зарубежных работ, применяющих методы механики сплошных сред к моделированию процессов в вулканических системах. Будут рассмотрены задачи течения магмы в канале вулкана при различных типах извержений, моделирование роста лавовых куполов и течения лавовых потоков, распространения пепловых туч в атмосфере.
25.11.10 В. Крупчатников (СибНИГМИ Росгидромета, ИВМиМГ СО РАН)
“ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ГЛОБАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ АТМОСФЕРЫ К ИЗМЕНЕНИЯМ КЛИМАТА. НАСТОЯЩЕЕ И ВОЗМОЖНОЕ БУДУЩЕЕ”
Аннотация. Рассматриваются изменения структуры циркуляции атмосферы в разные сезоны, которые происходят в последние десятилетия, а также их возможные изменения в будущем при различных сценариях динамики климата: – расширение ячейки Гадлея, связанное со сдвигом в направлении полюсов границ ячейки Гадлея (расширение зоны тропиков) и увеличением высоты тропопаузы; – сдвиг к полюсу струи западного ветра в средних широтах и усиление тенденции к преобладанию положительной фазы Арктических Колебаний/Северо-Атлантических Колебаний; – рост статической устойчивости в тропосфере.
11.11.10 И.К. Лурье (Географический факультет МГУ)
“ИННОВАЦИОННЫЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ, ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ И АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ”
21.10.10 А.В. Глазунов (ИВМ РАН, НИВЦ МГУ)
“ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СПЕКТРОВ МЕЛКОМАСШТАБНОЙ АТМОСФЕРНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ”
08.04.10 Э.В. Переходцева (Гидрометцентр России)
“РАЗВИТИЕ ОПЕРАТИВНЫХ ОБЪЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ШКВАЛОВ И СМЕРЧЕЙ ПО ТЕРРИТОРИИ РОССИИ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗА”.
25.03.10 А.В. Друца (Механико-математический факультет МГУ)
“МЕТОД КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ ДИНАМИКИ ПРИЛИВОВ”.
11.03.10 А.Ю. Юрова (Гидрометцентр России)
“ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ГИДРОЛОГИИ БОЛОТА В ПРОГНОЗЕ ПОГОДЫ И ОЦЕНКЕ УГЛЕРОДНОГО БАЛАНСА”
Аннотация. Часто встречающиеся в бореальной зоне и в особенности на территории Сибири болота существенно меняют влаго и теплообмен территории а также имеют специфический углеродный обмен. В докладе обсуждаются модификации сделанные в схеме поверхности глобальной полулагранжевой модели численнного прогноза погоды ПЛАВ с целью описания потоков тепла и влаги над заболоченными территориями. Представленны результаты, демонстрирующие, что удалось существенно уменьшить региональную ошибку прогноза приземной температуры за счет описания болот Сибири. Также в докладе обсуждается как может быть связан углеродный баланс с уровнем грунтовых вод на болоте.
25.02.10 Ю.В. Василевский (ИВМ РАН)
“КОНСЕРВАТИВНЫЕ И МОНОТОННЫЕ СХЕМЫ ДЛЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЗАДАЧ ПЕРЕНОСА В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ”.
Аннотация.  В докладе рассматриваются две численные схемы для моделирования переноса примеси в неоднородной пористой среде. Первая схема основана на методе расщепления по физическим процессам, вторая схема является полностью неявной. Обе схемы обеспечивают второй порядок аппроксимации, неотрицательность решения, малую диссипативность, и применимы к задачам с полными тензорами диффузии и сеткам с многогранными ячейками.
Ссылки:Василевский Ю.В., Капырин И.В. Две схемы расщепления для нестационарной задачи конвекции-диффузии на тетраэдральных сетках, ЖВМиМФ, 48(8), (2008). Lipnikov K., Svyatskiy D., Vassilevski Yu. A monotone finite volume method for advection-diffusion equations on unstructured polygonal meshes. J.Comp.Phys., 2010, to appear.
19.11.09 М.В. Сидорова (Географический факультет МГУ)
“ОЦЕНКА ВОЗМОЖНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ РЕЧНОГО СТОКА В XXI ВЕКЕ НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ РАВНИНЫ”
Аннотация. Работа посвящена исследованию возможных изменений стока под воздействием глобального антропогенно обусловленного потепления климата. При этом оценивается не только изменения годового стока рек, предпринята попытка оценить изменение внутригодового распределения стока (а конкретно – объема весеннего половодья) и характеристики межгодовой изменчивости стока – коэффициента вариации. Рассматривается территория Восточно-Европейской равнины, как наиболее пригодная для решения поставленных задач, поскольку применяемые методики апробируются непосредственно на наблюденных климатических данных. В качестве исходного материала использованы данные о климатических характеристиках на период XXI века по данным моделей общей циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО) Основным результатом проведенного исследования является фоновая оценка возможных изменений среднего многолетнего стока рек Восточно-Европейской равнины середине XXI века под влиянием антропогенного глобального потепления. За основу такой оценки принят сценарий антропогенной эмиссии парниковых газов и аэрозолей А2 (номенклатура IPCC – 2001), по которому предполагается повышение глобальной температуры воздуха к 2050 г. на 1,4?.
Рассмотрены данные расчетов по нескольким ансамблям моделей общей циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО) с точки зрения воспроизведения характеристик современного климата и межмодельного разброса прогнозных оценок.
Для прогноза использованы наиболее простые показатели изменения климатических условий формирования среднего многолетнего стока  – годовые суммы осадков и положительных температур воздуха в виде суммы среднемесячных значений, разработана эффективная методика их пересчета в гидрометрический сток.
Методика оценки коэффициента вариации речного стока успешно адаптирована для условий Восточно-Европейской равнины и применена для прогноза изменения характеристики в XXI веке. Выбраны оптимальные методические приемы (уравнения связи) для более точной оценки возможных изменений.
Разработан алгоритм пересчета ежедневных значений осадков и температур в объем водного эквивалента снежного покрова – SNEG2. Алгоритм успешно моделирует процесс снегонакопления и стаивания в течение холодного периода.
На основании полученных данных оценено возможное изменение объемов половодья с использованием разработанной для территории ВЕР методики.
05.11.09 И.Н. Коньшин (Вычислительный центр РАН)
“Параллельные методы решения систем линейных уравнений с симметричными положительно-определенными матрицами”
22.10.09 С.В Кузнецов (Институт проблем механики РАН), “Моделирование сейсмических волн и сейсмических барьеров”.
Аннотация. В докладе рассматриваются вопросы компьютерного моделирования распространения сейсмических волн и их взаимодействия с сейсмическими барьерами. Приводятся результаты численных расчетов, полученных с помощью программных комплексов Abaqus и Ansys/LS-Dyna. Рассматривается новый способ защиты от сейсмических волн на основе создания сейсмических барьеров.
08.10.09 Ю.В. Василевский (ИВМ РАН)
Тема доклада: “Консервативные и монотонные схемы для задачи фильтрации и переноса в пористых средах”
14.05.09 Н.С. Сидоренков  (Гидрометцентр России), “Лунно-солнечные приливы как дирижеры атмосферных процессов”.
09.04.09 Г.Н. Панин (Институт водных проблем РАН)
“РЕГИОНАЛЬНЫЕ (АРКТИКА, АНТАРКТИДА, КАСПИЙ) И ГЛОБАЛЬНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ХХ И ХХI СТОЛЕТИЯХ”
Аннотация. Анализ рядов изменения температуры в Арктике, Антарктиде, уровня Каспийского моря и  изменений угловой скорости вращения Земли (длительности суток) четко показывает их коррелированность. Это дает возможность предложить сценарий для флуктуаций температуры, накладываемых на общий рост, связанный с ростом концентрации парниковых газов. Развивается новый подход к описанию региональных и глобальных климатических изменений, базирующийся на композиции “парникового” и “ротационного” эффектов. Показано, что изменение длительности суток является индикатором климатических изменений на Земле, разработан сценарий климатических изменений в полярных зонах Земли в ХХI веке.
19.03.09 Дмитриев Е.В. (ИВМ РАН), “РАСПОЗНАВАНИЕ И ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ПО МНОГОСПЕКТРАЛЬНЫМ АЭРОКОСМИЧЕСКИМ ИЗОБРАЖЕНИЯМ”
Аннотация. Рассматривается задача распознавания объектов природно-техногенной сферы и восстановления количественных характеристик данных объектов для каждого элемента многоспектральных аэрокосмических изображений. Методика решения состоит в формировании базы данных полей уходящего солнечного излучения, регистрируемого аппаратурой дистанционного зондирования (ДЗ), которая затем используется для восстановления параметров наблюдаемых объектов. В процессе обработки изображений сначала производится классификация этих объектов с использованием многоспектральных данных, получаемых аппаратурой ДЗ, с выделением элементов разрешения, содержащих облачность, водоемы, почвогрунты, техногенные объекты и растительность. Процедура решения обратной задачи фактически сводится к поиску наилучшего соответствия между измеренными в каждом пикселе многоспектрального изображения значениями восходящего излучения и соответствующими величинами, полученными в результате решения прямой задачи. Разрабатываемая методика обеспечивает представление выходной информационной продукции в терминах количественных параметров состояния наблюдаемых объектов, с которыми имеют дело специалисты в области рационального природопользования в повседневной практике. Для практической реализации предлагаемых методов были использованы цифровые изображения, полученные с помощью аппаратуры MODIS и LANDSAT/ETM+.
05.03.09 Р. А. Ибраев (ИВМ РАН), “МОДЕЛЬ ВНУТРИГОДОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ И УРОВНЯ ВОД КАСПИЙСКОГО МОРЯ”
Аннотация. В докладе рассматривается модель гидродинамики внутреннего моря, в которой использованы современные численные методы решения трехмерных нелинейных уравнений геофизической гидродинамики. Значительное внимание уделяется анализу и обоснованию физической постановки задачи, математической формулировке модели, выбору оптимальной схемы решения уравнений модели. С использованием данных наблюдений и модельных результатов исследуются фундаментальные процессы сезонной изменчивости циркуляции и уровня вод моря. В докладе предпринята попытка ответить на следующие вопросы: Какова пространственно-временная изменчивость трехмерных течений Каспийского моря бассейнового и суб-бассейнового масштабов? Какие внешние и внутренние факторы определяют изменчивость термогидродинамики моря? Какова роль внутренних термогидродинамических процессов в изменчивости уровня моря?
19.02.09 Р. М. Вильфанд (Гидрометцентр России)
“Методы прогнозов погоды различной заблаговременности и предсказуемость метеорологических процессов”.
20.11.08 И. Г. Гранберг, Г. С. Голицын, А. В. Андронова, А. С. Емиленко, Б. В. Зудин, М. А. Иорданский, Е. Н. Кадыгров, Ф. А. Погарский, В. М. Пономарёв, О. Г. Чхетиани (Институт физики атмосферы РАН, Москва)
Тема доклада: “ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВЫНОСА ТОНКОДИСПЕРСНОГО АРИДНОГО АЭРОЗОЛЯ В ПУСТЫНЯХ КАЛМЫКИИ В 2002-2007 ГОДАХ”.
06.11.08 М. В. Глаголев (Факультет почвоведения МГУ), “Эмиссия метана: экспериментальные наблюдения и подходы к математическому моделированию”
Аннотация: В первой части доклада рассматриваются основные подходы к моделированию эмиссии метана из почв: сосредоточенные модели типа Cao, распределенные профильные модели типа Walter, а также модели, основанные на подробном учете микробиологических процессов цикла метана. Во второй части доклада (кратко) рассматриваются методы и (более подробно) основные результаты, полученные при измерениях эмиссии метана на территории Западной Сибири за последние 15 лет: типичные зависимости эмиссии от факторов внешней среды и характерные величины эмиссии для различных болотных микроландшафтов во всех природных зонах. Презентация
23.10.08 к.ф.-м.н. В. М. Степаненко (НИВЦ МГУ, Географический факультет МГУ)
“Параметризации гидрологических объектов суши в моделях климата и прогноза погоды” (обзор).
Аннотация: В докладе представлено современное состояние параметризации гидрологических объектов суши в моделях климата и прогноза погоды на основе авторских разработок, обзора публикаций и материалов рабочих семинаров по данной тематике, прошедших в сентябре 2008 г. в Санкт-Петербурге и Неваде (США). Рассмотрены перспективы дальнейшего развития моделей гидрологической системы суши для климатических задач.
09.10.08 ЕМ. Аржанов (Институт физики атмосферы РАН, Москва)
“МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ВОДЫ В ГРУНТЕ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА”.
15.05.08 Е. Е. Мачульская (НИВЦ МГУ, Гидрометцентр РФ)
“Физико-математическое моделирование процессов крупномасштабного взаимодействия атмосферы и криосферы”.
03.04.08

В. М. Степаненко (НИВЦ МГУ, Географический факультет МГУ)
“Численное моделирование турбулентного теплообмена в водоеме и на его границе с атмосферой”

21.02.08 Н. Г. Яковлев (ИВМ РАН, iakovlev@inm.ras.ru), Е. Л. Кочетков (Факультет ВМК МГУ, eugkoch_su@mail.ru)
“Численное решение задачи о трехмерной гидродинамике крупных рек, озер и водохранилищ”
07.02.08 А. В. Глазунов (ИВМ РАН, НИВЦ МГУ)
“Вихреразрешающее моделирование турбулентности с использованием локализованного смешанного динамического замыкания”.
06.12.07

А. В. Кислов, П. А. Торопов (Географический факультет МГУ, кафедра метеорологии и климатологии)
“Моделирование крупных трансгрессий и регрессий Черного и Каспийского морей в рамках климатических моделей”.

22.11.07 Д. В. Кулямин (МФТИ),
“Моделирование квазидвухлетних колебаний зонального ветра в экваториальной стратосфере. Малопараметрические модели”
В докладе рассматривается проблема воспроизведения климатическими моделями квазидвухлетних колебаний (КДК) зонального ветра в экваториальной стратосфере.
Несмотря на всю значимость КДК лишь немногие климатические модели в настоящее время способны воспроизводить это явление. Считается общепринятым, что в основе КДК зональной скорости в экваториальной стратосфере лежит нелинейное взаимодействие зонального потока и вертикально распространяющихся экваториальных волн.
В докладе рассмотрены механизмы возбуждения КДК и проанализированы полученные результаты для специально построенных упрощенных моделей, описывающих взаимодействие двух типов волн со средним потоком (для длинных планетарных волн модель предложена Р. Пламбом, а для коротких волн в основе модели лежит механизм обрушения, описываемый параметризацией, предложенной К. Хинсом). Показана возможность каждого из данных механизмов самостоятельно воспроизвести аналог КДК в упрощенной системе. Центральном результатом доклада является утверждение, что механизм обрушения коротких гравитационных волн самодостаточен для возбуждения колебаний зонального ветра. В докладе обсуждается полученная в численных экспериментах зависимость характеристик колебаний от параметров модели в обоих случаях (получена пропорциональность периода колебаний и основных волновых параметров для обоих типов волнового взаимодействия). На примере совместной модели показано, что ведущую роль в формировании периода и несимметрии восточной и западной фаз КДК играют планетарные волны, гравитационные же волны играют второстепенную роль, подкачивая недостающую энергию в колебательную систему. Выведены условия, необходимые для реализации КДК моделях общей циркуляции: высокое вертикальное разрешение для воспроизведения механизма взаимодействия длинных волн на критических уровнях, изменение волнового спектра и понижение влияния побочных процессов (вертикальных движений) на экваторе для механизма обрушения гравитационных волн.
08.11.07 Ю. Симонов (Географический факультет МГУ, кафедра гидрологии суши).
“Оценка возможных климатических изменений стока северных рек на основе моделирования процессов его формирования”
25.10.07 Крупчатников В. (Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск).
“Моделирование гидрологии поверхности с использованием модели климатической системы”.
04.10.07 Крыленко И. Н. (Географический факультет МГУ)
“Гидродинамические модели движения водных потоков и их практическое применение для участков рек.”
20.09.07 Лыкосов В.Н.
Тема доклада: “Гидрологические аспекты моделирования климата и его изменений.”
07.06.07 Фомин Б.А. (Институт Атомной Энергии им. Курчатова)
Тема доклада: “Новые параметризации газового поглощения солнечного излучения для радиационных алгоритмов атмосферных моделей.”
Тарасова Т.А. (Центр прогноза погоды и исследования климата (CPTEC/INPE), Бразилия, Институт Физики Атмосферы им. А.М. Обухова)
Тема доклада: “Использование новых параметризаций газового поглощения в радиационном алгоритме для моделей CLIRAD-SW.”
Новые параметризации газового поглощения солнечного излучения, предложенные в работе (Fomin and Correa, 2005) позволяют сократить количество псевдо монохроматических спектральных интервалов в радиационных алгоритмах моделей и уменьшить время расчетов потоков и притоков солнечного излучения при сохранении их высокой точности. В указанных параметризациях величина коэффициента поглощения в каждом однородном слое атмосферы зависит как от концентрации поглощающего вещества так и от количества этого вещества в напрвлении распространения прямого солнечного излучения. Использование этих параметризаций в радиационном алгоритме CLIRAD-SW, разработанном в NASA Goddard Space Flight Center (Chou and Suarez, 1999), позволяет сократить количество псевдо монохроматических интервалов в 2 раза и соответственно уменьшить время радиационных расчетов. Для использования в моделях прогноза погоды и климата мы предлагаем новую версию алгоритма CLIRAD-SW (Tarasova and Fomin, 2007), использующую параметризации (Fomin and Correa, 2005). Погрешности расчетов потоков и притоков солнечного излучения в безоблачной и облачной атмосфере с помощью нового алгоритма были оценены из сравнений с полинейными расчетами.
30.05.07 Степаненко Виктор Михайлович (НИВЦ МГУ) “Численное моделирование взаимодействия атмосферы с водоемами суши”
защита кандидатской диссертации по специальности 25.00.30 – метеорология, климатология, агрометеорология
Место: Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской федерации
Научный руководитель: чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. Лыкосов В.Н.
Официальные оппоненты: д.ф.-м.н. Г.С.Ривин, к.ф.-м.н. А.В.Елисеев
Ведущая организацич: Институт водных проблем РАН
24.05.07 И.П.Семёнова (Институт механики МГУ, ipse@imec.msu.ru), Л.Н.Слёзкин (Фил. ФГУП “ЦЭНКИ” НИИ прикладной механики им.В.И.Кузнецова, slezkin@list.ru)  переносится с 17.05 на 24.05!
Тема доклада: “Динамически равновесные формы и движение океанских мезомасштабных вихрей”
Получены точные гидродинамические решения для динамически равновесных форм океанских вихрей (линз средиземноморской воды и рингов океанских течений) на вращающейся Земле. Дано объяснение направления генерального движения этих вихрей в океане.
Натурные измерения свидетельствуют о существовании в океане на глубинах ~1 км мезомасштабных антициклонических вихрей, называемых “линзами”. Линзы имеют однородные или слабо стратифицированные по плотности ядра. Размеры ядер по горизонтали ~ 50 км и по вертикали ~500 м. Например, в Атлантике ядра линз содержат интрузионную средиземноморскую воду. Скорости жидкости в ядрах линз пропорциональны радиусу вращения и имеют порядок 0.3 м/с. Долгая жизнь линз (~3-10 лет), по нашему мнению, объясняется существованием их динамически равновесной замкнутой формы.
Решается следующая гидродинамическая задача. Однородная по плотности вращающаяся идеальная несжимаемая жидкость конечного объема погружена в стратифицированный океан, покоящийся относительно вращающейся Земли. Учитываются и вертикальная и горизонтальная проекции вектора угловой скорости вращения Земли. Строятся динамически равновесные формы поверхности раздела водных масс из условия равенства давлений на границе раздела. Поскольку характерный горизонтальный размер линзы много меньше радиуса Земли, кривизна Земли не учитывается, и рассмотрение проводится в касательном к Земле плоском слое стратифицированной жидкости в плоскопараллельном поле силы тяжести.
Определение динамически равновесных форм приповерхностных вихрей (рингов) проведено аналогично случаю линзы с учетом граничного условия на свободной поверхности (давление равно нулю). Фон предполагается линейно стратифицированным по плотности вплоть до свободной поверхности. При рассмотрении движения центров масс вихрей, учитывая их размеры и малые ускорения, вихри приближенно заменяются вращающимися плоскими пластинами с соответствующими наклонами. Движение твердого тела в идеальной стратифицированной жидкости на вращающейся Земле приводит к блокированию энергии возмущенного движения жидкости в конечной области, ограниченной радиусом Россби и высотой Россби. В результате такая пластина имеет большую присоединенную массу в направлении, перпендикулярном плоскости пластины. Приближенные уравнения горизонтальных движений центра масс на вращающейся Земле аналогичны уравнениям прецессионной теории гироскопов.
Оригинальность работы заключается в новой постановке задачи, позволившей получить точное гидродинамическое пространственное неосесимметричное решение. Вопрос о структуре разрыва касательных к поверхности раздела скоростей и плотности требует отдельного рассмотрения. Новым является учет горизонтальной проекции скорости вращения Земли, объясняющий наклоны вихрей, и объяснение с единых позиций генерального движения линз и рингов в океане.
Литература
1. Лавровский Э.К., Семёнова И.П., Слёзкин Л.Н., Фоминых В.В. Средиземноморские линзы – жидкие гироскопы в океане// Докл. АН. 2000.Т. 375. 1.С. 42-45.
2. Семёнова И.П., Слёзкин Л.Н. Динамически равновесная форма интрузионных вихревых образований в океане. Изв. АН. МЖГ. 2003. 5. С. 3-10.
3. И.П. Семёнова, Л.Н. Слёзкин. Динамически равновесные формы рингов океанских течений. Докл. АН. 2005.Т. 405. 3. С. 346-350.
15.03.07 Н. Г. Яковлев (ИВМ РАН), “Численное моделирование гидродинамики крупных водоемов с дрейфующим льдом”
15.02.07 В. М. Степаненко (НИВЦ МГУ, Географический факультет МГУ)
“Численное моделирование взаимодействия атмосферы с водоемами суши” (кандидатская диссертация)
21.12.06 И. В. Тросников, Е. С. Глебова (Географический факультет МГУ, Гидрометцентр РФ)
“Моделирование тропических циклонов с использованием мезомасштабной модели ЕТА”
16.11.06 Д. Ю. Гущина (Географический факультет МГУ).
“Применение квазиравновесной модели циркуляции тропической тропосферы для исследования  атмосферного отклика на явление Эль-Ниньо”
19.10.06 Д. Б. Киктев (Гидрометцентр РФ), М. А. Толстых (ИВМ РАН, Гидрометцентр РФ)
“Модель прогноза внутрисезонных аномалий климата атмосферы и результаты исторических сезонных прогнозов по данным реанализа NCEP/NCAR”
21.09.06 Н. А. Дианский, “Моделирование циркуляции океана с высоким пространственным
разрешением”
23.03.06 П.Ф. Демченко (ИФА РАН), “Применение методов статистической механики в задачах теории климата”.