ОТ ПРОГНОЗА ПОГОДЫ -- К ПРОГНОЗУ КЛИМАТА
Г.Кузин, доктор физико-математических наук.
Являются ли изменения климата, произошедшие за последний период,
результатом влияния деятельности человека или же естественным
процессом межгодовой изменчивости климата типа Эль-Ниньо с
многолетними циклами различных масштабов? Ответ на эти вопросы
требует дальнейшего развития моделей, адекватно описывающих циклы
в сложной динамической системе атмосфера-океан.
|
Сотрудники отдела математического моделирования в физике
атмосферы, океана и окружающей среды: кандидат
физико-математических наук А.Фоменко, кандидат
физико-математических наук А. Щербаков, доктор
физико-математических наук В.Пененко (на снимке -- слева
направо).
|
Направление исследований, связанное с изучением физических
процессов атмосферы и океана, их математическим моделированием,
было основано Гурием Ивановичем Марчуком сразу после создания
Вычислительного центра СО АН. Для него идея разработки
математических моделей прогноза погоды и теории климата не была
внове, это был возврат к научным пристрастиям, сформировавшимся
еще в пору работы с известным математиком, гидромехаником и
метеорологом И.Кибелем, чьи мысли о возможности
гидродинамического прогноза процессов в атмосфере и явились
основой начинающихся исследований. Работа началась с формирования
группы специалистов, приглашенных из Обнинска, Москвы и других
городов. Это Г.Курбаткин и В.Пененко, Л.Гутман, В.Кочергин. В
группу вошли и молодые специалисты, только что окончившие разные
вузы страны, ставшие впоследствии признанными учеными в области
моделирования атмосферных процессов. Среди них В.Галин,
В.Дымников, Г.Контарев, В.Лыкосов, В.Мальбахов, П.Пушистов,
В.Синяев, Г.Ривин и другие.
Исследователи стремились не только достигнуть понимания существа
процессов в атмосфере, но и создать численные модели для их
описания. Все эти разработки превращались в программы для
проведения расчетов на ЭВМ и дальнейшего анализа результатов. В
этих работах была изучена общая циркуляция атмосферы, планетарные
волны, мезомасштабные процессы и самое, пожалуй, важное --
разработана оперативно работающая модель краткосрочного прогноза
погоды, переданная в Гидрометслужбу Западно-Сибирского региона.
Однако жизнь выдвигала на передний план новые задачи. Следующим
этапом были работы по изучению климата. По прогнозу климатологов
выброс в атмосферу индустриальных и естественных "парниковых"
газов мог привести к климатическим катастрофам, связанным с
потеплением -- изменению ландшафтных зон, повышению температуры
Мирового океана, таянию метангидратов, расположенных в шельфовых
районах океана, и дальнейшему усилению "парникового" эффекта.
Работа над этими проблемами уже не могла ограничиваться только
моделированием атмосферы. Требовалось развитие численных моделей
океана, происходящих в нем процессов на климатически временных
масштабах, а также моделей распространения газовых составляющих и
загрязняющих примесей в атмосфере и океане. К выполнению этих
работ подключилось новое поколение выпускников Новосибирского
государственного университета: В.Залесный, В.Крупчатников,
А.Щербаков, А.Фоменко и автор этих строк. Разработанные новые,
более совершенные модели циркуляции атмосферы и модели переноса
примесей, а также модели Мирового океана и его частей позволили
изучить формирование основных циркуляционных систем, термический
режим и траектории распространения газов в атмосфере и океане.
В последнее время развиваются модели регионального климата с
детализацией для Сибирского и Арктического регионов. Для этих
зон, как показывают многолетние наблюдения, климатические
изменения могут в первую очередь проявиться в зимнем потеплении,
деградации вечной мерзлоты и, вследствие этого, -- изменении
ландшафтных зон. Именно поэтому в исследованиях особое внимание
уделено описанию взаимного влияния процессов глобального и
регионального масштабов, а также взаимодействию атмосферы с
подстилающей поверхностью, то есть с почвой и растительностью.
Детально учитывались процессы распространения тепла и влаги в
почве, ведь растительность не пассивная часть климатической
системы, а развивается вместе с ней в зависимости от
формирующихся условий.
Важнейшая задача ответить на вопрос: являются ли изменения
климата, произошедшие за последний период, результатом влияния
деятельности человека или же естественным процессом межгодовой
изменчивости климата типа Эль-Ниньо с многолетними циклами
различных масштабов? Ответ на эти вопросы требует дальнейшего
развития моделей, адекватно описывающих циклы в сложной
динамической системе атмосфера-океан.
Дальнейшее направление работ в целях осуществления новых научных
шагов в исследовании климатической изменчивости предполагает
создание совместных моделей атмосферы и океана, решения обратных
задач динамики атмосферы и океана с интенсивным использованием
исторических и спутниковых данных. Основные исследования в этом
направлении проводятся ведущими специалистами коллектива
В.Крупчатниковым, А.Протасовым, В.Рапутой, А.Фоменко,
В.Щербаковым и другими. Эти работы поддержаны международными и
российскими грантами и проектами.
стр.
|