Лекции основного курса «Климатическое и экологическое моделирование»
Гордов Е.П. (ИМКЭС СО РАН и Томский госуниверситет, Томск), Лыкосов В.Н. (ИВМ РАН и НИВЦ МГУ, Москва), Крупчатников В.Н (ИВМиМГ СО РАН, СибНИГМИ, Новосибирск, ИМКЭС СО РАН, Томск)
Основной темой созданного курса является всесторонний анализ современных климатических изменений и их возможных последствий. Как и многие геофизические проблемы в отличие от классических проблем физики эта задача имеет одну отличительную особенность: она не допускает прямого физического эксперимента. Более того, в силу специфических особенностей климатической системы адекватные лабораторные эксперименты, как правило, также представляются весьма проблематичными. Поэтому важнейшим средством изучения как климатической системы, в целом, так и протекающих в ней отдельных геофизических процессов, описывающих, в том числе и климатические изменения, является математическое (численное) моделирование, базирующееся на иерархии моделей: от глобальных, основу которых составляют модели общей циркуляции атмосферы и океана, до микромасштабных моделей турбулентности. Восприятие курса целиком посвященного современному климатическому и экологическому моделирование требует достаточно глубоко знания общей физики, хорошей математической подготовки и умения анализировать большие массивы получаемых в результате численного моделирования данных. К сожалению, студенты метеорологических кафедр в большинстве своем не обладают такой подготовкой и не готовы к восприятию такого углубленного курса. Поэтому мы старались построить его в более доступной для восприятия форме, для чего в первых лекциях представили общий анализ проблемы изменений климата и современных подходов к ее решению. Здесь же введена основная терминология и на достаточно простом уровне обсуждаются основные физические эффекты и механизмы, обуславливающие изменчивость климата. В последующих лекциях эти же вопросы рассматриваются более детально и глубоко, с привлечением необходимого математического аппарата. Только после этого дается достаточно подробное изложение материала, посвященного собственно математическому моделированию, как основе изучения климата. Завершают курс лекции дающие описание современной информационно-вычислительной платформы «Климат», как инструмента для мониторинга и анализа климатических изменений на конкретной территории. Эта платформа позволяет проводить исследования в этой междисциплинарной области и специалистам, не владеющим навыками программирования высокого уровня и навыками построения/настройки/запуска вычислительных моделей и студентам вполне по силам выполнение с ее помощью закрепляющих теоретический материал курса циклов вычислительных лабораторных работ, посвященных как анализу характеристик климатических изменений, так и моделированию возможных климатов будущего.
Подготовленный для курса набор информационных материалов не только включает обычный список рекомендованной литературы но и содержит файлы многих публикаций, распространение которых не ограничено законом об авторском праве. В число этих материалов включены и курсы лекций повышенного уровня по климатической тематике.
В данном учебно-методическом пособии изложены основные статистические приемы обработки и анализа метеорологических данных для количественного описания экстремальных климатических явлений в условиях современных климатических изменений и возможного их влияния на состояние окружающей среды региона. Представлен комплекс лабораторных работ для изучения многолетнего режима тепла и влаги на территории отдельных регионов.
Учебно-методическое пособие предназначено для решения ряда практических задач в области метеорологии и климатологии.
- Учитель: Tamara Shulgina
Курс содержит ряд лекций по физике атмосферы