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.

Учебник написан заведующим кафедрой гигиены и основ экологии человека РГМУ, академиком РАМН, проф. Ю.П. Пивоваровым в соответствии с программой по экологии для медицинских вузов и включает все основные разделы данной дисциплины. В частности, учебник освещает такие вопросы, как человеческие экосистемы, глобальные экологические проблемы биосферы, радиационный фактор и его роль в формировании экологии планеты и здоровья человека, проблемы экологии человека в городе, питание как фактор экологии человека, экология и проблемы народонаселения, экология и здоровье человека, экология человека в условиях чрезвычайных ситуаций, международное правовое сотрудничество в области охраны окружающей среды.Для студентов медицинских вузов, экологов.

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.

В работе рассмотрены недостаточно освещенные в литературе, но очень важные для выяснения сути современных экологических проблем закономерности взаимосвязей косной материи и органического вещества в различных природных условиях, акцентировано внимание на актуальнейших аспектах биогеохимии, а также на особенностях реагирования природной среды на определенные антропогенные воздействия в различных физико-географических условиях, что представляется очень важным для разработки теоретических основ устойчивого развития современного мира. Книга предназначена для специалистов в области природопользования и лиц, занятых проблемами общей и региональной экологии, охраны природы; для студентов ВУЗов, главным образом, геолого-географического профиля и аспирантов. Монография завершена и издана с использованием бюджетного финансирования Отделения наук о Земле РАН на 2003 год по фундаментальной программе "Прогноз развития окружающей среды в России в условиях современных природных и антропогенных изменений" (координатор - академик В.М. Котляков). Таблиц 100; иллюстраций 51, библиография: 211 названий.

В монографии на основе обобщения материала известных публикаций и разработки новой математической модели, подтвержденной экспериментальными данными, приведены результаты исследований закономерности формирования литого ядра соединения сплавов циркония с заданными свойствами путем установления связей между составом, строением, технологией, свойствами и закономерностями их изменения при программно-управляемом синхронно механическом и сильноточном электрическом импульсных воздействиях. Особое внимание уделено исследованию физико-механических процессов образования соединений термо- и коррозионно-устойчивых материалов, применяемых в элементах активной зоны атомных реакторов. Монография может быть использована как учебное пособие при подготовке специалистов в университетах соответствующих профилей обучения.

В пособии рассматривается круг проблем, связанных с построением макрокинетических моделей сложных реакций. Кратко излагается основной формализм макрокинетики, уравнения скорости, расчет констант равновесия обратимых реакций с участием поправки на неидеальность реакционной смеси. Дается характеристика типовых кинетических экспериментальных реакторов и их математические описания. Приводится метод статистической корректировки экспериментальных данных, математические методы и алгоритмические средства, необходимые для идентификации и анализа кинетических моделей. Материал пособия сопровождается учебными программами для ЭВМ, с помощью которых выполняются упражнения и домашние задания. Для студентов, аспирантов и исследователей в области математического моделирования химических процессов и реакторов.

Проведена серия натурных экспериментов с применением созданного испытательного стенда «Трибо» в виде перемещаемой бетонной плиты, рассматриваемой как искусственное аллохтонное крыло на шероховатой плоскости сегмента Ангарского разлома в Прибайкалье. Наблюдаемые эффекты контактного взаимодействия неровностей в зоне скольжения фиксировались с применением деформометрической и динамометрической аппаратуры, а также четырех сейсмических станций «Байкал-7HR», широко используемых для регистрации землетрясений. Изучено влияние ударных воздействий на параметры сейсмических колебаний от возникающих источников сейсмических импульсов в процессе меняющегося фрикционного трения. Предложенный способ физического моделирования и полученные данные могут быть полезными для изучения режимов, интерпретации сейсмологических наблюдений, совершенствования среднесрочного прогноза горных ударов и землетрясений, а также представляют интерес для разработки новых физических моделей формирования разномасштабных очагов сейсмической диссипации в тектонических разломах.??.

В монографии рассмотрен современный уровень состояния вычислительно-информационных технологий мониторинга и моделирования климатических изменений и их последствий для окружающей среды. Подробно описана вычислительно-геоинформационная веб-платформа для работы с геопривязанными климатическими данными. Представлен обзор современных и ожидаемых в будущем климатических изменений и их последствий. Показана сложившаяся ситуация в области вычислительно-информационного обеспечения мониторинга и моделирования климатических процессов. Детально проанализированы современные вычислительно-информационные технологии для работы с геопривязанными данными. Приведены первые результаты исследований климатических изменений и их последствий на территории Сибири, полученные с помощью системы "Климат". Книга рассчитана на специалистов в области метеорологии, климатологии, информатики и прикладной математики.

A series of full-scale experiments was performed to study the influence of impact loads on the parameters of seismic vibrations initiated in variable friction. The study was conducted on a test setup Tribo which is a movable concrete slab modeling an allochthon on a rough plane of the Angara fault segment in Baikal region. Contact interactions of asperities in the slip zone were recorded using strain and load measuring equipment and four seismic stations Baykal-7HR widely used for recording earthquakes. The proposed physical modeling method and obtained results can be of interest for the development of new physical models of differently scaled sources of seismic energy dissipation in tectonic faults and can be useful for seismological studies, related data interpretation, and improvement of extended forecast of rock bursts and earthquakes.

Книга посвящена проблемам моделирования турбулентных потоков газа, несущих дисперсную примесь в виде твердых частиц. Особое внимание уделено рассмотрению различных столкновительных процессов («частица-частица», «частица-стенка», «частица-тело»), имеющих место в гетерогенных потоках. С использованием большого массива экспериментальных и численных данных предложены и верифицированы безразмерные критерии, отвечающие за наличие и интенсивность указанных взаимодействий. Детально рассмотрены характеристики турбулентных гетерогенных течений в каналах (трубах), а также вблизи обтекаемых тел и в пограничных слоях. Описаны и проанализированы результаты физического и математического моделирования потоков газа с твердыми частицами, полученные в последние годы как российскими, так и зарубежными исследователями. Для научных работников, занимающихся исследованиями газодинамики и тепломассообмена многофазных потоков, а также преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

Представлены сведения об основных параметрах математических моделей горения материалов в различных режимах. Впервые показано, что учет термодинамических и кинетических характеристик фазовых переходов, сопровождаемых химическими реакциями, позволяет объяснить и описать особенности горения материалов, а также их отличие от горения газовых смесей и перехода горения в детонацию. Для инженеров и научных работников, специализирующихся в области физики и теории горения и взрыва.

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.

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 учебном пособии, в соответствии с программой дисциплины "Основы трибологии", разработанной специалистами Ассоциации инженеров-трибологов России, изложены основные положения контактного взаимодействия твердых тел, свойства и топография их поверхностей, природа и виды внешнего трения, влияние различных факторов на трение. Описаны различные виды изнашивания, роль смазки, температуры, фрикционности и антифрикционности материалов для деталей сопряжений, основные способы повышения износостойкости материалов и деталей машин. Приведены расчетные методы оценки интенсивности изнашивания наиболее часто встречающихся трибосопряжений, Рассматриваются основные положения моделирования трибологических процессов, методы испытания на трение и изнашивание, а также роль трибологии в решении социально-экономических проблем, обусловленных трибологическим источникам: потери от недовыпуска продукции, потери всех видов ресурсов, ухудшение экологичности, энергетической эффективности различных видов транспорта и др. Пособие рассчитано на студентов технических специальностей, изучающих эту дисциплину или ее разделы в других дисциплинах, аспирантов, научных и инженерно-технических специалистов в области трения, износа и смазки в машинах.

В сборнике предложены новые математические модели и алгоритмы для решения многомерных нестационарных проблем механики, физики, астрономии, экономики, медицины и др. В качестве приложений демонстрируются решения на суперкомпьютерах задач механики сплошных сред, физики плазмы и астрофизики, динамики атмосферы и океана, развития гидродинамических неустойчивостей и турбулентного перемешивания. Для специалистов различных областей науки, преподавателей, студентов.

В монографии изложены универсальные методологические подходы, позволяющие безотносительно к конкретным областям приложений строить адекватные математические модели изучаемых объектов. Представлены методы и примеры построения и анализа математических моделей для различных задач механики, физики, биологии, экономики, социологии на основе использования фундаментальных законов природы, вариационных принципов, иерархических цепочек, метода аналогий. Для специалистов по математическому моделированию, аспирантов, студентов, изучающих методы математического моделирования, вычислительного эксперимента. Первое издание — 1997 г.

В монографии обобщены и систематизированы данные о физико-химических исследованиях различных объектов окружающей среды. Приведенная информация о химическом загрязнении среды в значительной степени является результатом исследований авторов, посвятивших более 30 лет работы в области идентификации спектров органических веществ в различных объектах окружающей среды с учетом источников загрязнения и происходящих процессов трансформации веществ под влиянием физико-химических факторов. Представлены загрязнители, характерные для различных отраслей промышленности. Идентификация реальных спектров загрязняющих веществ чрезвычайно полезна для совершенствования государственной системы химико-аналитического мониторинга окружающей среды, адекватной гигиенической оценки качества среды, поиска источника или виновника загрязнений «методом отпечатков пальцев», оценки эффективности и безопасности новых природоохранных технологий и решения многих других эколого-гигиенических проблем.

Систематизирован большой опыт работы в области математического моделирования высокотемпературных процессов теплофизики и теплоэнергетики для случаев нагрева металлургических слитков. Для студентов вузов, обучающихся по специальности "Промышленная теплоэнергетика", специалистов КБ, НИИ.

Сборник содержит статьи по теории и практике жидкостной экстракции. В нем отражены вопросы гидродинамики и массообмена, математического моделирования и автоматического регулирования экстракционных процессов. Рассмотрены также вопросы массопередачи, осложненной химическими процессами, и новые мтоды расчета оборудования. Описаны новые конструкции экстракторов. Книга представляет интерес для инженеров и проектировщиков химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслей промышленности, а также для студентов химических и технологических вузов.

Рассматриваются задачи математического моделирования влияния аэрозольных частиц и радиоактивных веществ на электрическое состояние атмосферы. Рассчитываются коэффициенты присоединения атмосферных ионов к аэрозольным частицам. 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. Рассматриваются стационарная и нестационарная модели ГЭС с учетом грозовых облаков, как генераторов электрического поля атмосферы. Обсуждаются также космические факторы, влияющие на электрическое поле атмосферы. Приводятся оценки влияния аэрозольных частиц и радиоактивных веществ на основные параметры глобальной электрической цепи.Монография представляет интерес для студентов, аспирантов, преподавателей метеорологических и экологических специальностей.

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.

В книге разработаны основы стратегии моделирования сложных многостадийных процессов химической ьехнологии. Рассмотрены условия создания модели химического производства: программа, запоминающая цифровые данные и определяющая их перераспределение; библиотека стандартных подпрограмм применяемых аппаратов; набор данных, описывающих начальный поток переменных и параметры аппаратов. Приводится пример моделирования производства серной кислоты контактным способом. Подробно рассмотрены оборудование и технологический процесс. Дается краткий обзор технико-экономических показателей как критерия эффективности математического моделирования и обсуждаются вопросы использования моделирования для оптимизации сложных схем управления химическими производствами, а также пути применения приобретенных знаний в области математического моделирования к ряду инженерных проблем. Книга предназначена для исследователей и инженеров, работающих в промышленности. Она необходима также специалистам, занимающимся математическим моделированием и химической кибернетикой, студентам старших курсов и аспирантам.

В монографии систематически изложены методы математического моделирования, применяемые при создании экспериментальных установок, методик и их математического обеспечения. Использование моделирования позволяет получить обоснованные требования к классу точности измерительной аппаратуры, выбрать оптимальную технологию проведения эксперимента, найти адекватное математическое описание изучаемого физического процесса и оптимальный алгоритм обработки и оценить степень точности получаемых результатов.Возможности математического моделирования демонстрируются на примерах реальных физических экспериментов из области ядерной физики.Для научных сотрудников, инженеров, математиков, занимающихся математическим обеспечением физических экспериментов, и студентов вузов соответствующих специальностей.

На основании комплексных исследований (1989-1992; 2002-2003 гг.) состояния лесных почв сосновых насаждений в зонах техногенного загрязнения различными по химической природе поллютантами выявлены общие закономерности адаптации почвенных экосистем к антропогенному воздействию. Предложен экспресс-метод определения стадии и фазы развивающегося стресса в почвах под сосновыми насаждениями, подверженными техногенному загрязнению. Применение последнего для оценки состояния почвенных биоценозов в зоне влияния объектов животноводства (1998-2003 гг.) подгвердило выявленные ранее закономерности: развитие адаптации почвенных экосистем к загрязнениям не зависит от природы и характера поллютантов. Антропогенная нагрузка, превышающая пределы толерантности почвенных экосистем к различным контаминантам, инициирует развитие стресса в них. Приведены результаты использования методов определения активности ферментов нитратредуктазы и уреазы при гидробиологических исследованиях, показавшие, что они являются надежными тестами состояния водных экосистем, позволяющими выявить пределы толерантности последних к загрязнениям. В процессе исследования выявлен общий характер адаптационно-приспособительных реакций почвенных и водных экосистем в ответ на антропогенное воздействие, представленный в виде модели развития экологического стресса в них, что является подтверждением принципа целостности биосферы и закона В.И. Вернадского о единстве живого вещества, Печатается по решению редакционно-издательского совета Уральского государственного лесотехнического университета.

Впервые на единой методологической основе рассмотрены вопросы контроля и защиты биосферы от загрязняющих веществ. В работе изложены теоретические вопросы основ экологии атмосферы, приемы пробоотбора и пробоподгоговки для правильности и воспроизводимости результатов анализа. Освещены вопросы практического применения методов анализа, основанных на взаимодействии вещества с электромагнитным излучением и электрохимических свойств растворов, а также ряда других методов -биологических, биохимических, гравиметрии и пирометрии. Представлены характеристики водных объектов, требования к качеству воды, рассмотрены методы и устройства при очистке атмосферного воздуха, сточных вод (механические, физико-химические, биологические), очистки почв и грунтов. Для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Теплоэнергетика», «Энергомашиностроение» и «Защита окружающей среды». Может быть использовано практиками, а также в системе межвузовского образования и повышения квалификации.

Рассмотрены и систематизированы основные сведения по токсичным отходам и их воздействию на окружающую среду, классификация и свойства промышленных токсичных отходов, характеристика токсических отходов и источники их образования, требования и устройство полигонов токсичных отходов, технологии и организация утилизации и обезвреживания токсичных отходов. Значительное внимание уделено опыту работы полигона «Красный Бор» по переработке токсичных отходов промышленности, а также международному опыту обращения с токсичными отходами. Учебно-справочное пособие предназначено для студентов очной, очно-заочной и заочной форм обучения для всех экологических специальностей и направлений технических, экономических и юридических вузов, а также для переподготовки и повышения квалификации специалистов природоохранных служб предприятий, территориальных органов Министерства природных ресурсов РФ, для фирм и организаций, занимающихся обращением, утилизацией и транспортировкой отходов.

В пособии рассматриваются методы оценки антропогенного воздействия на окружающую среду, используемые для принятия обоснованных технологических решений. Методологической основой пособия являются действующие в Российской Федерации нормативно-методические документы и законодательные акты, определяющие порядок проведения оценки воздействия и использования экономических механизмов для поддержания состояния окружающей среды на допустимом уровне. В пособии содержится большое количество полезных нормативно-справочных сведений, приведены примеры решения практических задач. Пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению «Экология и природопользование», специальностям «Экология», «Геоэкология», а также другим специальностям, в программах подготовки которых предусмотрены курсы по охране окружающей среды.

Тематика симпозиума охватывает следующие направления фундаментальных исследований. Молекулярная спектроскопия атмосферных газов. Поглощение радиации в атмосфере и океане. Радиационные процессы и проблемы климата. Модели и базы данных для задач оптики и физики атмосферы. Распространение волн в случайно-неоднородных средах. Адаптивная оптика. Нелинейные эффекты при распространении волн в атмосфере и водных средах. Многократное рассеяние в оптическом зондировании. Перенос и обработка изображений. Прикладные вопросы применения лазеров. Оптические и микрофизические свойства атмосферного аэрозоля. Лазерное и акустическое зондирование атмосферы и океана. Диагностика состояния и функционирования растительных биосистем и биологических объектов. Структура и динамика приземной и средней атмосферы. Климат Азиатского региона. Физические процессы и явления в термосфере и ионосфере Земли. Сборник представляет интерес для специалистов в области физики, оптики атмосферы и океана, радиофизики, акустики, метеорологии и экологии.

В настоящей книге представлены результаты экспериментальных, теоретических и модельных исследований динамики волновых и обменных процессов в атмосфере, выполненных в последние годы в Институте физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН. Рассматривается широкий круг вопросов: взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью, развитие, распространение и взаимодействие волн вихревых систем и турбулентности в толще атмосферы от приземного слоя до нижней атмосферы и систематическое влияние этих процессов на результаты дистанционного зондирования. Книга будет полезна широкому кругу читателей: специалистам, работающим в данной области знания, аспирантам и студентам, изучающим науки о Земле.

Выбор информативных критериев и объективных методов классификации остается актуальной задачей климатологии. Исследуются изменения температуры по данным 818 станций Северного полушария за 1955-2011 гг. Приведены результаты климатической кластеризации для разных временных периодов, соответствующих основным тенденциям изменения глобальной температуры, на основе алгоритма, использующего для классификации согласованность изменений фазы колебаний приземной температуры. Степень согласованности оценивалась коэффициентом корреляции между фазами исходных температурных рядов. Выявлено, что на фоне роста глобальной температуры происходит перестройка в структуре согласованности температурных колебаний, наблюдается переход многих станций более северных классов в более южные. Районами Северного полушария, где метеостанции изменили свою структурную принадлежность в разные периоды, что может служить показателем чувствительности к глобальным климатическим трендам, являются территории Фенноскандии, Британских островов, Центральноевропейской географической области и Среднеевропейской равнины, Гренландии, Российской горно-островной Арктики и Субарктики, п-ва Флорида, а также станции, расположенные в районах горного рельефа Евразии и в зонах влияния основных центров действия атмосферы.