Метеорология. Климатология

В учебно-методическом пособии представлены данные по существующей климатической политике стран и городов, а также методы и технологии адаптации урбанизированных территорий к последствиям изменения климата.

В статье проведен анализ отражены результаты исследований отечественных и зарубежных авторов по отрицательному воздействию черного углерода на окружающую среду. Предложены к использованию принципы «зеленой логистики» для снижения отрицательного воздействия результатов экономической деятельности человека на климат Земли.

В диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук приведены результаты исследования источников поступления и процессов переноса радионуклидов в приземной атмосфере промышленных городов (на примере г. Ростова-на-Дону). Впервые на современном уровне осуществлен многолетний цикл мониторинга радиоактивности приземного слоя атмосферы крупного промышленного центра на основе систематического контроля гамма-излучающих радионуклидов в атмосферных аэрозолях и в выпадениях на земную поверхность. Установлены корреляции объемной активности 7Be с солнечной активностью (числами Вольфа) и с основными метеорологическими характеристиками для особых физико-географических и климатических условий г. Ростова-на-Дону. Диссертационная работа выполнена в рамках тематического плана НИИ физики при Южном Федеральном Университете.

Выходит с января 1965 г. Публикуются оригинальные и обзорные статьи по всем аспектам теоретических, модельных и экспериментальных работ по физике атмосферы и океана. Журнал является рецензируемым и входит в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней.

Холодный климат Магаданской области, расположенной на Северо-Востоке России, оказывает негативное влияние на социально-экономическое развитие региона. Регион характеризуется тяжелыми условиями труда и проживания, большими трудностями ведения сельского хозяйства, ограниченными сроками морской и речной навигации, значительными затратами на обогрев помещений и промышленного оборудования и пр. Цель работы – анализ изменений некоторых климатических характеристик на территории Магаданской области в холодное время года: продолжительности зимнего периода (сезон, когда средне- суточные температуры воздуха стабильно ниже 0 °С) и отопительного периода (часть года со среднесуточной температурой воздуха ниже 8 °С), индекса жесткости погоды Сайпла–Пассела в январе, который учитывает не только температуру воздуха, но и скорость ветра. В работе использованы данные наблюдений за температурой воздуха и скоростью ветра в четырех пунктах с различными типами климата: резко континентальным и морским. Были рассчитаны ежегодные продолжительности отопительного и зимнего периодов 1951–2010 годов. По полученным рядам вычислены скользящие 30-летние средние, которые были названы условными нормами. Ежегодные значения индекса Сайпла–Пассела рассчитывались с 1961 года, т. к. с этого года имеются данные о скорости ветра. Поэтому ряды условных норм индекса начинаются с 1990 года. Исследование показало, что в рассматриваемой области продолжительности зимнего и отопительного периодов уменьшились на 5-8 дней, значения январского индекса жесткости погоды Сайпла–Пассела заметно снизились, следовательно, смягчились погодные условия для работы и отдыха человека на открытом воздухе. Получены формулы, по которым можно подсчитать условные нормы рассматриваемых климатических характеристик при различных сценариях повышения среднегодовой температуры воздуха в XXI веке. Современные изменения климата в холодное время года должны благоприятно сказаться на общем развитии Магаданской области.

Кароль Игорь Леонидович родился 27 июля 1927 г. в Ленинграде. Специалист в области теории и моделирования глобального климата и химии атмосферы. Доктор физико-математических наук, профессор. Работает в Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. Премия имени М. И. Будыко присуждена в 2008 г. за цикл работ, посвященных проблеме глобальных изменений климата и исследования по изучению изменений газового и аэрозольного состава атмосферы.

Рассмотрен случай развития кучево-дождевого облака в юго-западной части Саудовской Аравии с очень большой интенсивностью осадков. Высота верхней границы облака достигала 14 км, а радиолокационная отражаемость достигала 60 дБZ. Выполнено сравнение дистанционных методов измерений интенсивности осадков из исследованного облака - радиолокационного и спутникового ИК-радиометрического.

Приведены результаты измерения концентрации озона с помощью спектрофотометра СФМ-2 со спутника "Метеор-3М" № 1. Описан алгоритм восстановления вертикального распределения концентрации озона на высоте 35—80 км.

Описано программное средство, выполненное в технологии ГИС "Метео", предназначенное для оперативного построения карт изэнтропического анализа. На примере конкретного случая - неожиданно сильного снегопада в Московском регионе 7 декабря 2009 г. - проведено исследование атмосферных процессов. По данным наблюдений осадки имели конвективный характер, хотя наличия конвективной неустойчивости обнаружено не было.

Рассмотрены подходы к оценке областей дополнительных наблюдений для повышения точности анализа и прогноза в процедуре усвоения данных. Предлагается методика планирования сети наблюдений, использующая ансамблевый фильтр Калмана. Приводятся результаты численных экспериментов по оценке свойств алгоритма с моделью, основанной на баротропном квазигеострофическом уравнении вихря.

Исследуется влияние способа параметризации потока метана с территории водно-болотных угодий Сибири на результаты модельных оценок, выполненных с привлечением одномерной модели теплопередачи в грунтах. В качестве входных данных этой модели используются результаты расчета региональной климатической модели ГГО.

Представлены результаты совместных расчетов по метеорологической модели WRF ARW и химико-транспортной модели CHIMERE как основы современной системы оценки и прогноза качества воздуха. Детализированная прогностическая информация о состоянии атмосферы, подготавливаемая WRF ARW, использована в модели CHIMERE для описания процессов переноса, химической трансформации и осаждения примесей.

С помощью критерия согласия Пирсона показано, что скорость ветра на протяжении большей части периода наблюдений подчиняется нормальному закону распределения. Наибольшие отклонения от нормального закона приурочены к периодам существования интенсивных крупномасштабных аномалий в системе океан-атмосфера. Выявлена значительная перемежаемость не только синоптических, но и более низкочастотных внутримесячных флуктуаций скорости ветра с типичными периодами 10-15 суток.

Проанализировано изменение характеристик кучево-дождевого облака вследствие его слияния с фидерными облаками на основе исследования развития долгоживущего кучево-дождевого облака в Саудовской Аравии 4 июля 2008 г. Выполнено также численное моделирование развития кучево-дождевого облака с использованием нестационарной полуторамерной модели.

Первостепенная роль в становлении метеорологических исследований в Уфимской и Оренбургской губерниях принадлежит Казанскому университету, при поддержке которого была создана метеорологическая сеть и многие станции были снабжены необходимыми инструментами.

Описана методика оценки статистической структуры ошибок краткосрочного прогноза поля температуры в пограничном слое атмосферы для целей объективного анализа. Численные эксперименты по оценке ковариаций ошибок прогноза проводились для модели WRF. Проведены сравнительные эксперименты по оценке влияния характера устойчивости в пограничном слое атмосферы на изменчивость вертикальных и трехмерных ковариаций.

Представлены результаты совместных российско-норвежских актинометрических наблюдений. Основная цель - сравнить показания стандартных российских и зарубежных средств измерений, используемых для регистрации коротковолновой солнечной радиации в полярных регионах.

Рассматриваются возможности использования интегрального индекса циркуляции Петросянца-Гущиной применительно к задаче синоптического анализа в низких широтах. По данным реанализа за 1950-2002 гг. отдельно для событий Эль-Ниньо и Ла-Ниньо с помощью рассчитанных индексов построены композиционные модели синоптических ситуаций, приведших к формированию экстремальных условий в погоде и климате над Тихим океаном.

Представлены характеристики турбулентности, измеренные в приземном слое над реальной подстилающей поверхностью. Измерения проводились на уровне 3 и 16 м с помощью современных акустических анемометров, при этом на нижнем уровне они дублировались. Получен суточный ход потоков температуры и скорости трения.

Проанализированы временные изменения числа дней с сильными осадками по данным 93 станций. При расчетах использовались временные ряды осадков, скорректированных путем устранения основных систематических погрешностей их измерения на уровне их суточных сумм. За пороговый количественный критерий, определяющий понятие "день с сильными осадками", принята суточная сумма осадков, втрое превышающая средний многолетний суточный максимум осадков.

Информационно-справочная система включает в себя совокупность данных многолетних наблюдений и обобщенных результатов исследований ледовитости Берингова, Охотского и Японского морей, представленных в виде табличных, графических и текстовых материалов. Она состоит из информационного блока, электронного атласа, архива данных наблюдений и пользовательских программных средств для работы в среде Интернет.

На основе 18-летнего ряда радиозондовых данных рассчитаны и проанализированы характеристики термической тропопаузы. Изучена сезонная и межгодовая изменчивость значений высоты и температуры тропопаузы, а также относительной влажности и скорости ветра на этом уровне.

Представлено сравнение результатов измерений концентрации приземного озона в двух мегаполисах - Москве и Киеве. Временной ход концентрации озона и температуры в обоих городах близок по форме и характерен для среднезагрязненных равнинных станций. В обоих мегаполисах в сезонной изменчивости концентрации озона наблюдаются два максимума - весной и летом, в течение суток - обычный максимум концентрации озона (примерно через 2-3 ч после местного полудня) и ночной, характерный для крупных городов.

Исследован характер холодных полугодий в умеренных широтах Азии по данным с 1917 по 2008 гг. На основе использования сезонных ритмов внутри холодного полугодия разработаны схемы транзитивных прогнозов разных характеристик его термической структуры: продолжительности всего холодного периода и предвесенья, сроков окончания самого холодного периода зимы.

На основе 10-летних наблюдений проанализированы особенности годовых и суточных изменений вертикального градиента показателя преломления g [n] и его среднего квадратического отклонения в нижнем 900-метровом слое атмосферы.

Описан первый этап работ по совмещению модели регионального гидродинамического прогноза метеорологических полей и программного пакета прогноза радиационной обстановки "Нострадамус" для оперативного прогноза распространения радиоактивного выброса на десятки и сотни километров. Приведены результаты экспериментов с разными параметризациями пограничного слоя.

Основная область научных интересов Ивана Евгеньевича Фролова - морское ледоведение, полярная метеорология, океанология и климатология. Он является ведущим специалистом в области изучения гидрометеорологического, в первую очередь, ледовогидрологического режима Северного Ледовитого океана и его морей.

20 февраля 2009 г. исполнилось 70 лет директору Государственного гидрологического института (ГГИ), профессору, заслуженному деятелю науки РФ, члену редколлегии журнала "Метеорология и гидрология" Игорю Алексеевичу Шикломанову.

Исследованы возможности оценки эмиссии метана от крупномасштабных антропогенных источников - месторождений природного газа - на основе измерений концентрации метана в пограничном слое атмосферы и численного моделирования его распространения в атмосфере.

Представлены результаты анализа развития наковальни кучево-дождевого облака с высотой верхней границы более 18 км, наблюдавшегося в Центральной Индии. Минимальная измеренная со спутника температура воздуха на уровне верхней границы облака оказалась -105{0}С. Скорость увеличения высоты верхней границы облака составила в среднем 0, 5 м/с. Площадь наковальни по спутниковым данным достигала 3675 км{2}.

Представлены результаты верификации и отдельные результаты расчетов, полученных по региональной аэрозольной модели ЕМЕП. Получено удовлетворительное согласие расчетных концентраций взвешенных частиц с диаметром менее 10 (ВЧ 10) и 2, 5 мкм (ВЧ 2, 5) и их химического состава с данными наблюдений в разных частях Европы.

Проанализированы результаты численных экспериментов по модели Института вычислительной математики РАН, направленных на выявление изменчивости глобальной циркуляции атмосферы при изменении содержания диоксида углерода. Рассмотрена изменчивость муссонной циркуляции при задании разных сценариев содержания диоксида углерода в модельной атмосфере.

Приводятся результаты статистического анализа изменений режима осадков в степной и предгорной климатических зонах центральной части Северного Кавказа по данным 5 метеостанций о количестве осадков, их суточном максимуме, числе дней с осадками 5 мм и более в разные сезоны года.

Приведены описание устройства и принцип действия разработанной авторами ловушки аэрозольного материала. Представлены первые результаты натурных исследований вертикальных потоков аэрозолей на водную поверхность Вислинского залива.

Приводятся оценки новой базы ECOCLIMAP с точки зрения успешности краткосрочных гидродинамических прогнозов погоды по модели HIRLAM для территории Восточной Африки (Танзания). Оценки получены путем включения базы данных ECOCLIMAP в прогностическую систему HIRLAM и проведения численных экспериментов.

Рассматривается способ пространственно-временной детализации приземной температуры воздуха, полученной по модели общей циркуляции атмосферы Гидрометцентра России, на ограниченной территории путем использования комплекса моделей атмосферного пограничного слоя и тепловодобалансовой модели подстилающей поверхности. Последняя детально описывает все основные процессы тепло- и влагообмена на подстилающей поверхности, внутри почвы и растительности.

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.

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

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.

Представлены результаты измерений интенсивности и накопленного количества жидких осадков с помощью автоматического челночного плювиографа. Приведено описание конструкции, алгоритма обработки данных и методика калибровки датчика.

Основной задачей статьи является исследование особенностей динамики кучево-дождевого облака в условиях очень большого запаса энергии неустойчивости в атмосфере, анализ результатов численного моделирования облака и физический анализ изменений в характеристиках облака после воздействия.

По данным 23 станций рассмотрены изменения характеристик скорости ветра (средней годовой скорости ветра, повторяемостей штилей и скоростей ветра по градациям). Показано, что на подавляющем большинстве станций скорость ветра уменьшилась, особенно значительно во внутриматериковых районах.

Сессия оценила последние достижения в различных областях атмосферных наук и рассмотрела отчет группы экспертов по обновлению заявления Комиссии о влиянии антропогенного изменения климата на тропические циклоны.

Приводятся результаты полугодовой серии измерений концентрации и спектра по пересыщениям облачных ядер конденсации. Установлены среднемесячные концентрации ядер и значения параметров распределения их по пересыщениям для разных месяцев.

Исследуется динамика глаза тропического циклона (ТЦ). Предлагается вариант объяснения причины, обусловливающей изменение диаметра глаза ТЦ, на основе результатов, полученных с помощью лабораторной модели воздушного интенсивного конвективного вихря влажного типа.

Оцениваются различные методы интерполяции, используемые в современных ГИС. Даются рекомендации о наиболее предпочтительных методах для построения климатических карт.

Анализируются возможности применения метода последовательных спектров для анализа среднемесячных значений температуры.

Изложена биография Иосифа Генриховича Грингофа, который начал свой трудовой путь инженером-агрометеорологом, затем работал в должности начальника Управления гидрометслужбы Узбекистана. В 1990 г. он защитил докторскую диссертацию.

Использована типизация атмосферной циркуляции с учетом траекторий циклонов и антициклонов, полученная на 50-летнем ряде наблюдений.

Рассмотрены особенности генерирования ансамблей для разных сроков прогноза. Дана простая формализация построения ансамблей на основе уравнения неавтономной динамической системы.