Получение знаний о том, как образовались Вселенная, галактики, Солнечная система, Земля - не только потребность, но и необходимое условие дальнейшего существования человека в современном мире. Расширять эти знания сегодня позволяет такой уникальный инструмент, как технологии космических исследований. Настоящая книга является попыткой собрать воедино и систематизировать результаты исследований окружающего мира с помощью таких технологий. Цель книги - сформировать условия для комплексного и глубокого понимания обществом задач, стоящих перед создателями новой ракетно-космической техники и специалистами, занятыми изучением природных процессов. Монография содержит научные факты, изложенные с использованием общедоступной терминологии, и более четырехсот красочных иллюстраций, облегчающих восприятие материала, в том числе фотографии, выполненные при помощи разнообразных космических средств. Авторы надеются, что издание будет полезно широкому кругу инженеров, сотрудникам академических институтов, преподавателям, аспирантов и студентов вузов, а также государственным и политическим деятелям, ответственным за принятие решений в области развития науки и техники.

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.

В предлагаемом тематическом сборнике представлены статьи, посвященные различным аспектам мониторинга, моделирования и прогноза параметров природной среды в Арктике. В сборник вошли результаты исследований, выполненных в лаборатории гидрометеорологии Арктики Гидрометцентра России в 2014-2016 гг. в рамках проекта гранта РНФ 14-37-00053. Обсуждаются современные проблемы долгосрочного прогнозирования и подходы к их решению на основе физико-статистических и гидродинамических (численных) методов. Особое внимание уделено описанию современных математических моделей процессов и явлений применительно к Арктическому региону. В отдельных статьях рассмотрены разработка новых расчетных и программных алгоритмов, опыт применения совместных моделей с высоким пространственным разрешением, результаты валидации моделей натурными данными.Сборник представляет интерес для специалистов в области прогнозирования и мониторинга окружающей среды в полярных регионах.