Создание и развитие многокомпонентного комплекса моделей гидродинамических процессов земли

Создание и развитие многокомпонентного комплекса моделей гидродинамических процессов земли

Автор: Платов Геннадий Алексеевич, Рапута Владимир Федотович, Крупчатников Владимир Николаевич, Голубева Елена Николаевна, Малахова Валентина Владимировна, Леженин Анатолий Александрович, Боровко Ирина Владимировна, Крылова Алла Ивановна, Якшина Дина Фаруковна, Крайнева Марина Владимировна, Кравченко Виктория Викторовна, Коробов Олег Алексеевич

Журнал: Проблемы информатики @problem-info

Рубрика: Прикладные информационные технологии

Статья в выпуске: 2 (43), 2019 года.

Бесплатный доступ

В статье представлен обзор современного состояния исследований в ИВМ и МГ СО РАН в направлении математического моделирования процессов в атмосфере, гидросфере и криосфере Земли. Рассмотрены вопросы создания и развития многокомпонентного комплекса моделей гидродинамических процессов для исследования климата, Арктического региона, для моделирования подводной мерзлоты, для изучения термического режима водоемов и водохранилищ и сложных речных систем. Особое внимание уделяется вопросам мониторинга и анализа состояния окружающей среды.

Математическое моделирование, климатическая система, мониторинг окружающей среды

Короткий адрес: https://sciup.org/143170653

IDR: 143170653

Список литературы Создание и развитие многокомпонентного комплекса моделей гидродинамических процессов земли

  • Fraedrich К., Jansen Н., Kirk Е., Luksch U. and Lunkeit F. The Planet Simulator: Towards auser friendly model // Meteorol. Zeitschrift. 2005. N 14. P. 299-304.
  • Lunkeit F., Bottinger M., Fraedrich K., Jansen H., Kirk E., Kleidon A. and Luksch U. Planet Simulator Reference Manual Version 15.0. 2007. [Electron. Res.]: http: // epic.awi.de/29588/ 1/Lun2007d.pdf.
  • Petoukhov V., Ganopolski A., Brovkin V., Claussen M., Eliseev A. and Kubatzki S. Rahmstorf CLIMBER-2: a climate system model of intermediate complexity. Part I: model description and performance for present climate // Climate Dynamics. 2000. N 16 (1). P. 147.
  • Brovkin V., Claussen M. Driesschaert E., Fichefet T., Kicklighter D., Loutre M. F., Matthews H. D.,Ramankuttv N., Schaeffer M. and Sokolov A. Biogeophvsical effects of historical landcover changes simulated by six Earth system models of intermediate complexity // Clim. Dvnam. 2006. N 26. P. 587-600.
  • Claussen M. et al. Earth system models of intermediate complexity: closing the gap in thespectrum of climate system models. Clim. Dvnam. 2002. N 18. P. 579-86.
  • Krupchatnikov V., Kuzin V., Golubeva E., Martynova Yu., Platov G. and Krylova A. Hydrology and Vegetation Dynamics of the Climate System of Northern Eurasia and the Arctic Basin // Izvestiva Atmospheric and Oceanic Physics. 2009. N 45 (1). P. 116-36.
  • Martynova Yu V, Krupchatnikov V N 2010 A study of the sensitivity of the surface temperature in Eurasia in winter to snow-cover anomalies: The role of the stratosphere // Izvestiva Atmospheric and Oceanic Physics. 2010. N 46 (6). P. 757-69.
  • Martynova Yu. V., Krupchatnikov V. N. Peculiarities of the Dynamics of the general atmospheric circulation in conditions of the global climate change // Izvestiva Atmospheric and Oceanic Physics. 2015. N 51 (3). P. 299-310.
  • Borovko I. V. and Krupchatnikov V. N. Responses of the Hadley cell and extra tropical troposphere stratification to climate changes simulated with a relatively simple general circulation model // Numerical Analysis and Applications. 2015. N 8 (1). P. 23-34.
  • Eliseev V., Coumou D., Chernokulskv A. V., Petoukhov V. and Petri S. Scheme for calculation of multi-layer cloudiness and precipitation for climate models of intermediate Geosci // Model. Dev. 2013. N 6. P. 1745-65.
  • Comiso J. C., Parkinson C. L., Gersten R. and Stock L. Accelerated decline in the Arctic sea ice cover // Geophvs. Res. Lett. 2008. N 35. L01703.
  • Bekrvaev R. V., Polyakov I. V. and Alexeev V. A. Role of polar amplification in long-term surface air temperature variation and modern Arctic warming // J. Climate. 2010. N 23. P. 3888-906.
  • Comiso J. C. Large decadal decline of the Arctic multiyear ice cover // J. Climate. 2012. N 25. P. 1176-93.
  • Screen J. A. and Simmonds I. The central role of diminishing sea ice in recent Arctic temperature amplification // Nature. 2010. N 464. P. 1334-37.
  • Cohen J. et al. Recent Arctic amplification and extreme mid-latitude weather // Nat. Geosci. 2014. N 7. P. 627-37.
  • Yeager, S. G., and Large W. G. CORE.2 Global Air-Sea Flux Dataset. Research Data Archive at the National Center for Atmospheric Research, Computational and Information Systems Laboratory. 2008.
  • DOI: 10.5065/D6WH2N0S
  • Jaiser R., Dethloff K., Handorf D., Rinke A. and Cohen J. Impact of sea ice cover changes on the Northern Hemisphere atmospheric winter circulation // Tellus. 2012. N 64A. 11595.
  • Francis J. A. and Vavrus S. J. Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes // Geophvs. Res. Lett. 2012. N 39. L06801
  • DOI: 10.1029/2012GL051000
  • Francis J. A. and Vavrus S. J. Evidence for a wavier jet stream in response to rapid Arctic warming // Environ. Res. Lett. 2015. N 10. 014005.
  • DOI: 10.1088/1748-9326/10/1/014005
  • Overland J., Francis J. A., Hall R., Hanna E., Kim S. J. and Vihma T. The melting Arctic and midlatitude weather patterns: are they connected? // J. Clim. 2015. N 28. P. 7917-32.
  • Shepherd T. G. Effects of a warming // Arctic Science. 2016. N 353. P. 989-90.
  • Overland J. E., Dethloff K., Francis J. A., Hall R. J., Hanna E., Kim S-J., Screen J. A., Shepherd T. G.,Vihma T. Nonlinear response of midlatitude weather to the changing // Arctic Nat. Clim. Change. 2016. N 6. P. 992-99.
  • Petoukhov V., Rahmstorf S., Petri S. and Schellnhuber H. J. Quasi resonant amplification of planetary waves and recent Northern Hemisphere weather extremes // Proc. Natl. Acad. Sci. 2013. USA ПО. P. 5336-41.
  • Platov G., Krupchatnikov V., Martynova Yu., Borovko I. and Golubeva E. A new earth's climate system model of intermediate complexity, PlaSim-ICMMG-1.0: description and performance // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2017. N 96. 012005.
  • Голубева E. H., Платов Г. А., Якшина Д. Ф. Численное моделирование современного состояния вод и морского льда Северного Ледовитого океана // Лед и Снег. 2015. Vs2 (130). С. 81-92.
  • Beszczvnska-Moller, A., Fahrbach, Е., Schauer, U., and Hansen, Е. Variability in Atlantic water temperature and transport at the entrance to the Arctic Ocean, 1997-2010 // ICES J. Mar. Sci. 2012. N 69. R 852-863.
  • Golubeva, E. N. and Platov G. A. On improving the simulation of Atlantic Water circulation in the Arctic Ocean // J. Geophvs. Res. 2007. 112, C04S05,
  • DOI: 10.1029/2006JC003734
  • Steele M., Morlev R., Ermold W. PHC: A global hydrography with a high quality Arctic Ocean // J. Climate. 2000. V. "l4. N 9. P. 2079-2087.
  • Beszczvnska-Moller, Agnieszka, 0vsteinSkagseth, Wilken-Jon von Appen, Waldemar Walczowski. Vidar Lien Splitting of Atlantic water transport towards the Arctic Ocean into the Fram Strait and Barents Sea Branches-mechanisms and consequences // Geophysical Research Abstracts. 2016. Vol. 18, EGU2016-15059.
  • Schauer, U., Beszczynska-Moller A., Walczowski W., Fahrbach E., Piechura J., and Hansen E. Variation of measured heat flow through the Fram Strait between 1997 and 2006 // Arctic-Subarctic Ocean Fluxes. 2008. P. 65-85.
  • Polyakov, I., Timokhov, L., Alexeev, V., Bacon, S., Dmitrenko, I., Fortier, L., et al. Arctic Ocean warming contributes to reduced polar ice cap // J. Phvs. Oceanogr. 2010. N 40. P. 2743-2756.
  • DOI: 10.1175/2010JP04339.1
  • Rudels, B., Anderson L. G., and Jones E. P. Formation and evolution of the surface mixed layer and halocline of the Arctic Ocean // J. Geophvs. Res. 1996. N 101. P. 8807-8821.
  • Steele, M., and Boyd T. Retreat of the cold halocline layer in the Arctic Ocean // J. Geophvs. Res. 1998. N 103. P. 10 419-10 435.
  • Romanovskii N. N., Hubberten H. W., Gavrilov A. V., Eliseeva A. A., Tipenko G. S. Offshore permafrost and gas hydrate stability zone on the shelf of East Siberian Seas // Geo-Mar. Lett. 2005. V. 25. P. 167-182.
  • Елисеев А. В., Малахова В. В., Аржанов М. М., Голубева Е. Н., Денисов С. Н., Мохов И. И. Изменение границ многолетнемерзлого слоя и зоны стабильности гидратов метана на арктическом шельфе Евразии в 1950-2010 гг. // ДАН. 2015. Т. 465. Vs5. С. 598-603.
  • Юрганов Л. Н., Лейфер А., ЛундМайр К. Сезонная и межгодовая изменчивости атмосферного метана над морями Северного Ледовитого океана по спутниковым данным // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2016. Т. 13. Vs2. С. 107-119.
  • Малахова В. В., Голубева Е. Н. Оценка устойчивости состояния мерзлоты на шельфе Восточной Арктики при экстремальном сценарии потепления в XXI в. // Лед и Снег. 2016. Т. 56. № 1. С. 61-72.
  • Davies J. Н. Global map of Solid Earth surface heat flow // Geochem. Geophvst. Geosvst. 2013. V. 14. N 10. P. 4608-4622.
  • Малахова В. В., Голубева Е. Н. О возможной эмиссии метана на шельфе морей Восточной Арктики // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26, Vs6. С. 452-458.
  • Малахова В. В., Елисеев А. В. Влияние рифтовых зон и термокарстовых озер на формирование субаквальной мерзлоты и зоны стабильности метаногидратов шельфа моря Лаптевых в плейстоцене // Лед и Снег. 2018. Т. 58. № 2. С. 231-242.
  • Дрижюс М. Р. Гидротермальный режим водохранилищ-охладителей. Вилвнюс: Мокслас, 1985.
  • Правила использования водных ресурсов Ведовского водохранилища / ООО „Прострой- 100". М., 2001.
  • Казвмин С. П., Климов О. В. Морфометрические особенности Ведовского водохранилища и экологическая оценка прилегающей территории // ГЕО-Сибирв-2011. VII Междунар. науч. конгр.: сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 4. С. 217-221.
  • Golubeva Е. N., Platov G. A. On improving the simulation of Atlantic Water circulation inthe Arctic Ocean // J. Geophvs. Res. 2007. V. 112. C04S05.
  • DOI: 10.1029/2006JC003734
  • Голубева E. H. Численное моделирование динамики Атлантических вод в Арктическом бассейне с использованием схемы QUICKEST// Вычислительные технологии. 2008. Т. 13. Vs5. С. 11-24.
  • Крайнева М. В., Голубева Е. Н., Леженин А. А., Климов О. В. Исследование гидротермического режима водоема-охладителя Ведовской ГРЭС с помощью численной модели // Интерэкспо Гео-Сибирв. 2017. Т. 4. № 1. С. 106-110.
  • Воеводин А. Ф., Никифоровская В. С., Овчарова А. С. Численные методы решения задачи о неустановившемся движении воды на устьевых участках рек // Труды НИИ. 1983. Т. 378. С. 23 34.
  • Крылова А. И., Антипова Е. А. Численное моделирование гидрологического режима в дельте реки Лены // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 6. DOI: 10.15372/А0020180600.
  • Корец М. А., Рыжкова В. А., Данилова И. В. Использование ГИС для оценки состояния наземных экосистем Норильского промышленного района // Сибирский экологический журнал. 2014. № 6. С. 887-902.
  • Савченко В. А. Экологические проблемы Таймыра. М: СИП РИА, 1998.
  • Шлычков В. А., Мальбахов В. М., Леженин А. А. Численное моделирование атмосферной циркуляции и переноса загрязняющих примесей в Норильской долине // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 5-6. С. 490-496.
  • Леженин А. А., Рапута В. Ф., Ярославцева Т. В. Численный анализ атмосферной циркуляции и процессов распространения загрязняющих примесей в окрестностях Норильского промышленного района // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 6. С. 467-471.
  • Харук В. И., Винтербергер К., Цибульский Г. М., Яхимович А. И. Анализ техногенной деградации притундровых лесов по данным съемки из космоса // Исследование Земли из космоса. 1995. № 4. С. 91-97.
  • Игамбердиев В. М., Терешенков О. М., Кутыев X. А., Попова Е. И. Оценка современного состояния природной среды: Норильский промышленный район // Народное хозяйство республики Коми. Сыктывкар. 1994. Т. 3. С. 54-61.
  • Obolkin V. A., Potemkin V. L., Makukhin V. L., Chipanina Y. V., Marinayte I. I. Low-level atmospheric jets as main mechanism of long-range transport of power plant plumes in the Lake Baikal Region // Int. J. Environ. Studies. 2014. Vol. 71 (3). P. 391-397.
  • Леженин А. А., Ярославцева T. В., Рапута В. Ф. Использование спутниковой информации о траекториях дымовых факелов для расчета полей ветра // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. контр., Междунар. науч. конф. „Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология": сб. материалов в2т. (Новосибирск 18-22 апреля 2016 г.). Новосибирск: СГУГиТ, 2016. Т. 1. С. 63-67.
  • Браун Р. А. Аналитические методы моделирования планетарного пограничного слоя. Л: Гидрометеоиздат, 1978.
  • Рапута В. Ф., Шлычков В. А., Леженин А. А., Романов А. Н., Ярославцева Т. В. Численный анализ данных аэрозольных выпадений примесей от высотного источника // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 8. С. 713-718.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp