В книге излагаются базовые основы построения математических моделей при решении задач физики климатической системы, приводятся методы их конечномерной аппроксимации и возникающие при этом основные численные алгоритмы, обсуждаются суперкомпьютерные технологии численной реализации моделей. В качестве иллюстрации изложенных подходов рассматриваются: задача моделирования течения вязкой несжимаемой жидкости в областях сложной конфигурации, проблема вихреразрешающего воспроизведения динамики геофизических пограничных слоев, задача моделирования региональных особенностей атмосферной циркуляции, проблема воспроизведения современного климата и оценки его возможных в будущем изменений. Книга рассчитана на специалистов в области наук о климатической системе Земли.

Монография содержит оригинальные результаты фундаментальных исследований по комплексной проблеме «Распространение оптических волн в атмосфере». Рассмотрены основные принципы дистанционных методов измерения скорости в газовых потоках. Представлены результаты разработки и экспериментальной апробации методов оценки турбулентных характеристик из измерений скорости ветра с помощью 2- и 10,6-мкм лидаров. Изложены актуальные вопросы теории видения. Приведены результаты исследований коррекции искажений оптического излучения за счет турбулентной атмосферы. Описаны наиболее характерные ситуации в атмосфере, когда необходимо учитывать нелинейно-оптические эффекты при распространении лазерного излучения. Представлены результаты расчетов распространения мощного лазерного излучения на протяженной трассе в стратосфере в условиях проявления эффекта вынужденного комбинационного рассеяния. Излагаются результаты многолетних экспериментальных исследований свойств атмосферной турбулентности в анизотропном пограничном слое. Обсуждается применение лидаров белого света для зондирования атмосферы. Книга предназначена для специалистов, работающих в области оптики и физики атмосферы, будет полезна аспирантам и студентам вузов.

В монографии на базе исследований авторов впервые дается последовательное изложение теории и методов доплеровского лидарного ветрового зондирования атмосферы и обобщаются результаты экспериментальных исследований ветровой турбулентности и вихревых структур с использованием когерентных доплеровских лидаров (КДЛ). Рассматривается вся совокупность факторов, определяющих функционирование КДЛ в турбулентной атмосфере, начиная от формирования когерентно детектируемого эхосигнала лидара до точности и границ применимости разработанных авторами методов оценивания ветра и параметров турбулентности и вихрей из лидарных данных. Представлены методы оценивания ветра, параметров атмосферной турбулентности и самолетных вихрей верифицированы в многочисленных компьютерных и атмосферных экспериментах и формируют современную научную технологию обработки данных когерентных ветровых лидаров. На основе многочисленных экспериментов проводится анализ эффективности использования КДЛ для изучения динамических процессов в атмосфере, турбулентности пограничного слоя атмосферы и эволюции самолетных вихрей под воздействием различных факторов. Для специалистов по лазерному зондированию атмосферы, атмосферной турбулентности, авиабезопасности, ветровым лидарам, распространению оптических волн в атмосфере, студентов и аспирантов соответствующих специальностей.