В книге представлены материалы лекций по проблеме взаимодействия атмосферы и гидросферы, прочитанных во время Школы молодых ученых - международной конференции по вычислительно-информационным технологиям для наук об окружающей среде, проведенной в г. Петрозаводске с 25 августа по 5 сентября 2013 г. Лекции оформлены в виде отдельных глав учебного пособия, в которых рассматриваются такие проблемы, как роль океана в наблюдающейся и возможной климатической изменчивости; модели и методы, используемые в задачах крупномасштабного взаимодействия атмосферы и океана; проблема усвоения данных наблюдений в моделях циркуляции океана и морей; региональные и локальные аспекты взаимодействия атмосферы и гидросферы; вычислительно-информационные технологии для анализа климатических изменений. В заключительной главе представлены результаты, полученные участниками школы при выполнении практикума по моделированию изменений климата. Для специалистов в области наук о Земле, информатики и прикладной математики, аспирантов и студентов соответствующих вузов.

Обобщены результаты многолетних исследований в области математического моделирования планетарной тепловой радиации. Рассмотрены приближенные и точные методы расчета пропускания и тепловой радиации. Выполнена оптимизация эталонного метода расчета пропускания газовой среды. Рассмотрены смежные проблемы: моделирование процессов рассеяния радиации на аэрозольных и облачных частицах, строгие методы и так называемые "Эталонные расчеты" решений уравнений переноса атмосферной радиации, чувствительность моделей к вариациям метеоданных и содержаний газов. Приводятся обширные вычисления потоков коротковолновой и длинноволновой радиации. Развит новый подход построения параметрических моделей пропускания и радиации с использованием преобразования Лапласа и ортогональных экспоненциальных рядов. Выполнен анализ современных компьютерных моделей пропускания и радиации газовой среды. Получены модели для эталонных и приближенных расчетов потоков теплового излучения системы "атмосфера – подстилающая поверхность".