МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Приведена краткая информация о принципах создания и структуре природно-технологического комплекса Системы космического мониторинга северных регионов России для управления ее устойчивым и безопасным развитием.

Приведены средние многолетние данные (1930-2005 гг. ) об объемах вод местного формирования всех субъектов Центрального федерального округа России и показана их изменчивость во времени. С помощью метода периодичностей дан прогноз водных ресурсов местного формирования областей Центрального федерального округа на ближайшие 5-10 лет.

На основе анализа многолетней режимной гидрохимической и гидробиологической информации Государственной службы наблюдений на водных объектах Кольского Севера представлены результаты оценки состояния водных сообществ с учетом хронического характера загрязнения соединениями тяжелых металлов.

Предложено выражение для задания поля давления в идеализированном движущемся циклоне с учетом наличия холодного фронта, стадий углубления и заполнения циклона. Определены входящие в это выражение параметры, соответствующие наиболее интенсивному для акватории Балтийского моря циклону.

Проанализированы высотные, временные и широтные зависимости зонально-усредненной вертикальной скорости ветра за период с 1992 до 2006 г. по данным модели общей циркуляции атмосферы UKMO. Показано, что восходящая скорость ветра может обеспечить вертикальный подъем против силы тяжести достаточно крупных (до 3-5 мкм) аэрозольных частиц с плотностью до 1, 0-1, 5 г/см {3} в стратосфере и мезосфере.

Разработана модель гетерогенной нуклеации льда, основанная на предположении о квазистатическом распределении зародышей по размерам. При переходе системы в метастабильное состояние наиболее крупные из зародышей становятся жизнеспособными.

Рассматриваются основные принципы формирования специализированных массивов о наблюдавшихся опасных гидрометеорологических явлениях и неблагоприятных условиях погоды, а также опыт Росгидромета по стандартизации учета и отчетности последствий их воздействия. Приводится распределение суммарного числа случаев опасных гидрометеорологических явлений и неблагоприятных метеорологических явлений за 1991-2008 гг., вызвавших социальные и экономические потери.

В 2009 году исполнилось 60 лет директору Центральной аэрологической обсерватории Алексею Алексеевичу Иванову, одному из ведущих специалистов Росгидромета в области радиолокационных и аэрологических наблюдений атмосферы.

22 октября 2009 г. исполнилось 70 лет профессору, доктору физико-математических наук, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, руководителю лаборатории динамики верхней атмосферы Земли НПО "Тайфун" Юрию Петровичу Портнягину.

В 2008 г. исполнилось 50 лет направлению химия атмосферы, связанному с изучением физико-химических свойств примесей, находящихся в атмосфере в виде аэрозолей и газов, химических процессов, происходящих в ней, и химического состава атмосферных осадков.

В 2009 г. Приморское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды отмечает свой юбилей - 75 лет. В своей современной форме оно было организовано 15 февраля 1934 г., но история гидрометеорологической деятельности в Приморском крае насчитывает более 100 лет.

Институт был основан в 1919 г. по инициативе Академии наук России. Основные задачи его деятельности были сформулированы следующим образом: всестороннее изучение природных вод, разработка программ и методов гидрологических исследований и теоретических вопросов гидрологии, сбор и систематизация данных о водах страны с целью обеспечения ими народного хозяйства.

В июле 2009 г. стратосферный антициклон располагался вблизи полюса, и, продолжая усиливаться, во второй декаде месяца достиг максимальной интенсивности, но все же значение геопотенциала было примерно на 7-10 дам меньше климатической нормы. В течение третьей декады интенсивность антициклона несколько уменьшилась.

Европейская территория России. Средняя месячная температура в июле на большей части Южного федерального округа и на юге Центрального федерального округа была на 2{0} выше нормы. Дефицит осадков отмечался почти на всей территории южнее параллели 55{0} с. ш. Максимальное количество осадков выпало в Карелии (108 мм, или 168%).

Предложен новый метод определения дат устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха через определенные пороговые значения. Метод является оптимальным для выявления тенденций регулярных изменений во временных рядах дат устойчивого перехода через определенные пределы и продолжительности соответствующих периодов.

Рассматриваются четыре климатических архива в узлах регулярной сетки, построенные на основе интерполяции и модельного реанализа данных наблюдений. Оцениваются региональные различия полей температуры воздуха и осадков, приводится сравнение с данными наблюдений на 455 метеостанциях.

На основе многолетних исследований кислородного режима Можайского водохранилища и с помощью математического моделирования изучена зависимость скорости формирования аноксидной зоны в этом водохранилище от гидрометеорологических факторов. Эти факторы определяют степень стратификации водной массы и интенсивность протекания продукционно-деструкционных процессов, а соответственно и скорость развития аноксии.

Для оценки многолетней изменчивости термических свойств весеннего и осеннего сезонов разработана альтернативная модель выделения фактических переходных сезонов по временным интервалам между трехмесячными периодами с экстремальными значениями средней температуры. В рамках этой модели учитывается вероятностный характер распределения сроков начала переходных сезонов на календарной шкале года и их длительности.

На основе гидродинамической конечно-элементной модели выполнено исследование реакции уровенной поверхности и поля скорости волновых течений в Азовском море на изменение штормовых условий 14-16 ноября 1992 г., вызванных прохождением циклона.

Рассматривается модель гомогенной нуклеации. Она основана на представлении о том, что в материнской фазе формируется квазистатическое распределение зародышей новой фазы как результат действия механизмов их образования и разрушения.

Высказана гипотеза, что особенности подстилающей поверхности на территории крупных городов необходимо учитывать при моделировании циркуляции атмосферы, исследовании изменения климата и в численном прогнозе погоды. На основе анализа спутниковых снимков продемонстрировано, что масштабы изменения свойств подстилающей поверхности составляют сотни километров и исследования их влияния можно проводить с помощью крупномасштабной модели общей циркуляции атмосферы.

Предложен метод прогноза средней месячной аномалии температуры воздуха на три месяца скользящего сезона на основе статистического анализа специально подобранного к исходному сезону массива аналогичных процессов по ходу температуры. Массив аналогичных процессов использован для выявления наиболее повторяющихся значений аномалий температуры при группировке их по трем равновероятным градациям.

Проведено сравнение оценок средней квадратической ошибки и индекса потенциальной предсказуемости в экспериментах с наблюдаемыми аномалиями температуры поверхности океана (ТПО) и с "сохраняемыми" аномалиями ТПО. Полученные результаты указывают на возможный значимый сдвиг результатов сезонного прогнозирования в отдельных регионах при введении граничных условий по методу "сохранение", особенно в летний сезон для Т [850].

Описаны результаты натурного эксперимента по исследованию пропускания солнечного излучения в видимом диапазоне длин волн модельными аэрозольными средами, создаваемыми в нижней тропосфере с использованием генераторов, установленных на вертолете. Образующиеся аэрозольные частицы имеют показатель преломления и средний размер, близкие к характерным для природного стратосферного аэрозоля.

28 декабря 2008 г. исполнилось 50 лет аэрологической станции Оренбург. В 1958 г. на станции установили современный для того времени радиолокатор "Малахит". В 1976 г. перешли на радиозондирование локатором "Метеорит".

19 января 2009 г. исполнилось 75 лет Вениамину Александровичу Семенову, доктору географических наук, профессору, академику Международной академии проблем сохранения жизни и Российской академии сельскохозяйственных наук, ведущему научному сотруднику ГУ "ВНИИГМИ-МЦД".

За время работы в Институте мерзлотоведения им. П. И. Мельникова Мария Кузьминична Гаврилова занималась экспериментальными исследованиями микроклимата и теплового баланса в различных ландшафтах. Ею были организованы почти 50 стационаров, включая 10 круглогодичных. Наивысшим признанием заслуг М. К. Гавриловой является включение ее в число 2000 выдающихся интеллектов 21 в. (Англия, Кембридж, 2000 г. ).

6 октября 2008 г. в Гидрометцентре России состоялось расширенное заседание Ученого совета, посвященное памяти выдающегося ученого, первого директора Гидрометцентра, действительного члена Академии наук Узбекистана Виктора Антоновича Бугаева.

11 сентября 1988 г. состоялся первый полет самолета-метеолаборатории Ан-12 "Циклон" Третьей совместной летной экспедиции Центральной аэрологической обсерватории и НПО "Тайфун" Госкомгидромета и Национального метеорологического института Республики Куба в приближающийся к Кубе тропический ураган Джильберт.

Рассмотрены особенности и способы создания карт пространственного распределения корреляционной функции на примере зависимости зимнего стока и осенних осадков. Методом пространственной регрессии восстановлена карта стока.

Настоящая публикация освещает результаты оценки взаимосвязи сроков начала и максимума половодья с повторяемостью синоптических процессов над Атлантикой в зимние месяцы, характерными сроками изменений температуры в средней части бассейнов и характеристиками снежного покрова.

По результатам анализа материалов наблюдений около 100 гидрологических и метеорологических наблюдательных пунктов за среднемесячными расходами воды, температурой воздуха и суммами осадков установлено, что главную роль в формировании стока половодья (апрель-июнь) рек Восточного Кавказа играют осадки, выпавшие на их бассейны за зимний и весенний периоды.

Наибольшая интенсивность эмиссии наблюдается в осоко-сфагновом микроландшафте, а также на мочажинах грядово-мочажинного комплекса. Установлено, что при понижении уровня болотных вод на 30-35 см от поверхности болота интенсивность потока метана приближается к нулю.

На основе океанографических данных установлены значительные вариации характеристик промежуточных вод в верхнем течении Ойясио. Наиболее вероятной причиной, оказывающей существенное влияние на изменение характеристик Камчатского течения и верхнего течения Ойясио, является западный перенос теплой и соленой воды Аляскинского течения.

Анализируются связи между температурой воды и потоками скрытого тепла в зимний период в Северной Атлантике и циркуляцией атмосферы в последующие месяцы. В качестве характеристик циркуляции атмосферы используются месячный и суточный индексы североатлантического колебания.

На основе уравнения радиолокации в "слайдовом" приближении получено, что в общем случае неидеальной огибающей зондирующего импульса и непуассоновых мелкомасштабных флуктуаций концентрации частиц в радиолокационном объеме средняя мощность эхосигнала определяется эффективным количеством частиц и первыми тремя моментами функции распределения облачно-дождевых частиц по размерам.

На основе более точного учета в стандартном показателе Нестерова накопленного дефицита влаги разработан новый метод прогноза класса пожарной опасности на средние сроки. Для нахождения прогностических значений составляющих показателя степени пожароопасности использована физико-статистическая интерпретация гидродинамических прогнозов полей метеовеличин с привлечением прогнозов максимальной температуры воздуха и осадков на территории Новосибирской области по ранее разработанным схемам.

Рассматривается физико-статистический подход к прогнозу сильных шквалов на основе выходных данных региональной гидродинамической модели Гидрометцентра России. На основе многомерного дискриминантного анализа выбранных предикторов создано несколько методов прогноза сильных шквалов.

В мае 1858 г. были начаты метеорологические наблюдения при окружном казачьем училище. Методическое руководство наблюдениями на станции осуществлялось Главной физической обсерваторией. В летописях обсерватории помещались таблицы по результатам наблюдений на метеостанции Урюпинск.

За 100 лет работы метеостанции однородность рядов наблюдений не нарушалась, потому что переносы метеорологической площадки были на небольшие расстояния. Это позволило ввести станцию в состав реперной климатической сети. В настоящее время Верхний Баскунчак является станцией международного обмена и корреспондентом Всемирной метеорологической организации.

В стратосфере в июне 2008 г. продолжал усиливаться антициклон, сформировавшийся в мае. В течение всего месяца он оставался близким к норме и по положению, и по интенсивности. В экваториальной стратосфере происходило усиление западной фазы ветров квазидвухлетнего цикла. В средней тропосфере в высоких широтах отмечалась интенсивная циклоническая циркуляция.

Первый месяц календарного лета в центре, на северо-западе Европейской России, местами в правобережье Среднего Поволжья выдался относительно прохладным, величина отрицательной аномалии средней месячной температуры составила более 1{0} C. Осадки выпадали крайне неравномерно.

Излагается методика построения графиков изменения уровней воды по длине реки и ее использования для определения мест формирования заторов льда в реках, оценки максимальных заторных уровней и риска затопления территории на участках рек, не охваченных режимными гидрологическими наблюдениями.

Дана краткая характеристика нарушений сплошности льда (разрывов) в Арктическом бассейне. Отмечена их практическая значимость для судов, совершающих рейсы в этом регионе, и необходимость прогнозирования таких показателей, как преобладание ориентации разрывов, положение зон их образования и закрытия.

Расчет скорости ветра по пункту реализован как интерпретация результатов гидродинамического моделирования методом множественной регрессии. Априорные параметры модели: барический и термический градиенты, оператор Лапласа на стандартных изобарических поверхностях нижней и средней тропосферы и др., рассчитанные по данным реанализа.

Рассматривается зависимость характеристик энергообмена между морем и атмосферой в прибрежной зоне от направления ветра в приземном слое и на изобарической поверхности 500 гПа. Целью работы является также и оценка того, как на величину характеристик влияет направление воздушных потоков.

Практическая реализация алгоритма усвоения данных, основанного на фильтре Калмана, в полной постановке для современных прогностических моделей невозможна из-за высокой размерности возникающих при этом систем уравнений и нелинейности прогнозируемых процессов. Основным направлением в реализации фильтра Калмана является ансамблевый подход.

Изложены результаты численного моделирования 8 эпизодов интенсивной конвекции с помощью негидростатической модели WRF-ARW. Расчеты проведены на четырех вложенных сетках с горизонтальными шагами сеток 27, 9, 3 и 1 км. На первых двух сетках конвекция параметризовалась, а на двух последних моделировалась непосредственно.

Проанализированы изменения частоты появления форм атмосферной циркуляции W, E и C Г. Я. Вангенгейма и Z, M1 и M2 А. А. Гирса за более чем столетний период, которые характеризуют климатические условия на большей части Северного полушария.

25 августа 2008 г. исполнилось 70 лет ведущему российскому специалисту в области дистанционного зондирования, радиометеорологии и распространения радиоволн, заместителю директора Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова, директору филиала ГГО - Научно-исследовательского центра дистанционного зондирования атмосферы, заслуженному деятелю науки Российской Федерации и Кабардино-Балкарской Республики, профессору, доктору физико-математических наук, Георгию Георгиевичу Щукину.