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.

В работе по данным реанализа проводится исследование пространственно-временной изменчивости адвективного теплопереноса в атмосфере над океанами в Северном полушарии за период 1979-2018 гг. Максимальное увеличение интенсивности адвективного теплопереноса в начале ХХI века наблюдается в слое тропосферы 850-500 гПа в районах Тихого океана на их северной и южной границах. Получено, что области интенсивного выноса и притока тепла располагаются вблизи границ меридиональных ячеек циркуляции - в субтропических и субполярных круговоротах океанов соответственно. Межгодовая изменчивость теплопереноса в обоих океанах , как правило, обусловлена влиянием процессов атмосферной циркуляции. Изменение характеристик переноса внутри выявленных районов, в которых наблюдается дисбаланс адвекции тепла, позволяет говорить о возможном влиянии выноса тепла из этих регионов на возникновение аномалий температуры воздуха на прилегающих территориях.

В монографии представлено обобщение результатов разработки и использования полной нестационарной полуторамерной численной модели конвективного облака и её модификаций. Модель позволяет получать и интерпретировать данные о пространственно-временном распределении основных характеристик конвективных облаков. Разработаны разные версии модели, учитывающие такие процессы, как электризация и разделение зарядов, взаимодействие облачных и аэрозольных частиц, влияние конвективного облака на безопасность полетов др. Имеется версия модели, предназначенная для прогноза образования и развития конвективных облаков и связанных с ними опасных явлений. Наряду с моделями большой размерности, полуторамерные нестационарные модели являются эффективным инструментом для решения определенного круга фундаментальных и прикладных задач физики облаков. По сравнению с первым изданием, опубликованным в 2007 г., монография дополнена рядом новых материалов.

В монографии изложены достижения в области математического и численного моделирования нестационарного переноса загрязняющих примесей в пограничном слое атмосферы. Выполняется разработка вычислительных моделий и соответствующих эффективных алгоритмов для задач прогноза переноса и рассеяния аэрозолей, использующих оперативную информацию метеорологического характера.

Рассматриваются задачи математического моделирования влияния аэрозольных частиц и радиоактивных веществ на электрическое состояние атмосферы. Рассчитываются коэффициенты присоединения атмосферных ионов к аэрозольным частиц, даются оценки вклада радиоактивных веществ в интенсивность ионообразования в атмосфере. Приводятся методы расчета структуры электродного приземного слоя с учетом этих факторов в приближении классического и турбулентного электродного эффекта. Формулируется задача математического моделирования глобальной электрической цепи (ГЭС) в земной атмосфере с учетом различных генераторов. действующих в атмосфере. Приводятся оценки влияния аэрозольных частиц и радиоактивных вещество на основные параметры глобальной электрической цепи.Пособие может быть использовано студентами и аспирантами метеорологических и экологических специальностей.

Сборник включает тезисы докладов Юбилейной XXV Конференции (рабочей группы) "Аэрозоли Сибири". Обсуждаются результаты теоретических и экспериментальных исследований по следующим направлениям: оптические и микрофизические свойства аэрозоля; химия окружающей среды, аэрозольно-газовые связи, биота и ее влияние на атмосферные процессы; генерация, трансформация и сток аэрозоля; моделирование атмосферных процессов, аэрозоль и климат, антропогенный аэрозоль, методы и средства исследования аэрозоля. Для специалистов в области физики и оптики атмосферы, экологии и исследования загрязнений.