Моделирование общей циркуляции атмосферы для исследований изменения климата и переноса примесей Рубинштейн, Константин Григорьевич

brief description

Рубинштейн,КонстантинГригорьевич.Моделированиеобщейциркуляцииатмосферыдляисследованийизмененияклиматаипереносапримесей: диссертация ... доктора физико-математических наук : 25.00.30. - Москва, 2006. - 400 с. : ил.больше
Цитаты из текста:

стр. 1
ФЕДЕРАЦИИ На правах рукописи УДК 551РубинштейнКонстантинГригорьевичМОДЕЛР1РОВАНР1ЕОБЩЕЙЦИРКУЛЯЦИИАТМОСФЕРЫДЛЯИССЛЕДОВАНИЙИЗМЕНЕНР1ЯКЛИМАТАИПЕРЕНОСАПРИМЕСЕЙДиссертация на соискание ученой сге (решение от" " ,19 г.,№. .) присудил ученую степень ДОКТОРА;? наук I Специальность: 25.0 Москва

стр. 4
6. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ МОДЕЛЕЙПЕРЕНОСАПРИМЕСИВАТМОСФЕРЕНА ОСНОВЕ МОДЕЛИОБЩЕЙЦИРКУЛЯЦИИАТМОСФЕРЫ6.1. Принципы создания системы обеспечения метеорологической информацией моделей дальнегопереносапримесиватмосфере6.2. Основные подходы

стр. 7
моделейобщейциркуляцииатмосферы; • Создание методики анализа и подбора оптимальных параметров и конфигурации моделиобщейциркуляцииатмосферы, позволяющей оценить воспроизведение средних характеристикциркуляцииатмосферы, годового хода и его амплитудно характеристик, широтного распределения, воспроизведения

Оглавление диссертациидоктор физико-математических наук Рубинштейн, Константин Григорьевич
ВВЕДЕНИЕ. к
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ЭТАЛОННЫХ ДАННЫХ ДЛЯ НАСТРОЙКИ
МОДЕЛЕЙ КРУПНОМАСШТАБНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ АТМОСФЕРЫ.
1.1. Данные климатических архивов в задаче валдации численных моделей циркуляции атмосферы.
1.2. Формулировка проблемы вертикального согласования температуры и геопотенциала в виде вариационной задачи.
1.3 Результаты согласования температуры и геопотенциала.
1.4. Учет виртуальной поправки при согласовании температуры и геопотенциала.
1.5. Алгоритм согласования температуры, геопотенциала и влажности.
1.6. Анализ временной и пространственной однородности результатов реанализов для валидации численных моделей циркуляции атмосферы.
1.7. Сравнение температуры, влажности и осадков в реанализе со станционными данными.
1.8. Анализ возможностей использования трендов температуры в свободной атмосфере для валидации климатических моделей.
1.9. Результаты анализа трендов температуры в свободной атмосфере.
Выводы из главы 1.
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ОБЩЕЙ ЦИРКУЛЯЦИИ АТМОСФЕРЫ И • МЕТОДЫ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
2.1. Исходные уравнения модели.
2.2. Краевые условия модели.
2.3. Вертикальная дискретизация уравнений.
2.4. Параметризация физических процессов в модели ОЦА.
2.5. Параметризация горизонтальной макротурбулентности в модели.
2.6. Вертикальные турбулентные потоки в модели.
2.7. Крупномасштабная конденсация.
2.8. Влажная конвекция в базовой версии.
2.9. Процессы на подстилающей поверхности.
2.10. Радиация.
Выводы из главы 2.
ГЛАВА 3. ВАЛИДАЦИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ОБЩЕЙ
ЦИРКУЛЯЦИИ АТМОСФЕРЫ.
I 3.1. Оценка воспроизведения средних характеристик атмосферы и суши моделью общей циркуляции атмосферы (ОЦА).
3.2. Анализ годового хода температуры тропосферы.
3.3. Вертикальная структура температурных полей.
3.4. Зонально-осредненные температуры для зимнего и летнего сезонов.
3.5. Географическое распределение температур воздуха для зимы и лета на поверхностях 850 и 200 гПа.
3.6. Анализ распределения влажности в атмосфере.
3.7. Вертикальное распределение средней по полушариям кинетической энергии.
3.8. Анализ результатов моделирования характеристик подстилающей поверхности.
3.9. Широтное распределение среднезональных величин осадков.
3.10. Широтное распределение разности среднезональных величин осадков и испарения.
3.11. Широтное распределение зонально-осредненного давления на уровне моря.
3.12. Анализ амплитудно-фазовых характеристик годового хода приповерхностной температуры.
3.13. Сравнение АФХ в результатах реанализов и численных экспериментах с моделями ОЦА.
3.14. Особенности амплитудно-фазовых характеристик годового хода ф температуры в различных регионах.
3.15. Анализ воспроизведения характеристик азиатского муссона.
3.16. Анализ воспроизведения характеристик муссонной циркуляции.„.
3.17. Анализ свойств африканского муссона в численных экспериментах с моделью общей циркуляции атмосферы.
3.18. Воспроизведение приземной температуры воздуха и ее изменчивости.
3.19. Анализ изменчивости приземной температуры.
3.20. Оценка воспроизведения интегральных характеристик снежного покрова в моделях общей циркуляции атмосферы.
3.21. Анализ интегральных характеристик снежного покрова в моделях.
Выводы из главы 3.
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МОДЕЛИ ОЦА К ПАРАМЕТРАМ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА И АЭРОЗОЛЯ.
4.1. Анализ экспериментов по чувствительности характеристик ОЦА к изменению ТПО.
4.2. Постановка численных экспериментов по анализу влияния ТПО на циркуляцию атмосферы и методика анализа результатов.
4.3. Анализ влияния ТПО на средние характеристики атмосферы.
4.4. Анализ влияния ТПО на характеристики изменчивости атмосферы.
4.5. Исследование чувствительности модели к параметризации гидрологии суши и оценки сезонного хода крупномасштабного речного стока.
4.6. Параметризация процессов обмена влагой и речного стока, w основанная на полуэмпирических закономерности.
4.7. Описание численных экспериментов по изучению влияния параметризации гидролгических процессов на характеристики ОЦА.
4.8. Региональные изменения гидрологического баланса на суше и в атмосфере при сценарии уничтожения сибирских лесов.
4.9. Формирование и таяние снежного покрова в бассейнах великих сибирских рек.
4.10. Влияние изменения углекислого газа и аэрозоля на характеристики атмосферной циркуляции.
4.11. Отличия в региональных характеристиках изменчивости атмосферы полученные в экспериментах по удвоению углекислого газа.
4.12. Исследование чувствительности модели ОЦА Гидрометцентра России к транзитивному увеличению концентрации углекислого газа в экспериментах с ТПО из совместной модели атмосферы и океана.
4.13. Исходные данные и методика проведения численных экспериментов.
4.14. Сравнение интегрального отклика модели ОЦА на увеличение концентрации углекислого газа с аналогичным откликом участников MIP.
4.15. Сравнение географического распределения изменения приземной температуры в двух моделях при увеличении концентрации СОг.
Выводы из главы 4.
ГЛАВА 5. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
КРУПНОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
5.1. Статистические методы детализации прогнозов.
5.2. Реализованный метод множественной регрессии.
5.3. Детализация температуры с использованием метода решения обратных задач.
5.4. Гибридный метод детализации приземных метеополей.
5.5. Описание метода детализации температуры и влажности почвы.
5.6. Ландшафтные и метеорологические параметры региона.
5.7. Анализ результатов расчетов для различных ландшафтов.
5.8. Анализ изменения влажности почвы для различных ландшафтов.
5.9. Динамическая детализация крупномасштабных численных прогнозов с помощью региональной модели.
Выводы из главы 5.
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСИ В АТМОСФЕРЕ
НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ОБЩЕЙ ЦИРКУЛЯЦИИ АТМОСФЕРЫ.
6.1. Принципы создания системы обеспечения метеорологической информацией моделей дальнего переноса примеси в атмосфере.
6.2. Основные подходы к созданию Системы Диагноза Атмосферы (СДА).
6.3. Априорное сравнение версий СДА-94 и СДА-99.
6.4. Основные этапы подготовки данных в системе СДА 99.
6.5. Расчеты краткосрочных прогнозов с помощью спектральной модели ОЦА и контроль исходной информации.
6.6. Подготовка метеорологической информации для модели переноса примеси по северному полушарию (Регион 1).
6.7. Сравнение оценок загрязнения северного полушария тяжелыми металлами (свинцом), полученных с помощью двух версий моделей дальнего переноса и разных версий системы диагноза атмосферы.
6.8. Результаты анализа расчетов переноса свинца, полученных с помощью двух систем подготовки метеорологических данных.
6.9. Коррекция трёхмерных полей прогностических осадков по данным наблюдений для обеспечения информацией моделей переноса примеси в атмосфере.
6.10. Контроль качества станционных измерений осадков и приведение их к равным интервалам по времени.
6.11. Объективный анализ выпавших атмосферных осадков для произвольного пространственного разрешения.
6.12. Коррекция вертикального распределения модельных осадков.
6.13. Результаты коррекции осадков за 1996 г.
6.14. Система обеспечения метеорологической информацией задач переноса примесей для региона в рамках СДА-99.
6.15. Расчеты параметров внутри пограничного слоя.
6.16. Процедура согласования ветра с рельефом по региону.
6.17. Создание наборов метеорологических данных для региона западной Сибири за период 1980-2002 гг. с помощью модели ОЦА для моделирования загрязнения ракетным топливом приземного слоя атмосферы.
6.18. Анализ полученных метеорологических полей для Западной Сибири.
6.19. Проверка расчетов загрязнения для республики Алтай.
Выводы из главы 6.