МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Описана статистическая модель прогноза опасных явлений на примере сильных ветров и осадков. В качестве основного инструмента моделирования и предсказания явлений используется метод распознавания, основанный на прямой минимизации ошибок распознавания.

По данным реанализа исследуются антарктическое колебание и его связи с другими модами крупномасштабной циркуляции и колебаниями параметров климата. Приводятся оценки тенденций текущих изменений климата Антарктики. Рассматривается вопрос о правомерности использования данных реанализа в исследованиях климата и изменений климата Антарктики.

Климатология и долгопериодные изменения характеристик годового хода температуры воздуха над Европой исследованы в терминах амплитуд и фаз. Показано, что пространственное распределение амплитуд годового хода температуры воздуха хорошо отражает ослабление влияния Атлантического океана и усиление континентальности европейского климата в направлении с запада на восток.

Представлены результаты изучения условий выпадения замерзающих осадков в аэропорту Нижний Новгород по 20-летней выборке наземных наблюдений, данных радиозондирования и объективного анализа. Верхняя граница облаков оценивалась по данным радиозондирования. Найдено, что среднемесячная повторяемость замерзающих осадков, наблюдающихся с октября по февраль, не превышает 0, 44 процентов.

Использовался один из наиболее современных комплексов аппаратуры для исследований микрофизического строения облаков. Установлено, что облака состояли из нескольких слоев ограниченной горизонтальной протяженности. Преобладали кристаллы сферической формы. Обнаружено уменьшение их концентрации с уменьшением высоты.

Представлены радиолокационные характеристики облачности при шквале. Исследованы повторяемость максимальной высоты кучево-дождевой облачности при наличии шквала, высота нулевой изотермы, радиолокационная отражаемость на трех уровнях и максимальная отражаемость, комплексный критерий грозоопасности.

Рассматривается влияние туманов на оползневые процессы, которые являются прямыми поставщиками селевого материала. Представлены некоторые результаты расчетов по определению наиболее активной области спектра размеров частиц тумана, обусловливающих образование осадков.

На европейской территории России наблюдалось аномальное распределение температуры воздуха: на севере погода была теплее, на юге - холоднее обычной. Распределение количества осадков представлено на рисунке. В большинстве районов наблюдался дефицит осадков.

27 июля 2007 г. исполняется 80 лет ведущему ученому в области физики атмосферы и математического моделирования атмосферных процессов, заслуженному деятелю науки РФ, профессору, доктору физико-математических наук Игорю Леонидовичу Каролю.

4 июля 2007 г. исполнилось 100 лет со дня рождения Бориса Дмитриевича Успенского - одного из крупнейших советских ученых в области синоптической метеорологии, профессора, доктора физико-математических наук.

Особенностями температурного режима явилось то, что после колебаний температуры в первой и второй декадах в третьей декаде она повсеместно повысилась и установилась очень теплая погода: средняя суточная температура была на 5-10{0} C выше нормы.

Предложена простая аналитическая модель для расчета вертикальных движений, возникающих вследствие горизонтальной неоднородности коэффициента сопротивления.

Представлена разработанная одномерная термодинамическая модель эволюции торосистого образования. В рамках предложенной модели для характерных условий Арктического бассейна выполнен расчет относительных скоростей промерзания и таяния тороса в сравнении с ровным морским льдом.

Предложена модель перераспределения загрязняющих веществ в системе почва-атмосфера для случая локального загрязнения подстилающей поверхности. Вертикальная миграция загрязняющих веществ в почве описывается конвективно-диффузионным уравнением в сорбирующей среде в предположении о мгновенном установлении равновесия между фазами загрязняющих веществ в почве.

Противоградовая защита на основе ракетной технологии внесения реагента в облака функционирует в Республике Молдова более сорока лет. Приводятся концептуальные положения методики активного воздействия на градоопасные кучево-дождевые облака.

Обсуждаются результаты валидации модели регионального климата ГГО (МРК) с разрешением 50 км. Для задания боковых граничных условий использованы данные реанализа. Показано, что модель удовлетворительно воспроизводит поля давления на уровне моря и температуры для всех сезонов и в целом за год.

14 марта исполнилось 50 лет Николаю Александровичу Калинину - заведующему кафедрой метеорологии и охраны атмосферы Пермского государственного университета, доктору географических наук, профессору.

Средние значения общего содержания озона (ОСО) были ниже средних многолетних значений за 1974-1984 гг., хотя и не намного. В таблице приведены данные об аномальных отклонениях от нормы ежедневных значений ОСО.

Отмечены особенности температурного режима и атмосферной циркуляции в феврале. В ряде городов были перекрыты абсолютные максимумы температуры. Наиболее сильные осадки отмечались в первой половине месяца.

Предложен новый способ сбора сухих аэрозолей в приземном слое воздуха в лесных экосистемах. Приводятся результаты экспериментальной проверки эффективности новой методики.

Дана оценка агроклиматических ресурсов производства фундука. Представлена карта, характеризующая площади с разной влагообеспеченностью этой культуры.

Выполнен анализ результатов расчетов крупномасштабных математических моделей эволюции морского ледяного покрова. Особое внимание уделено формализации термического воздействия атмосферы на эволюцию ледяного покрова.

Детально рассмотрены в пространственной и временной последовательности синоптические, аэрологические, спутниковые и радиолокационные данные в связи с опасными для авиации явлениями погоды в Донбассе 22 августа 2006 г.

Рассматривается циклоническая и антициклоническая деятельность. Анализируются траектории перемещения барических образований разного генезиса и их повторяемость.

На основе обобщения эмпирических данных проведен диагноз климатических изменений в прошедшем столетии. Рассмотрено возмущающее воздействие межгодовой неравномерности угловой скорости вращения Земли на барическое поле, атмосферную циркуляцию и радиационный баланс климатической системы.

24 апреля 2007 г. исполнилось 100 лет со дня рождения крупнейшего российского актинометриста Юрия Дмитриевича Янишевского, который внес неоценимый вклад в создание отечественной актинометрической сети.

В ряде городов максимальная температура в отдельные дни достигала и превышала рекордные значения за всю историю метеорологических наблюдений. Небольшой снежный покров высотой 2-5 см образовался в большинстве районов лишь 20-22 января. Причиной столь теплого начала зимы стали особенности атмосферной циркуляции.

Обобщены результаты измерений pH на сети мониторинга загрязнения и закисления снежного покрова. Выявлены зоны наиболее частого проявления закисления снега.

Результаты исследований pH снежного покрова 2005 г. отличались от ранее полученных данных меньшими значениями кислотно-щелочного показателя. Синоптический анализ показал, что причиной кислотных осадков мог являться трансграничный перенос загрязняющих веществ из центральных районов Китая.

Рассчитаны эмпирические распределения осадки ровного льда разного возраста для начала осеннего сезона. Эмпирические распределения аппроксимированы аналитическими выражениями. Получены средние значения осадки ровного двухлетнего и многолетнего льда.

Приведено описание численной модели перераспределения сплоченности и толщины дрейфующего льда в осенний, зимний и весенний периоды. Представлены результаты авторских испытаний методики и оценка обеспеченности и эффективности метода на основе сравнения результатов расчета со средними многолетними данными и данными ледовых авиаразведок.

По данным новых высокоточных измерений потоков приходящей коротковолновой радиации рассчитаны ошибки существующих параметризаций коротковолновой радиации. Показано, что наибольшие ошибки наблюдаются при большом количестве облаков.

Предложены способы устранения систематических погрешностей измерения твердых осадков в арктических широтах для трех разных национальных методов измерения осадков в России, в США (на Аляске) и в Канаде. Особенности методов корректировки в этих странах обусловлены следующими причинами: различиями в конструкции приборов; различиями в методике наблюдений; различиями в климатических условиях; различиями в содержании архивов исходных данных.

На основе климатических данных и данных реанализа проведены оценки вклада тропических циклонов (ТЦ) в потоки тепла, влаги, импульса и механической энергии ветра над морями. Отмечено значительное динамическое воздействие ТЦ на верхний слой воды, при котором поток механической энергии ветра превышает фоновые среднемесячные значения в 10 раз и более.

Излагается алгоритм решения уравнений гидродинамики, описывающих структуру поля ветра в тайфуне. Особенность алгоритма - решается переопределенная система уравнений: по заданным радиальным профилям давления и вертикального компонента скорости определяются компоненты горизонтальной скорости.

Имеются многочисленные примеры глобального значения полярных проблем. Например, полярный лед образует эффективные термальные шапки, играющие жизненно важную роль для поддержания глобальной океанической циркуляции. Кроме того, полярным регионам отводится первоначальная роль в определении глобальной климатической системы.

В ряде городов Европейской России максимальная температура в отдельные дни достигала и превышала рекордные значения за всю историю метеорологических наблюдений. Причиной столь теплого начала зимы стала своеобразная атмосферная циркуляция.

Целью работы является определение источника твердых аэрозольных частиц (пыли), которые визуально фиксируются в слоях 142-метрового ледникового керна в седловине горы Белуха.

Согласно данным измерений зимой 2004/05 там в нижней стратосфере достаточно часто отмечались мощные аэрозольные слои, которые эпизодически удавалось наблюдать как перламутровые облака. В ноябре 2004 года полярные стратосферные облака наблюдались при температуре стратосферы, которая была значительно выше той, при которой возможна конденсация частиц этих облаков.

Целью работы являлось получение характеристик максимально возможных отклонений направления ветра в пределах отрезков времени, характерных для переноса выбросов загрязняющих веществ на расстояние порядка 10 км от источника, которые позволили бы проводить оценки угловых размеров зоны возможного заражения.

Приводятся результаты измерений общей концентрации и спектра размеров аэрозольных частиц, концентрации ледяных ядер и облачных ядер конденсации. Показано, что двухмесячный период антициклональной погоды привел к увеличению в 1, 5 раза средней счетной концентрации аэрозоля в Подмосковье.

Анализируются разные способы оценки изменений пожароопасной обстановки, связанных с изменением климата. Привлечены данные о климате, основанные на стандартных наблюдениях и на расчетных характеристиках, полученных с помощью моделей общей циркуляции атмосферы и океана.

Рассматривается метод долгосрочного прогноза сглаженного хода температуры в течение месяца в пунктах на территории России с нулевой заблаговременностью. Описывается процедура поиска оптимальных предикторов и регрессионно-аналоговая схема прогноза.

Михаил Яковлевич Антоновский - известный математик, ведущий специалист по применению математических методов к проблемам климата и экологии, крупный научный организатор. Сферы его научных интересов: топология, математическое моделирование, статистический анализ данных мониторинга в приложениях к проблеме динамики био- и экосистем, антропогенного влияния на климатическую систему и мониторинга глобальных климатических изменений.

В 2006 году в отличие от нескольких предшествующих лет, весенняя антарктическая озоновая аномалия (ВАОА) оказалась неожиданно большой. На рисунке приведены ее основные характеристики (максимальная площадь, минимальное значение общего содержания озона в ней и общий дефицит озона за время существования ВАОА).

Отмечены особенности температурного режима ноября. На рисунках представлены аномалии средней месячной температуры воздуха и месячного количества осадков.

Представлены результаты исследования пространственно-временной неоднородности городского острова тепла над городом. Обозначился новый этап в исследованиях особенностей городского климата.

За прошедшее столетие приземная среднегодовая температура воздуха здесь увеличилась на 1, 3 {o} С. Минимальное потепление отмечается в восточной части бассейна (0. 6 {o} С), максимальное - в западной (1, 7 - 2, 5 {o} С). На фоне интенсивного потепления за последние 30 лет выявлено уменьшение годовых сумм осадков.

Результаты наблюдений показали, что облака в большинстве случаев двигались в основном прямолинейно с некоторым смещением вправо. Слияние ячеек могло существенно изменить траекторию движения облака в отдельных случаях.

Анализируются пространственно-временные изменения аэрозольной оптической толщины вертикального столба атмосферы. По измеренным значениям потока прямой солнечной радиации и влажности у поверхности земли оценена спектральная аэрозольная оптическая толщина атмосферы.