В монографии приводятся принципы построения и численной реализации модели общей циркуляции океана, разработанной в Институте вычислительной математики (ИВМ) РАН. В настоящее время это единственная модель данного типа, способная адекватно воспроизводить циркуляцию Мирового океана при расчетах на большие времена. Проведено объединение моделей общей циркуляции атмосферы и океана в совместную климатическую модель. Выполнены исследования формирования циркуляции океана и его отклика на короткопериодные и долгопериодные атмосферные воздействия. Получен ряд важных выводов об особенностях формирования циркуляции океана и прогноза климатического состояния совместной системы атмосфера-океан. Разработанная модель океана может применяться для решения различных научных и практических задач, связанных с моделированием циркуляции Мирового океана и его отдельных акваторий. Монография будет полезна специалистам в области общей циркуляции океана и атмосферы, климатологии, а также студентам и аспирантам.

Монография посвящена североатлантическому колебанию (САК), которое является одной из важнейших характеристик крупномасштабной циркуляции атмосферы в северном полушарии. Исследуется роль атмосферных синоптических процессов и параметров океана в формировании и эволюции той или иной фазы САК. Обсуждаются вопросы влияния САК на погоду и климат в регионе Северная Атлантика - Европа, а также на различные поля в океане. Для специалистов в области физики атмосферы и океана, преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Излагаются результаты статистического анализа современных изменений климата пограничного слоя атмосферы над территорией Сибирского региона, проведенного на основе данных о температуре и влажности воздуха. Рассмотрены особенности тридцатилетних (с 1981 по 2010 г.) изменений фоновых (среднегодовых и среднесезонных) характеристик и параметров изменчивости температуры и влажности воздуха в зависимости от географического положения района наблюдения. Выявлены территории и сезоны с ослаблением темпов потепления (или даже с похолоданием) климата пограничного слоя атмосферы в условиях современного глобального потепления. Предложен новый метод сверхдолгосрочного прогноза, базирующийся на использовании аппарата калмановской фильтрации и двумерной динамико-стохастической модели и обеспечивающий надежное предсказание среднесезонной температуры и влажности воздуха с годовой заблаговременностью. Монография рассчитана на широкий круг специалистов, работающих в области атмосферной оптики, климатологии, физики атмосферы.

The paper considers algorithms of automatic identification of vortex structures arising in a deformed solid. The initial vector fields characterizing the deformation of a solid are obtained by the digital image correlation method. Circulation and a functional related to vector and radius vector orthogonality are proposed for use as vortex identification criteria. The application of these criteria is considered on the example of model vector fields with rotational and irrotational vortices. The operation of the algorithms is exemplified by displacement fields for material flow in a silicon-manganese steel weld. The role of finite sizes of a sliding window is demonstrated. Additional criteria to assist vortex structure identification are proposed.

Дан анализ вулканогенных возмущений стратосферы в период с 1979 по 2008 г. и их влияния на долговременные изменения озоносферы. Показано, что главным регулятором поведения озоносферы в этот период являлось вулканогенное аэрозольное возмущение стратосферы.

По данным реанализа было проведено исследование пространственно-временных изменений мериодиональных ячеек циркуляции для сибирского сектора Северного полушария для двух временных интервалов: периода интенсивного глобального потепления 1976-1998 гг. и периода замедления темпов потепления 1999-2014 гг. Выявлено, что наиболее существенных изменения наблюдаются в зимний сезон в начале XXI в.: произошло почти полное исчезновение полярной ячейки и увеличение интенсивности ячее Хэдли и Феррела. Получены и проанализированы тенденции изменений адвективных и вихревых меридиональных потоков тепла. а также их связь с функцией тока. Установлено, что в период ослабления процесса глобального потепления во все месяцы наблюдается увеличение интенсивности и количества центров вихревой циркуляции, что приводит к развитию мериодиональной циркуляции, усилению процессов блокирования и, как следствие. к уменьшению меридионального притока тепла в сибирском секторе в начале XXI в.

Подробно изложены вопросы техники и технологии защиты воздушной среды. Большое внимание уделено очистке выбросов промышленных предприятий от аэрозолей, а также от загрязняющих газов и паров. Рассмотрены конструкции аппаратов и устройств для пылегазовой очистки, представлены методы расчета, даны рекомендации по использованию аппаратов и устройств на практике. Для студентов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 656 600 «Защита окружающей среды», слушателей системы повышения квалификации, работников промышленных предприятий, занимающихся вопросами охраны окружающей среды, сотрудников природоохранных служб.

Настоящая монография начинает серию публикаций по проблемам эволюции земной атмосферы под воздействием природных и антропогенных процессов глобального, регионального и локального масштабов. Рассматриваются концептуальные основы климато-экологического мониторинга Сибири как основы комплексного подхода к региональному мониторингу атмосферы с учетом многокомпонентного состава атмосферы и ее пространственно-временной изменчивости, а также с учетом новых достижений по методам и технике наблюдения за параметрами атмосферы. Обсуждаются известные лидирующие атмосферные процессы, явления и факторы как природного, так и антропогенного происхождения. Обосновывается необходимость совмещения мониторинга — и метеорологического, и экологического . Рассчитана на широкий круг ученых и специалистов в области физики атмосферы, климатологии, охраны окружающей среды, разработки и эксплуатации техники экологического контроля. Книга может быть полезна и как учебное пособие при подготовке или повышении квалификации работников природоохранных учреждений.

В монографии рассмотрены современные методы и средства лазерного дистанционного зондирования атмосферы. Изложены традиционные принципы построения систем лидарного мониторинга, рассмотрены источники помех и особенности обработки эхосигналов. Раскрыты особенности разработанной автором обобщенной безразмерно-параметрической методологии оценки эффективности и потенциальных возможностей всех классов атмосферных лидарных систем. Показаны особенности применения разработанной методологии для широкого круга приложений лазерного дистанционного зондирования. Развиты методы повышения эффективности атмосферных лидаров в сложной помеховой обстановке на основе улучшения пространственной избирательности и повышения фоновой устойчивости. Представлена теория непрерывных частотно-модулированных лидарных систем лазерного зондирования атмосферы с пространственным разрешением. На основе методологии безразмерной параметризации осуществлен комплексный сопоставительный анализ потенциальных возможностей двух основных классов лидаров: импульсных и непрерывных частотно-модулированных. Проведены комплексное сравнение важнейших разновидностей лидарных приемников на ФЭУ и ЛФД и прогнозирование их поведения в присутствии фоновых помех, характерных для атмосферных лидаров. Для научных работников и инженеров, специализирующихся в области разработки и использования систем дистанционного зондирования и оптической локации, исследования природных ресурсов, охраны окружающей среды и предотвращения чрезвычайных ситуаций, а также аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

В учебном пособии последовательно излагаются основы курса «Атмосферное электричество». Отдельно рассматриваются электрические процессы в нижней и верхней атмосфере. Анализируются процессы, определяющие ионизационное состояние атмосферы и формирующиеся в ней электрические поля. Рассматриваются вопросы электричества облаков и глобальной атмосферно-электрической цепи. Приводятся сведения об ионосфере, магнитосфере и полярных сияниях. Пособие предназначено для студентов и магистров гидрометеорологических и эколого-географических факультетов университетов, а также для научных работников, специализирующихся в области атмосферного электричества.

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.

В монографии представлены данные о динамике тропосферного озона. Рассмотрены следующие вопросы: свойства и роль озона в природных и технологических процессах; воздействие озона на живые организмы и объекты окружающей среды; методы и средства измерения тропосферного озона, включая контактные и дистанционные активные и пассивные; баланс тропосферного озона и факторы, его определяющие; фотохимическое образование тропосферного озона: роль солнечной радиации; газы — предшественники озона и их динамика в атмосфере; компоненты озоновых циклов: роль оксидов азота и оксидов водорода; конкурирующие механизмы при генерации озона; стоки озона в тропосфере; пространственно-временная изменчивость тропосферного озона; тенденции изменения тропосферного озона в будущем и возможности его прогнозирования. Для широкого круга исследователей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области охраны окружающей среды, физики и химии атмосферы.