З метою розвитку теоретичних основ апарату аналізу і прогнозу впливу антропогенного навантаження на стан атмосфери промислового міста і розробки нової схеми моделювання властивостей полів конце-нтрацій забруднюючих речовин на основі методів теорії хаосу, виконано аналіз фізичних аспектів реко-нструкції фазового простору та викладена удосконалена концепція розмірностей Ляпунова.
В роботі виконано оцінку та аналіз рівня забруднення атмосферного повітря м. Миколаїв за 2004 – 2011 рр. на основі даних моніторингу. Проведено класифікацію забрудненості повітряного басейну з урахуванням показника забруднення атмосферного повітря.
Проведено розрахунки відносного вкладу викидів підприємств м. Одеса у формування поля забруднення атмосферного повітря двоокисом азоту при чотирьох напрямках вітру: північ, схід, південь і захід. Отримані результати дозволяють оцінити умови формування поля забруднення атмосфери міста за рахунок викидів стаціонарних джерел з урахуванням їх технічних і технологічних характеристик.
На основі методу теорії хаосу, зокрема, схеми кореляційної розмірності, алгоритму Гросберге-ра-Прокаччі, виконано аналіз часових рядів концентрацій діоксиду азоту у м. Гдиня (Гданський ре-гіон) і розраховано спектр кореляційних розмірностей, що підтверджує наявність відповідного хаосу. Отримані чисельні оцінки узгоджуються з даними по спектру розмірностей Ляпунова, розмірності Калана-Йорка та ентропії Колмогорова. Надано оцінку ліміту передбачуваності ме-тоду короткострокового прогнозу.
Проаналізовано передумови створення кадастру природних лікувальних ресурсів, що враховують специфіку кардіології, розроблена інформаційна система, яка забезпечує накопичення і систематизацію існуючих даних про ПЛР та розширення задач їх обробки.
В роботі розглянуті граничні умови функціонування екосистеми водно-болотного угіддя «Озеро Картал» і в зв’язку з цим визначено його оптимальний рівневий режим.
На підставі мультіфрактального формалізму з використанням схеми Грассбергера-Прокаччіа виконано мультіфрактальний аналіз часових рядів індексів Арктичного, Антарктичного і Південного коливань.
Запропоновано модель, що описує зміни концентрації 7Ве в приземному шарі атмосфери м. Майямі. У моделі використовується поліном третього порядку від трьох змінних: температури, сум атмосферних опадів, кількості днів з грозами в місяці. Дана модель дозволяє прогнозувати досліджуваний процес на два кроки (року).
У статті висвітлено головні прояви регіональних кліматичних змін в Закарпатській області в сучасний період на тлі глобальних процесів зміни клімату на основі аналізу та порівняння параметрів кліматичної системи протягом останніх двадцяти років (1991-2010 рр.) відносно кліматичної норми (1961-1990 рр.). Виявлені регіональні особливості зміни термічного режиму, режиму зволоження та екстремальних явищ погоди.
.
Дається аналіз основних характеристик клімату міста Мінськ і закономірностей їх зміни в ході приро-дного розвитку і антропогенної трансформації міського середовища. Отримані результати можуть бути використані в практиці раціонального природокористування для ухвалення грамотних управлінсь-ких рішень по оптимізації функціонування і розвитку столиці Білорусі з урахуванням можливих варі-ацій клімату.
За допомогою математичної моделі виконана оцінка агрокліматичних ресурсів продуктивності території України стосовно вирощування томатів. Виконано аналіз водно-теплового режиму посівів томатів та приросту різних категорій їх врожайності.
Запропоновано новий підхід до нелінійного прогнозування хаотичних процесів в гідрологічних системах, який базується на концепції компактного геометричного аттрактора і нейромережевом (штучний інтелект) алгоритмі. Запропонований мето нітратів у водних басейнах Малих Карпат.
Розглядаються науково-методичні підходи щодо встановлення розрахункових характеристик паводкового стоку в басейні р. Південний Буг.
Виконано оцінку часових багаторічних змін гідрометеорологічних факторів і стокових характеристик весняного водопілля річок басейнів Десни й інших лівих приток Дніпра та запропоновані рекомендації щодо врахування цих змін в територіально-загальному методі прогнозу максимального стоку весняного водопілля.
На основі узагальнення реальної гідрометеорологічної інформації за 55 років експлуатації водосховища виявлена залежність для визначення втрат води на випаровування з усієї його акваторії та окремих ділянок.
На основі реальних гідрометеорологічних даних проведено узагальненя та аналіз показників випаровування з водної поверхні Кременчуцького водосховища за час його єксплуатації.
На основі власних натурних вимірів і експериментальних даних проведений аналіз мінливості гидролого-гидрохимічного режиму Куяльніцького лиману за останніх 15 років. Зроблено висновок, що на сучасному етапі неможливо довгочасно стабілізувати водно-сольовий та гідрохімічний режим Куяльницького лиману при допомозі природних чинників. Поповнення лиману водою з зовнішніх джерел не приведе до докорінних змін його бальнеологічних властивостей і рекреаційного потенціалу.
В статті розглянуті деякі підходи щодо завчасного передбачення перебігу стоку під час весняного водопілля на р. Прип’ять біля м. Мозир на основі типізації гідрографів весняного стоку за рядом ознак, що характеризують особливості розвитку процесів його формування. Розробка типових схем розподілу в часі весняного стоку з метою його довгострокового прогнозування виконувалася в певному наближенні та ґрунтується на статистичній обробці й аналізі багаторічних даних гідрометричних спостережень (1881-2009 рр.).
В статті наводиться багаторічна характеристика водності та повторюваності паводків в холодний і теплий періоди року в басейні Тиси (у межах України), тенденції у змінах цих показників в сучасний період (1991–2011 рр.) відносно періоду кліматичної норми 1961-1990рр.
Наведені особливості просторово-часових змін гідрохімічних показників в нижній частині Дністровського лиману за період 2007-2010 рр., що відбуваються під впливом природних та антропогенних факторів. Представлені результати оцінки якості води за різними методиками та оцінка відповідності якості води нормативам.
Наведено узагальнення реальної гідрометеорологічної та морфометричної інформації по акваторії Каховського водосховища, зіставлення та аналіз результатів.
В роботі розглянуті питання сучасного перерозподілу стоку по рукавах дельти Дунаю і його ймовірні зміни за умов проведення нових гідротехнічних робіт.
Досліджено режим біогенної та органічної речовини малих річок міста Чернівці. Встановлено, що внаслідок антропогенного впливу концентрації мінеральних сполук азоту підвищувались, змінювалась їх річна динаміка та відношення форм вмісту у річкових водах. Ступінь зростання вмісту органічної та біогенної речовини визначався рівнем антропогенного впливу на басейни річок.
Обговорюється вплив сезонних змін температури на характер розвитку автотрофних компонентів морського планктону. Пропонується автомодельне рівняння реалізації біотичного потенціалу (/m) з урахуванням показників діапазону толерантності: /m = f(Tmin, Tm, Тopt, Q). Розроблена фізико-географічна модель формування /m для різних широт, в якій зазначений показник використовується в якості математичної функції.. Обговорюються екологічні стратегії та встановлені на моделі ефекти пригнічення автотрофов сезонним ходом температури, приведені приклади.
Розглянуто сезонні коливання рівня Тихого океану між 40°пн.ш. та 40°пд.ш, пов’язані з дією мусонів. Використані дані спостережень на 34 континентальних та острівних станціях. Отримано, що максимальні сезонні коливання спостерігаються в північно-західній частині акваторії (розмах коливань складає ~400 мм), в південно-східній частині – біля 70 мм, а мінімальна дія мусонів спостерігається в центральній частині акваторії (розмах коливань порядку 40 мм). У разі збігу екстремумів сезонних коливань і коливань, пов’язаних з ПдК, загальний розмах коливань може зрости до 700 мм.
На підставі річних серій вимірювань з півгодинною дискретністю виявлені тонкі відмінності мінливості температури води різних часових масштабів в морі біля узбережжя Одеси і в мілководному Дофінівському лимані. При практично однакових потоках сонячної радіації – головного чинника мінливості температури – ці відмінності визначаються морфометрією водойм, яка трансформує результати дії метеорологічних факторів, включаючи ту ж сонячну радіацію. Виявлено дві цікаві особливості мінливості температури води під льодом.
Природа формування поверхневої циркуляції Чорного моря розглянута за фактичними зйомками у весняний (квітень), літній (липень), осінній (вересень) та зимовий (лютий-березень) періоди року. Визначна роль паводку річок у формуванні поверхневої циркуляції вод Чорного моря та послідовному сезонному розвитку інтенсивності спочатку західного (квітень), а потім східного (вересень) циклонів показана як за кліматичними, так і по конкретним гідрологічним зйомкам.
У статті аналізуються міжрокові коливання вмісту нафтопродуктів у поверхневому шарі Одеського регіону північно-західної частини Чорного моря у зв’язку з такими ж коливаннями температури води, солоності, вмісту мінеральних форм азоту і фосфору і стоку р. Дніпро в період 1988-2012 рр.
У статті проаналізовані результати спостережень течій влітку 2009 р. і 2012 р. у прибережної зоні Одеського регіону північно-західної частини Чорного моря.
Це дослідження дозволяє поліпшити короткостроковий чисельний прогноз метеорологічних і турбулентних змінних, використовуючи рівняння гідродинаміки і схему замикання двох рівнянь турбулентності, що включає рівняння ТКЕ і дисипації. Основні рівняння були написані в рамках K-теорії турбулентності для нестаціонарної стратифікованої, бароклінної, гідростатичної атмосфери в ізобаричній і z-системах координат. Кінцево-різницеві рівняння розв’язуються за допомогою методу послідовних наближень. Це дозволяє застосувати неявне інтегрування за часом, яке забезпечує обчислювальну стійкість і позитивні значення ТКЕ і дисипації. Прогноз на 2 доби метеорологічних і турбулентних змінних було розраховано для Північної півкулі. Зроблено аналіз просторового розподілу метеорологічних і турбулентних змінних для області 0-45E, 40– 65N. Аналіз показав сильну турбулентність опівдні при нестійкій стратифікації і відсутність турбулентності вночі при стійкій. Змінні атмосферного граничного шару розраховуються в 3-кілометровому шарі з вертикальним кроком 50 м в точках модельної сітки для пагористих і гористих районів. Прогностичні результати показують кількісні співвідношення між температурною стратифікацією, зсувом вітру і турбулентними параметрами. Порівняння метеорологічних умов в районах турбулентності показує, що в денні години сильна турбулентність розвивається за однакових метеорологічних умов в обох районах, але в нічний час в пагористих районах турбулентність зникає при сильній стійкій стратифікації швидше, ніж в гірській місцевості. Результати аналізу прогностичної структури турбулентності показали, що в другій половині дня і рано вранці (перехідний період) спостерігаються окремі залишкові шари, де турбулентність все ще активна, розвиваючись вище стійко стратифікованій нижній частині прикордонного шару. Представлено кількісні u1087 параметри турбулентності і метеорологічні умови окремих залишкових шарів.
У роботі вперше ренорм-груповий аналіз у загальному формулюванні застосовано до аналізу спектру турбулентності в системі «планетарна атмосфера –космічна плазма-галактичні космічні промені».
В статті на прикладі мегаполісів викладається концепція сумісного мультімасштабного моделювання міського довкілля, яка розглядає зміни клімату, процеси, що призводять до забруднення атмосфери, та вплив всіх цих процесів на здоров’я людини. Представлено огляд сумісних моделюючих систем для різних масштабів (від глобального до масштабу вулиці), які реалізовані в європейському науковому проекті “MEGAPOLI” в рамках FP7 та в деяких наступних науково-дослідницьких проектах.
Вивчено зміни складових теплового балансу урочища, розраховані за даними вимірювань на одній з його фацій. По цифровій моделі рельєфу з кроком 10 м ділянки гірського схилу було проведено оцінки, які показують, що важливу роль у формуванні топоклімату грають затінювання схилів і їх орієнтація, які можуть сильно розрізнятися на відстані декількох метрів.
Виконано оцінку характеристик острова тепла м.Одеса шляхом порівняння температури повітря на 15 пунктах спостережень, 9 з яких розташовані в межах міста. Ряд спостережень склав 45 місяців. Обговорюються питання вибору станцій, строків спостережень і забезпечення однорідності даних. Отримані результати вказують на систематичне наявність острова тепла інтенсивністю 2,9°С, причому міська середу в середньому тепліше сільській місцевості на 1,3°С. Облік прибережних станцій, вимірювання яких відображають вплив моря, призводить до заниження зазначених параметрів на 0,5°С.
Наданий короткий огляд напрямів і аспектів дослідження особливостей, мінливості і екстремальності регіонального клімату на прикладі Уралу і вживання істотно інформативного показника зволоження, що нечасто використовується, – безперервних періодів відсутності опадів. Створено спеціалізовану інформаційну базу (банки даних) – «Каталоги…» – явища, яке вивчається, що мають самостійне науково-методичне і прикладне значення. Розраховані на їх основі та картографічно і графічно інтерпретовані показники просторово-часової і міжрічної мінливості періодів різної тривалості показують територіальні, сезонні і міжрічні особливості їх розподілу, тенденції проявів міжрічних змін екстремальних (за різними індикаторними характеристиками) періодів. Результати ілюструють можливість бути індикатором мінливості клімату в регіональному аспекті, та можуть бути використані для рекомендацій по перспективному і оперативному прогнозуванню несприятливих умов зволоження – для поліпшення гидрометзабезпечення галузей економіки
Наведено результати моделювання струменевих течій нижніх рівнів (СТНР) в граничному шарі атмосфери з різним ступенем стійкості і різних синоптичних ситуаціях, як за даними окремих станцій, так і за даними обмеженої території. Найкращим чином відновлюються СТНР у внутрішньомасовій ситуації за наявності приземної інверсії температур повітря. Показано роль СТНР в розповсюдженні домішок після аварії на Чорнобильській АЕС.
Стаття представляє результати, отримані в рамках проекту “Arctic Risk”: „Шляхи перенесення в атмосфері, уразливість та можливі випадкові наслідки від ядерних зон ризику в Європейській Арктиці (міждисциплінарне сітьове дослідження)” та подальших наукових проектів. Головні результати включають розробку та перевірку методології для комплексної оцінки радіаційного ризику та регіональної уразливості.
На основі трирічних спостережень в приземному шарі повітря Томської області в роботі розглянуто особливості річного і добового ходу приземної концентрації озону на 4 постах з різними рівнями антропогенного забруднення (міським, приміським і фоновим) і вертикальний розподіл на території базового експериментального комплексу і обсерваторії «Фонова». Показано, що між постами спостерігаються помітні відмінності, як в річному, так і в добовому ходу.
Було проаналізовано різні групи циркуляції стосовно Східно-Антарктичного сектора Південної півкулі в роки з максимальним і мінімальним вмістом морського іона (Na+) в снігу за останні десятиріччя. Було виявлено макропроцеси,що сприяють збільшенню або зменшенню вмісту іонів натрію.
Пропонується новий метод кластерного аналізу, що дозволяє здійснювати розбиття масиву даних на підмножини за принципом неоднорідності. Чисельні експерименти показали, що результати кластеризації на прикладі температури поверхні океану за допомогою даного методу знаходять добре фізичне обгрунтування.
Виявлені основні особливості статистичної структури полів приземної температури. Отримані головні компоненти цих полів. Визначені статистично значущі приховані періодичності у часових рядах головних компонент. Отримані попередні висновки щодо атмосферних телеконекцій між головними компонентами полів температури приземного повітря.
На основі даних радіозондування за десятирічний період охарактеризоване формування струминних течій нижніх рівнів восени 2001-2010 рр., їх структурні параметри та зв’язок зі стратифікацією температури, виявлені переважаючи синоптичні процеси утворення низьких течій та оцінений вплив адвекції температури на виникнення інтенсивного струменя у нижніх шарах тропосфери.
В статті розглянуто випадки хвиль тепла в Києві за столітній період. Проаналізовано їх часову динаміку, тривалість та інтенсивність. Встановлено, що хвиля тепла липня–серпня 2010 р. була найпотужнішою та найтривалішою за досліджуваний період. Охарактеризовано синоптичні процеси, що призвели до її формування та температурний режим в Києві в цей період.
Представлена порівняльна оцінка статистичних характеристик рядів швидкості вітру біля поверхні землі в районі морських гідрометеорологічних станцій Іллічівськ-порт і Южний-порт, а також виявлено ряд закономірностей, що враховують не тільки сезонну і добову мінливість цих параметрів, а й вплив фізико-географічних умов розташування метеорологічних станцій на формування режиму приземного вітру.
.
Оцінюються зміни агрокліматичних ресурсів в українській частині суббасейну дельти Дунаю в 2011 – 2030 рр. та 2031 – 2050 рр. у зв’язку зі змінами клімату в порівнянні з базовим періодом 1986 – 2005 рр. Для оцінки змін використано сценарій зміни клімату в Україні – сценарій А1В, регіональну кліматичну модель MPI-M-REМO, глобальну модель – ECHAM5-r3 як найбільш вірогідні на період до 2050 року. Надана оцінка тепло-та вологозабезпеченості вегетаційного періоду. Наводиться оцінка зміни агрокліматичних умов вирощування озимої пшениці у зв’язку зі зміною клімату.
Оцінюються зміни агрокліматичних умов вирощування ярого ячменю в зв’язку зі зміною клімату. Для оцінки змін використано сценарій зміни клімату в Україні –А1В, регіональну кліматичну модель MPI-M-REМO, глобальну модель – ECHAM5-r3 як найбільш вірогідні на період до 2050 року. За допомогою моделей продукційного процесу рослин також виконана оцінка фотосинтетичної продуктивності та коливань середньої районної урожайності зерна ярого ячменю в районах Одеської області, які відносяться до української частини суббасейну дельти Дунаю.
Виконано аналіз існуючих підходів до агрокліматичного районування територій. Описано методологічні засади різномасштабного агрокліматичного районування, які базуються на застосуванні нових показників, методики ущільнення агрокліматичної інформації та методів середньо-і великомасштабного районування територій з врахуванням неоднорідностей підстильної поверхні. Представлено результати реалізації запропонованого методу на прикладі території України.
На основі адаптаційних розрахунків в рамках тривимірної чисельної моделі з високим просторовим розділенням і даних атмосферного реаналізу досліджується зв’язок міжрічної-десятилітньої мінливості великомасштабної циркуляції в Чорному морі із завихреністю поля вітру. Аналізуються адаптаційні розрахунки для жовтня-листопаду і лютого-березня двох типів. Перша серія чисельних експериментів проводяться на основі адаптації архівних даних спостережень з температури і солоності за 30 років і усередненому за десятилітні періоди полю вітру. Друга серія розрахунків проводиться за даними, з’єднаними в групи для років з високими і низькими значеннями завихреності поля вітру. Показано, що на міжрічному масштабі інтенсивність великомасштабної циркуляції в Чорному морі тісно пов’язана з мінливістю середньої завихреності поля вітру над акваторією моря. На десятилітньому масштабі такий зв’язок не виявлений. Разом з тим збільшення площі з переважаючою циклонічною завихреністю поля вітру десятилітнього масштабу супроводжується посиленням середніх течій.