ОТ ПОГОДЫ — К КЛИМАТУ
Направление исследований, связанное с изучением физических
процессов атмосферы, океана и их взаимодействия на основе
математического моделирования, было заложено Гурием Марчуком при
создании Вычислительного центра СО АН. Для основателя института
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 явились основой
направления математического моделирования в геофизической
гидродинамике. Работа началась с формирования группы специалистов
из Обнинска, Москвы и других городов: Л. Гутман, Г. Курбаткин,
В. Кочергин и В.Пененко. В группу вошли и молодые специалисты,
только что окончившие разные вузы страны, ставшие впоследствии
признанными учеными в области моделирования атмосферных
процессов: В. Галин, В. Дымников, Г. Контарев, В. Лыкосов,
П. Пушистов, Г. Ривин, В. Синяев и др.
Исследователи стремились не только достигнуть понимания существа
процессов в атмосфере, но и создать численные модели для их
описания. Все 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 — были
последовательно разработаны модели краткосрочного прогноза
погоды, оперативно работающие в Гидрометслужбе Западно-Сибирского
региона.
Однако жизнь выдвигала на передний план новые задачи. Следующим
этапом стали работы по изучению климата. По прогнозу
климатологов, выброс в атмосферу индустриальных и естественных
«парниковых» газов может привести к климатическим катастрофам,
связанным с потеплением — изменению ландшафтных зон, повышению
температуры Мирового океана, таянию метангидратов, расположенных
в шельфовых районах океана и, как следствие, к дальнейшему
усилению «парникового» эффекта. Работа над этими проблемами уже
не могла ограничиваться только моделированием атмосферы.
Требовалось развитие численных моделей океана и 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 НГУ: В. Залесный,
В. Крупчатников, А. Щербаков, А. Фоменко и автор этих строк. Новые,
более совершенные модели циркуляции атмосферы, переноса примесей,
Мирового океана и его частей позволили изучить формирование
основных циркуляционных систем, термический режим и траектории
распространения газов в атмосфере и океане.
В последнее время особый интерес был сосредоточен на развитии
моделей регионального климата Сибири и Арктики. Как показывают
многолетние наблюдения, для этих зон климатические изменения
могут в первую очередь проявиться в зимнем потеплении, деградации
вечной мерзлоты, изменении стока сибирских рек, и, как следствие
этого, в изменении гидрологического цикла и смене 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,
поскольку растительность — не пассивная часть климатической
системы, но развивается вместе с ней в зависимости от
формирующихся условий.
В настоящее время важнейшей задачей исследователей является
попытка ответить на вопрос: какая часть климатических изменений,
произошедших за последний период, является результатом влияния
деятельности человека, а какая — естественным процессом
долгопериодной 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 климата.
В. Кузин, профессор
стр. 9
|
