Том 59, № 3 (2023)

Сделана попытка связать морфологические характеристики интенсивных конвективных вихрей, таких как (водяные) смерчи и пыльные вихри, с их гидродинамической устойчивостью. Рассмотрена симметричная устойчивость циклострофически сбалансированных вертикальных бароклинных вихрей, радиус максимального ветра которых зависит от высоты. Показана устойчивость узких, близких к цилиндрическим в своей нижней части вихрей с радиусом, который затем с возрастающей скоростью увеличивается с высотой и становится бесконечным на конечном уровне над поверхностью Земли. Напротив, более широкие вихри конической формы удовлетворяют необходимому условию неустойчивости, и высказывается гипотеза о том, что это отчасти объясняет более диффузный, неорганизованный характер подобного рода пыльных вихрей. Рассмотрена возможность постановки задачи с учетом общего вращения.

В работе представлены результаты исследования параметров волнообразных структур на основе данных многолетнего непрерывного содарного мониторинга атмосферного пограничного слоя (АПС). Рассматриваются субмезомасштабные внутренние гравитационные волны (ВГВ) неорографического происхождения, захваченные в устойчиво-стратифицированном АПС (УАПС). Приводятся статистические данные о параметрах двух классов ВГВ: внутренних гравитационно-сдвиговых волн (ВГСВ) типа валов Кельвина-Гельмгольца (ВКГ) и волн плавучести (ВП). Идентификация и классификация ВГВ производилась путем визуального анализа содарных эхограмм. Были использованы данные измерений, проводимых в сельской местности в Подмосковье. Были исследованы сезонная и суточная изменчивости частоты регистрации волн обоих классов, проанализированы значения параметров наблюдавшихся волн, а также проведено сопоставление диапазонов и средних значений этих величин.

Проведен анализ изменений площади снежного покрова S в Евразии с использованием результатов расчетов с ансамблем глобальных климатических моделей международного проекта CMIP6 при сценарии антропогенных воздействий SSP2-4.5 для XXI века. В сопоставлении ансамблевых модельных расчетов при сценарии “historical” со спутниковыми данными CDR на фоне общего уменьшения площади снежного покрова в Евразии при потеплении выявлены особенности изменчивости S во взаимосвязи с изменениями приповерхностной температуры T в различные сезоны. Отмечено, что средние для ансамбля моделей оценки параметра чувствительности dS/dT для переходных сезонов весной и осенью могут быть значительно меньше по абсолютной величине, чем полученные на основе данных и для отдельных моделей. Согласно ансамблевым модельным расчетам, скорость сокращения площади снежного покрова в Евразии во второй половине XXI века уменьшается по сравнению с первой половиной XXI века во все сезоны. При этом максимальные значения скорости сокращения площади снежного покрова в Евразии характерны для переходных сезонов – осени и весны.

Из-за увеличения содержания СО₂ в земной атмосфере, значительный вклад в которое вносят антропогенные эмиссии мегаполисов, требуется повышать качество их оценок. Современные экспериментальные методы оценки антропогенных эмиссий углекислого газа основаны на решении обратной задачи при помощи высокоточных измерений содержания СО₂ и численных моделей газового состава атмосферы. Качество подобных моделей значительно определяет погрешности оценок эмиссий. Поэтому для определения факторов, влияющих на погрешность оценки эмиссий, требуется проводить валидацию численных моделей переноса СО₂. В текущей работе на примере российского мегаполиса Санкт-Петербурга за период с января 2019 по март 2020 гг. сравниваются временные изменения среднего отношения смеси СО₂ в столбе атмосферы от поверхности Земли до ~70–75 км (ХСО₂), полученные с помощью модели WRF-Chem и измеренные Фурье-спектрометром Bruker EM27/SUN. В ходе исследования было выяснено, что модель WRF-Chem хорошо повторяет измеренное временное изменение ХСО₂ в районе Санкт-Петербурга за период более года (коэффициент корреляции ~0.95). Однако, при задании химических граничных условий на основе данных CarbonTracker v2022-1, модель заметно завышает измеренные ХСО₂ почти в течение всего периода исследования – средняя разность достигает 4.2 ppm (1%) со стандартным отклонением 1.9 ppm (0.5%). Коррекция граничных условий на основе анализа влияния направлений ветра на ХСО₂ позволяет почти в два раза минимизировать среднюю разность между результатами измерений и моделирования. При этом, значения ХСО₂ на основе измерений и моделирования с нескорректированными граничными условиями имеют меньшие различия в вегетационный период, что, вероятно, говорит о компенсации средней разности ошибками в расчете биогенного вклада. Таким образом, причиной сохраняющейся средней разности между данными измерений и моделирования могут быть ошибки в химических граничных условиях для верхней тропосферы, а также в оценке биогенного вклада на содержание СО₂.

Решена задача о построении асимптотик дальних волновых полей, возникающих на границе раздела льда и бесконечно глубокой однородной жидкости при обтекании локализованного источника возмущений. Получено интегральное представление решения и с помощью метода стационарной фазы построено асимптотическое представление решения для сверхкритических режимов волновой генерации. Проведено сравнение точных и асимптотических результатов, и показано, что асимптотики вдали от источника возмущений позволяют описать амплитудно-фазовую структуру дальних волновых полей.