Мониторинг и прогнозирование климатических изменений


Основной темой учебного курса является всесторонний анализ современных климатических изменений и их возможных последствий. Тема раскрывается в лекциях "Мониторинг и прогнозирование климатических изменений"  и двух вычислительных практикумах: "Анализ региональных изменений климата" и "Анализ климата будущего".

Разработка и внедрение курса осуществлены сотрудниками ТГУ и ИМКЭС СО РАН в рамках проектов ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы», госконтракт № 07.514.11.4044, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013, Соглашение № 8345.
Реализация курса в Moodle подготовлена м.н.с. Гордовой Ю.Е. Реализация вычислительной части лабораторных практикумов подготовлена м.н.с. Титовым А.Г.
Курс  внедрен на кафедре метеорологии и климатологии ГГФ ТГУ при содействии инженера А. Ахметшиной и профессора В.П.  Горбатенко.

Список вопросов для зачета

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.
Курс разработан проф. Гордовым Е.П. на основе монографии  авторов Е.П. Гордова, В.Н. Лыкосова, В.Н. Крупчатникова, И.Г. Окладникова, А.Г. Титова, Т.М. Шульгиной  «Вычислительно-информационные технологии мониторинга и моделирования климатических изменений и их последствий», изд. «Наука», Новосибирск, 2013 г.

В данном учебно-методическом пособии изложены основные статистические приемы обработки и анализа метеорологических данных для количественной характеристики наблюдающихся региональных изменений климата. Представлен комплекс лабораторных работ для изучения многолетнего режима атмосферных величин на территории отдельных регионов.

Учебно-методическое пособие предназначено для решения ряда практических задач в области метеорологии и климатологии.

Практикум «Анализ региональных изменений климата» подготовлен н.с. Шульгиной Т.М. на основе учебно-методического пособия «Анализ региональных изменений климата» Т.М. Шульгина, Е.П. Гордов, И.Г. Окладников, изд. ТГУ, 2012 г.

Данное учебно-методическом пособие предназначено для изучения взаимодействия отдельных компонентов климатической системы, ознакомления с основными климатическими сценариями и статистическими методами оценки влияния глобальных климатических изменений на некоторые параметры климатической системы в рамках веб-ГИС портала Платформы «КЛИМАТ».

Практикум «Анализ климата будущего» подготовлен н.с. Мартыновой Ю.В. на основе учебно-методического пособия «Анализ прогнозируемых для базовых сценариев IPCC климато-экологических изменений в выбранном регионе» Ю.В. Мартынова, Е.П. Гордов, В.Н. Крупчатников, Т.М. Шульгина, изд. ТГУ, 2012 г.

Доклад на научном семинаре МГУ под руководством академика В.А. Садовничего.

Докладчики: руководитель Росгидромета А.В. Фролов, директор Гидрометцентра России Р.М. Вильфанд, зав. лабораторией НИВЦ МГУ В.Н. Лыкосов, зав. лабораторией Гидрометцентра России, профессор МГУ Г.С. Ривин.

Некоторые результаты моделирования современного климата и его изменений в 19-21 веках, полученные с помощью климатической модели INMCM4 в рамках международной программы сравнения  климатических моделей CMIP5