Большинство природных процессов стохастичны по своей природе и описываются распределениями вероятности и их моментами: средними, дисперсией, спектрами и более высокими моментами. Зачастую в определенных интервалах эмпирические распределения имеют степенную форму: законы мелкомасштабной турбулентности; распределения частота-энергия землетрясений, извержений вулканов, наводнений; спектр космических лучей и ряд других закономерностей. В книге предлагаются методы исследования подобных процессов, и на этой основе единым образом объясняются формы перечисленных выше распределений, причем для последних четырех процессов это сделано впервые, как и для целого ряда других. Излагаются необходимые основы теории вероятностей и стохастических процессов, теории подобия и размерностей, построение общих моделей для объяснения наблюдаемых результатов; это сформулированные автором «правила скорейшей реакции системы на внешние воздействия» и «случайные блуждания в пространстве импульсов». С этих общих позиций излагаются прежние результаты автора: теория подобия общей циркуляции планетных атмосфер, конвекция и турбулентность вращающихся жидкостей и многие другие; все иллюстрируется конкретными природными примерами. Из новых результатов также рассматривается энергетический цикл морского волнения, распространение примеси в поле случайных ветровых волн, некоторые количественные условия возникновения ураганов, проблемы эволюции галактик и их скоплений. Книга предназначена для широкого круга научных работников, студентов и аспирантов, интересующихся конкретными и общими природными закономерностями и методами их изучения и постижения.

В настоящей книге представлено современное состояние теории нелинейных колебаний и волн. С единой точки зрения рассматриваются колебательные и волновые процессы, как периодические, так и хаотические, в системах самой различной физической природы. Показано, что такие популярные и быстро развивающиеся в последние годы науки, как нелинейная динамика, теория солитонов и синергетика. которые часто изучаются независимо друг от друга, фактически являются составными частями теории колебаний и волн. На ряде примеров демонстрируется. что эта теория отражает наиболее общие законы природы, справедливые для систем, являющихся объектами изучения различных наук: физики, химии, биологии и т. д. Единство колебательных законов позволяет строить простые модели сложных систем, которые, в свою очередь, позволяют прояснить общие свойства изучаемых систем и предсказать их поведение в конкретных условиях. Кроме классических колебательных и волновых явлений в книге рассматриваются нетрадиционные проблем шумоиндуцированных колебаний и турбулентности. Книга предназначается для специалистов в области теории нелинейных колебаний и волн, научных работников и инженеров, чья деятельность связана с исследованием колебательных и волновых процессов; а также аспирантов и студентов старших курсов для углубленного изучения общих законов теории колебаний и волн и их приложений к конкретным системам.

Атласы временных вариаций - это сборники, где помещены фактические данные о протекании различных природных и социальных процессов, приводятся результаты обработки имеющихся временных рядов, дается их интерпритация. Материал представлен в основном в виде временных рядов и результатов их обработки при помощи спектрально-временного анализа. В Атласе приводятся и обосновываются идеи комплексного мониторинга - геодинамического, экологического, медицинского с целью оздоровления населения и улучшения социальной и демографической обстановки в России, выработке более правильной стратегии природопользования.

Рассматривается комплекс проблем, возникающих в природных объектах и водных средах под действием постоянных и низкочастотных магнитных полей. Обсуждается воздействие как естественных геомагнитных полей, так и искусственных на процессы переноса в водных электролитах, как в объеме, так и на поверхности раздела фаз. Значительное внимание уделено электромагнитной экологии. Описаны геофизические, биофизические явления, процессы моделирования различных природных явлений.Рассмотрена физика явлений на макро- и микроуровне. В основу книги положены собственные исследования автора и соавторов. Книга является продолжением предыдущих четырех монографий. Приведена информация об ученых, внесших личный вклад в различные проблемы, затрагиваемые в книге.Представляет интерес для специалистов в следующих областях: гидродинамика (в основном магнитогидродинамика и электрогидродинамика), геофизика, физика атмосферы, гравитационные и магнитные аномалии, биофизика, электрохимия (катодное осаждение металла и анодное растворение), влияние космических процессов на биосферу.Для широкого круга читателей различного уровня: специалистов, студентов, бакалавров, магистров, аспирантов различных специальностей, а также для школьных преподавателей физики в школах и колледжах.

Представлены статьи профессорско-преподавательского состава вузов и работников промышленных предприятий, посвященные проблемам интенсификации процессов нефтепереработки и нефтехимии, а также вопросам охраны окружающей среды. Предназначен для инженерно-технических работников предприятий, научно-исследовательских институтов нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, а также для преподавателей, аспирантов и студентов вузов.

Рассматриваются вопросы методологического сопровождения и методического обеспечения анализа рискоформирующих ситуаций в природопользовании на уровне региона. Представлены принципы и критерии оценки природных опасностей и рисков с учетом геосистемной ситуации, природно-климатических и социально-экономических условий территории. Приводятся сведения о разработке и применении методических подходов в комплексной оценке состояния природной среды и вероятности экологических и социально-экономических рисков. На примере таежных территорий Западной Сибири в границах Томской области выявляются динамика опасных ситуаций, их классификация, пространственная дифференциация и вероятности возникновения. Определяются особенности отраслевого подхода ( лесопользование, сельское хозяйство ) к оценке рисков природопользования, связанных с изменением природно-климатических условий территории. Представлен опыт ГИС-анализа и зонирования, примеры оценочного картографирования, в которых учитывается влияние опасных и неблагоприятных процессов на различные отрасли природопользования. Сделан вывод о том, что степень природно-климатического риска Томской области является повышенной.

Отражены результаты исследования гетерогенно-каталитических процесов, протекающих под давлением и связанных с технологией получения водорода, азотоводородной смеси, синтез-газа, метанола, окиси азота и серного ангидрида.Приведены методики моделирования и оптимизации химико-технологических процессов с использованием представленных кинетических данных. Рассчитана на научных и инженерно-технических работников химических специальностей.

Атласы временных вариаций - это сборники, где помещены фактические данные о протекании различных природных и социальных процессов, приводятся результаты обработки имеющихся временных рядов, дается их интерпритация. Материал представлен в основном в виде временных рядов и результатов их обработки при помощи спектрально-временного анализа. В Атласе приводятся и обосновываются идеи комплексного мониторинга - геодинамического, экологического, медицинского с целью оздоровления населения и улучшения социальной и демографической обстановки в России, выработке более правильной стратегии природопользования.

В книге собраны доклады ученых, известных в нашей стране и за рубежом, многие из которых являются непосредственными учениками академика Л. И. Седова, приглашенных на Всероссийскую конференцию, посвященную памяти Леонида Иванович Седова в связи со столетием со дня его рождения. Конференция проводилась в ноябре 2007 г. в Москве в Математическом институте им. В. А. Стеклова РАН. Книга содержит широкую тематику и отражает состояние отечественной науки в важнейшей оласти механики. Сборник посвящен исследованию ряда фундаментальных проблем, которые тесно связаны с тематикой научной деятельности Л. И. Седова. Среди них вопросы движения тонких оболочек с большими ускорениями, деформирования и разрушения наноматериалов, задачи описания процессов, сопровождающихся распространением ударных и детонационных волн в газах и пылегазовых средах, исследования по фильтрационным явлениям, включая эффекты при извержениях вулканов, течения с большими скоростями в аппаратах с учетом химических реакций и влияния магнитного и электрического полей, вопросы адекватного описания природных явлений, в частности распространения метеоритов в атмосфере, и многое другое. Ряд работ касается актуальных проблем устойчивости процессов в сплошной среде. Большое внимание в исследованиях уделяется моделированию с использованием современных вычислительных систем.

В монографии рассматриваются виды гидрометеорологических рисков, методы их мониторинга, оценки и прогноза. Подробно описываются климатические и гидрологические риски, методы их исследования и способы оценки, дан анализ и метод оценки техногенных рисков на примере аварийных разливов нефти. Книга предназначена для специалистов, занимающихся проблемами гидрометеорологической безопасности, аспирантов и студентов гидрометеорологических специальностей.

Монография посвящена проблемам моделирования климатических событий. Рассмотрены возможности создания информационной системы, позволяющей оценивать изменчивость характеристик экстремальных природных явлений, определять влияние на события внешних источников и строить прогностические модели. В работе большое внимание уделено созданию базы данных с использованием историко-архивных материалов. Предложенные модели позволяют решать задачи оценки ситуаций проявления суровых зим, паводков и половодий, засух для управления предприятиями агропромышленного комплекса, водохозяйственными и топливно-энергетическими объектами. Монография предназначена для специалистов по математическим и информационным технологиям, экономистам, климатологам и аспирантам, интересующимися проблемами воздействия природных явлений на хозяйственную деятельность человека.

Настоящая монография составлена на основе статей и выступлений, подготовленных в рамках научных мероприятий, посвященных 100-летию со дня рождения академика A.JI. Яншина, поддержанных РФФИ (проект № 11-05-06115 г). Ученые и специалисты ведущих научных институтов Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Кемерово и других регионов России рассмотрели глобальные проблемы экологии, вопросы оценки состояния окружающей среды и экологических последствий при экстремальных климатических ситуациях, вопросы разработки стратегии решения основных экологических проблем, крупных экологически значимых региональных проектов, проблемы экологии человека.

В этой книге затронуты вопросы взаимосвязи физико-химических явлений в окружающей среде с изменениями климата и экологической ситуации на Земле, что определяет междисциплинарность ее содержания. Показана важнейшая роль взаимодействий на межфазных границах минерал/вода в процессах формирования и выветривания горных пород, в миграции химических элементов и веществ. Многочисленные практические примеры реальных природных экосистем и регионов, а также предлагаемые задачи помогают лучше понять необходимость тщательного изучения физико-химического аспекта биогеохимических процессов на уровне наноразмерных структур, без чего невозможно создание глобальной сети экологического мониторинга. Книга не имеет аналогов по содержанию и предназначена для студентов, аспирантов и преподавателей разных специальностей: геология, биология, химия, физика, охрана окружающей среды, химические технологии, электротехника и нанотехнологии.

В сборнике помещены доклады участников конференции по фундаментальным и прикладным проблемам гидрогеохимии. Основное внимание уделено вопросам взаимодействия воды с горными породами и органическим веществом, изотопной и экологической гидрогеохимии, геохимии и формированию состава природных вод, геологическим процессам, связанным с деятельностью подземных вод, физико-химическому моделированию гидрогеохимических процессов, а также роли В. И. Вернадского, А. М. Овчинникова и А. И. Перельмана в развитии современной гидрогеохимии.

Учебное пособие знакомит с современными методами исследования природных объектов и геохимических процессов на основе принципов химической термодинамики. Приводятся основные понятия и законы термодинамики, описываются экспериментальные и расчетные методы получения термодинамических данных и влияние температуры и давления на состояние важнейших геохимических систем. Представлены современные методы расчета равновесного состава сложных геохимических систем и принципы численного моделирования на ЭВМ геохимических процессов. Даны примеры термодинамических моделей гидротермальных, экзогенных и космохимических процессов. Для студентов-геохимиков, специалистов, занимающихся вопросами применения химической термодинамики для исследований геохимических процессов.

Представлены материалы исследований динамики геофизических и гидрометеорологических процессов и их математического моделирования. Исследовано взаимодействие мощной радиоволны высокочастотного диапазона с ионосферой, включая возникающие при этом геофизические эффекты в системе литосфера - ионосфера - магнитосфера. Изучены особенности атмосферного распространения ударных волн, вызванных взрывными извержениями вулканов. Широко представлено направление, связанное с исследованием и учетом влияния неоднородного поля силы тяжести при математическом моделировании атмосферных процессов. Рассмотрен ряд вопросов атмосферного электричества. Приведен обзор существующих методов и технологий аэрозольного воздействия на метеорологические и климатические процессы. Выполнен анализ характеристик внетропических циклонов, исследована их роль в формировании теплоотдачи с поверхности океана в Северной Атлантике. Выполнено статистическое моделирование экстремальных атмосферных осадков для учета при оценке риска сильных наводнений и решении других задач. Для специалистов в области наук о Земле, экологии.

Монография представляет собой научное обобщение полученных в последние годы результатов исследования особенностей характера и изменчивости природных процессов Арктики, Антарктики, Атлантического и Тихого океанов. На многочисленных примерах показана большая степень взаимодействия природных процессов во всех этих регионах. Для более глубокого анализа природных процессов использованы материалы о космических ритмах; гравитационном поле Солнечной системы; влиянии орбитальных характеристик внешних планет (Юпитера, Сатурна и Урана), вносящих основной вклад в диссимметрию центра масс Солнечной системы. Все они влияют на изменение солнечной активности, расстояние Солнце—Земля, изменение скорости вращения Земли и колебание ее оси вращения. Полученные результаты подтвердили правоту космико-геофизической концепции климата и погоды и позволили (в силу строгости астрономических данных о будущем положении планет на орбитах) составить сценарий грядущих изменений природных процессов по Северной и Южной полярным областям. Из данных сценария вытекает, что в текущем веке нет оснований ожидать глобального потепления, а климат в полярных регионах будет меняться в пределах естественной ритмики Солнечной системы. К монографии прилагается календарный каталог естественных стадий однородного развития атмосферной циркуляции в циркумполярной зоне Северного полушария с 1949 по 2010 г. и графики изменений индекса высокоширотной зональности по каждому из 12 створов широтной зоны 60—80° с. ш. Работа рассчитана на специалистов, занимающихся динамической климатологией, долгосрочными прогнозами погоды и океанографией.

Представленная коллективная монография является фундаментальным обобщением научных представлений по целому ряду факторов, определяющих современные глобальные изменения природной среды, на основе использования обширной информации, накопившейся в разных науках о Земле и позволяющей рассмотреть развитие основных тенденций в современной эволюции природных процессов. Тома 3 и 4 этой книги являются продолжением серии публикаций о глобальных изменениях на поверхности Земли (см. тома 1 и 2 книги «Современные глобальные изменения природной среды», М.: Научный мир, 2006). В книге представлена широкая систематизация материалов по влиянию гелиокосмических, геофизических, тектонических и биологических факторов на развитие различных процессов во всех средах географической оболочки Земли. На большом фактическом материале показана нарастающая активность крупномасштабных геофизических процессов, определяющих развитие тектонической деятельности и вулканизма, изменение глобального климата и мирового водного баланса, нарастание интенсивности экстремальных природных явлений с одновременным усилением воздействий деятельности человека на развитие различных процессов на земной поверхности.

Дается систематическое изложение современной теории колебаний и волн. Первая часть представляет собой элементарное введение в теорию колебаний. Во второй части излагаются наиболее существенные понятия и методы теории нелинейных динамических систем. Третья часть посвящена волновым процессам в линейных и нелинейных системах. В комментариях и приложениях рассмотрены некоторые задачи распространения волн, взаимодействия излучения с веществом и другие задачи нелинейной динамики, а также приведены сведения справочного характера. Основное содержание книги дополнено некоторым количеством задач с подробными их решениями. Книга предназначена студентам, аспирантам и научным работникам, интересующимся теорией колебаний и ее приложениями.

В сборник включены статьи, посвященные методическим вопросам исследования химического состава нефтей и их компонентов различными инструментальными методами. Подробно рассмотрены новые и усовершенствованные методики исследования компонентов нефтей с помощью масс-спектрометрии, ЯМР-, ИК- и люминесцентной спектроскопии, нейтронно-активационного, атомно-адсорбционного и рентген-эмиссионного анализов. Обсуждаются возможности применения математической статистики при исследовании сложных смесей органических соединений. Описаны разработанные методики определения микроэлементов и гетероатомов. Книга рассчитана на специалистов, работающих в области исследования природных смесей, а также химии и переработки нефти.

Книга представляет собой введение в физику слабо ионизованной плазмы, сочетающее микроскопический и макроскопический подходы. Предназначена для студентов старших курсов физических и физико-технических факультетов, а также для научных работников, занимающихся динамикой высокотемпературного газа, физикой плазмы, проблемой МГД-преобразования энергии.

Курс отличается от существующих как по содержанию, так и по характеру изложения. Весь материал излагается на основе единого метода - теория неравновесного состояния служит стержнем всего курса. Это позволяет выявить внутреннюю связь явлений в простейших и самых сложных служащих основой общих и специальных курсов, а именно: теория неравновесных флуктуаций в нелинейных системах, кинетическая теория электромагнитных процессов, неравновесные фазовые переходы, кинетическая теория химически реагирующих систем. Для студентов старших курсов физических и радиофизических специальностей университетов, физико-технических и и инженерно-физических институтов, а также аспирантов соответствующих специальностей.

Обзор содержит наиболее значимые результаты работ российских ученых в области динамической метеорологии, выполненных в 2011-2014 гг. Он является частью Национального отчета России по метеорологии и атмосферным наукам, подготовленного для Международной ассоциации по метеорологии и атмосферным наукам (IAMAS). Отчет был рассмотрен и одобрена на XXVI Генеральной ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (IUGG). К обзору прилагается список основных публикаций российских ученых по динамической метеорологии за 2011-2014 гг.

В работе рассматривается многофакторное влияние ветровой активности на сферу лесопользования в южно-таежной зоне западной Сибири. Проведена оценка пространственного распределения повторяемости сильных ветров по лесозаготовительным сезонам года.

Можно ли создать формализованный аппарат термодинамики, в том числе и для самоорганизующихся систем, как раздала теоретической физики, соответствующий сегодняшнему пониманию протекающих неравновесных и нелинейных процессов в открытых системах с хаотической динамикой? В монографии излагаются проблемы математического и численного моделирования нелинейных процессов в открытых физико-химических локально-неравновесных системах с фазовыми переходами и самоорганизацией, которые ранее методами классической термодинамики не могли быть решены. Эти задачи на основе принципа локального неравновесия позволяют на феноменологическом уровне в рамках хаотической динамики описать возникновение и эволюцию гомо- и гетерофазных флуктуаций, ответственных за возникновение новых структур. Учитываются трудно формализуемые потери энергии, последействие и релаксация, которые приводят к бифуркационным явлениям, забыванию начальных условий и, как следствие, - необратимости. эффективность разработанного термодинамического подхода проверена на задачах в системах с процессами переноса энергии, массы, импульса и заряда при наличии источников и стоков, межфазного слоя с испарением и конденсацией, химическими реакциями и некоторых задачах нерегулярной динамики, включающих самоорганизацию, в биофизике и медицине. Книга может быть полезна как специалистам в области термодинамики сплошных сред, гидродинамики, синергетики, так и студенческой аудитории, в частности магистрам, специализирующимся в области термодинамик и реальных процессов.