В статті досліджено сучасний рівень та основні тенденції забруднення атмосферного повітря міст України формальдегідом. Розроблено класифікації міст України за кратністю перевищення гранично допустимих концентрацій (ГДК), напрямом та інтенсивністю часової зміни концентрацій формальдегіду у повітрі міст.
Запропоновано новий підхід до нелінійного моделювання і прогнозування хаотичних процесів в гізичних та екологічних системах, який базується на концепції компактного геометричного аттрактора і нейромережевих (штучний інтелект) алгоритмах. Як ілюстрація застосування методу, наведені результати прогнозу динаміки флуктуацій концентрацій нітратів в водных бассейнах в районе Малых Карпат (1969-1966).
Розглянуто покращену теоретичну схему обчислення просторово-часової структури полів забруднення повітря в атмосфері промислового міста. Схему протестовано на даних по аерозольному пилу в атмосфері м. Одеси. На підставі аналізу емпіричних даних в межах методу кореляційної розмірності виявлені стохастичність та ефекти хаосу у динаміці і структурі поля забруднення атмосфери промислового міста.
На основі раніше розвинутих моделей нейромережевого моделювання розглянуті задачі моделювання динаміки нейромереж з різними видами вхідних паттернів та прогнозування просторово-часової структури полів концентрацій забруднюючих атмосферу промислового міста пилових речовин, а також полів інтенсивності опадів.
З метою розвитку теоретичних основ загального апарату аналізу та прогнозу впливу антропогенного навантаження на стан атмосфери промислового міста і розробки нової схеми моделювання властивостей полів концентрацій забруднюючих повітряний басейн речовин на основі методів теорії хаосу, виконано аналіз тестів на наявність хаосу в системі (повітряний басейн промислового міста) і викладено удосконалену методику відновлення фазового простору.
Розглянуті особливості формування струменевих течій нижнього рівня атмосфери (СТНР) над територією Північно-Західного Причорномор’я їх зв’язок з наявністю слабкого вітру біля поверхні землі.
Досліджується часовий розподіл індексу Північноатлантичного коливання протягом 1951–2010 рр. Визначено, що в період глобального потепління та істотного збільшення кількості й екстремальності посух в Україні в атмосфері Північної Атлантики переважала позитивна фаза зазначеної структури атмосферної телеконекції. Встановлений значущий зв’язок між змінами індексів посухи та Північноатлантичним коливанням з періодом 2-3 роки.
Запропоновано стадії енергетичної взаємодії блокуючої ситуації з процесами, які відбуваються в її оточенні. Визначено типові схеми перетворення різних видів енергії для кожної стадії.
Викладені елементи нестаціонарної теорії глобальних механізмів в атмосферних низькочастотних процесах, балансу кутового моменту Землі та ефектів телеконекції, а також атмосферних радіохвильоводів, які вивчаються на основі нової мікросистемної технології “GeoMath”.
Розглядаються нові прийоми синоптичного аналізу при складанні спеціалізованих прогнозів погоди. Зокрема, пропонується підхід до використання прогностичних даних найбільш поширених чисельних моделей та їх поєднання з розрахунковими методами прогнозу погоди в оперативній діяльності авіаційного метеопідрозділу.
Виконано аналіз фрактальних структур у турбулентних процесах (пристінні пульсації тиску в турбулентному потоці в трубі) на підставі вейвлет – аналізу та мультіфрактального формалізму.
Показані особливості впливу Ель-Ніньо-Південного Коливання на формування полів загального вмісту озону. Визначені статистично значущі періоди взаємодій між параметром Ель-Ніньо, яким є нормалізована різниця атмосферного тиску між пунктами Дурбін і Таїті, та головними компонентами полів загального вмісту озону.
Розглянуто загальні питання агрокліматичного районування територій і окреслено методологічні аспекти при районуванні територій з неоднорідною підстильною поверхнею.
Наводиться порівняльна характеристика річного та сезонних режимів опадів на території України на період до 2030 р. Відзначається очікуване загальне збільшення річної кількості опадів та нерівномірність їх випадіння за сезонами року. Очікується зменшення кількості опадів у літній період в Степовій зоні України.
Дана порівняльна кількісна оцінка теплового режиму ґрунтів в шарі 0-20 см з температурою повітря на рівні будки. На основі ущільнення кліматичної інформації розглядається комплексне районування показників теплових ресурсів в межах Одеської області в середньому масштабі для середньосуглинистих ґрунтів з виділенням 5 мезорайонів.
У роботі розглядається вплив агрометеорологічних умов на фотосинтетичну продуктивність посівів сої . Визначена чиста продуктивність фотосинтезу рослин сої за міжфазними періодами розвитку.
Розглянуто особливості використання супутникових вегетаційних індексів – нормалізованого вегетаційного індексу NDVI та нормалізованого водного індексу NDWI в емпіричному моделюванні врожайності зернових культур. Для областей степової зони України побудовано лінійні регресійні моделі врожайності озимої пшениці, предикторами в якій є параметри, утворені від базових вегетаційних індексів – індекс умов вегетації та запропонований індекс вологості рослинності. Також в моделі був використаний регіональний індекс блокування атмосфери для врахування циркуляційних умов на початку вегетації. Верифікація моделей показала задовільну точність прогнозування врожайності з достатньо високою завчасністю.
На основі водобалансових складових проведено дослідження зовнішнього водообміну на найбільших дніпровських водосховищах з врахуванням водності року.
В статті наведені графічні та аналітичні залежності між гідрометеорологічними показниками в районі Каховського водосховища для визначення випаровування з його водної поверхні за період експлуатації.
Установлені основні тенденції зміни водних ресурсів України на основі моделі «клімат-стік» з використанням гілки сценаріїв А1В (М10). Представлені карти ізоліній коефіцієнтів зволоження, середніх багаторічних величин річного стоку та їх змін.
Обґрунтовано і реалізовано розрахункову схему визначення можливих відміток води у Хаджибейському лимані за умов одночасного проходження весняних водопіль і дощових паводків рідкісної ймовірності перевищення у багаторічному періоді.
Наводиться схематизована оцінка теоретичного гідроенергопотенціалу приток річок Південний Буг та Дністер в межах Вінницької області.
На підставі нового хаос-геометричного підходу, який базується на методах теорії хаосу та динамічних систем, проведено чисельне дослідження характеристик флуктуаційних часових трендів змінення концентрацій нітратів в ряді водозборів у декількох регіонах Малих Карпат.
Проведена статистична обробка рядів максимальних витрат води для річок басейну мiжріччя Дністер-Прут.
Обґрунтовується науково-методична основа для побудови розрахункової методики, необхідної для нормування характеристик максимального стоку весняних водопіль і дощових паводків рідкісної ймовірності перевищення на території Причорноморської низовини.
Виконано розрахунки хвильових параметрів і просторового розподілу зависі в прибережній акваторії Чорного моря в районі Лузанівки, поблизу Куяльницького лиману.
Проведено аналіз особливостей циркуляції вод Чорного моря по кліматичним даним. Обчислені середньорічні величини швидкостей течій і витрат мас води в Чорному морі динамічним методом, а також проведені оцінки сезонних максимальних і мінімальних переносів. Виявлено періоди активного розвитку динамічних процесів на акваторії моря і періоди їх ослаблення.
За даними спостережень на рівневих постах показано зв’язок між атмосферними процесами, інтенсивністю течій та коливаннями рівня в субтропічних зонах Тихого океану. Отримано, що зміни інтенсивності течій в результаті взаємодії вод океану з атмосферою уявляє собою циклічний автоколиванний процес тривалістю циклів від 3 до 8 років. Ключовим моментом циклу (перемикачем циклу) є досягнення максимально можливого рівня у західних частинах тропічної зони океану.
Вивчається динаміка тимчасових змін концентрацій забруднюючих (діоксид азоту, сірки) атмосферу українських промислових містах (Маріуполь) речовин з використанням узагальнених нелінійних методів аналізу, прогнозу та теорії хаосу.
На основі методів теорії хаосу виконано докладний аналіз часових рядів концентрацій діоксиду сірки у м.Гдиня (Гданський регіон) і розраховано спектр кореляційних розмірностей, що свідчить про наявність рис хаосу. Надано оцінку ліміту передбачуваності у короткостроковому методі прогнозу.
В рамках уточненої 3-модової моделі кінетичних процесів кількісно досліджений ефект кінетичного охолодження атмосфери при проходженні потужного лазерного випромінювання через суміш СО2-N2-Н20 атмосферних газів.
На підставі методів теорії хаосу проведено чисельне дослідження флуктуаційних часових трендів змінення річного стоку (на прикладі р. Дунай). Розглянуто модель короткострокового пронозу.
В статті описані основні джерела надходження формальдегіду в атмосферне повітря великих міст. Розглянуто часову динаміку середньорічних концентрацій формальдегіду в атмосфері м. Києва, проаналізовано рівень забруднення повітря цією домішкою в різних частинах міста, встановлено повторюваність випадків перевищення формальдегідом максимально-разової та середньодобової гранично допустимих концентрацій.
Пропонується метод розрахунку висоти атмосферного граничного шару і його внутрішніх шарів: приземного, динамічного і конвективного шару за допомогою энергобалансової моделі приземного шару, яка створена для розрахунку поверхневих турбулентних потоків за даними стандартної метеорологічної інформації.
На основі даних метеорологічних спостережень за сніговим покривом за двадцятирічний період досліджено період залягання снігу, умови його формування та висоту снігового покриву на метеостанції Славське. Зроблено порівняльний аналіз одержаних характеристик з даними Кліматичного кадастру України.
Просторово-часовий розподіл посушливих умов в Україні за період 2000-2013 рр. досліджено за допомогою індексів, які є продуктами супутникового зондування Землі, – нормалізованого вегетаційного індексу та індексу умов вегетації. Виявлено переважання весняних посух в усіх агрокліматичних зонах з максимальною їх повторюваністю й інтенсивністю в східному Лісостепу. Порівняльний аналіз показників врожайності озимої пшениці та ярого ячменю з аномаліями вегетаційного індексу показав суттєве зниження врожаю в роки, коли значення індексу в квітні-червні менші за середні.
Пропонується схеми районування полів середньомісячної температури повітря на висоті 2 м в північній частині Тихого океану, виконаного за допомогою Універсального ітераційного методу кластеризації даних. Наведено фізичний і статистичний аналіз отриманих схем кластеризації, що має добре наукове обгрунтування. Показано, що розподіл середньомісячної температури повітря має в основному зональний характер, з меридіональними відхиленнями в районі берегової межі Північноамериканського континенту.
Розраховано і проаналізовано інтегральні переноси різних видів енергії повз межу блокуючого антициклону над територією Європи.
У статті висвітлено зміни термічного режиму в Україні протягом останніх пятидесяти років та виявлено йогоособливості у 2013році на тлі процесів,що спостерігались у північній півкулі. Визначено ранг метеорологічних величин 2013 року та їх аномалій за останні півстоліття в Україні та її регіонах. Встановлено, що підвищення температури повітря в Україні практично не викликає сумнівів. 2013 рік виявився третім у рейтингу найтепліших за останні 53 роки. Особливістютермічного режиму 2013 року є високі значення мінімальної температури, тривалий безморозний період, період вегетації та літній сезон, значна кількість спекотних днів та днів зі сприятливими умовами для формування атмосферної засухи. При цьому на заході країни він виявився найпосушливішим, а на півночі – третім у рейтингу, поступившись 2010 та 1996 рокам.
.
Розглядається порівняльна характеристика термічного режиму повітря в Україні на період до 2030 р. Очікується більш раннє настання дат переходу температури повітря через 0, 5, 10 і 15°С весною. Більш пізнє восени загальне зростання середньої температури, сум температур та їх амплітуд.
Представлені результати дослідження блоку динамічної моделі формування зимостійкості рослинами озимої пшениці у Південному Степу України на прикладі Одеської області. Ідентифіковані параметри блоку моделі формування зимостійкості рослинами озимої пшениці за даними лабораторно-польових експериментальних досліджень динаміки агробіологічних показників. Отримана модель описує процес загартування рослин озимої пшениці під впливом агрометеорологічних умов осіннє-зимового періоду і може використовуватись для прогнозу їх перезимівлі як для конкретного поля, так і для Південного Степу України. Помилка між розрахованими модельними значеннями та фактичними даними, визначеними в ході лабораторно-польових експериментальних досліджень на дату припинення вегетації становить 7%.
Розглядається зміна агрокліматичних умов вирощування винограду в Північному Причорномор’ї. Виконана оцінка зміщення фаз вегетації технічних сортів винограду при реалізації кліматичних сценаріїв. На основі моделі формування продуктивності винограду проводиться оцінка зміни врожайності у зв’язку з можливою зміною клімату.
Дана оцінка ризику пошкодження винограду різних сортів весняними заморозками з використанням моделі умовної ймовірності. Розрахунки проведені за даними п’яти агрометеорологічних станцій виноградарської зони Одеської області.
В статті розглядаються науково-методичні підходи щодо створення розрахункової методики для визначення характеристик максимального стоку невеликих річок.
На основі узагальнення реальної морфологічної та гідрометеорологічної інформації з водосховищ Дніпровського каскаду виявлена та наведена залежність для визначення втрат води на випаровування з їх акваторії.
На більшості річок басейну Тилігульського лиману гідрометеорологічні спостереження не організовані. Існуючі ряди даних на річці Тилігул трансформовані водогосподарською діяльністю, що не дозволяє оцінити характеристики стоку з достатньою точністю. У роботі наведені характеристики річного стоку та мінімального стоку, а також внутрішньорічного розподілу, визначені за моделлю “клімат-стік” з використанням метеорологічної інформації.
Обґрунтовано методику визначення розрахункових характеристик весняних водопіль і дощових паводків рідкісної ймовірності перевищення при оцінці надходження поверхневих вод у Хаджибейський лиман.
Стаття присвячена дослідженню якості вод р. Південний Буг в пункті м. Вінниця за показниками окиснюваності (біхроматна, перманганатна окиснюваність, кольоровість, вміст розчиненого кисню) та визначенню їх статистичних характеристик. Оцінка якості вод виконана на основі методики комплексної екологічної оцінки за еколого-санітарними критеріями. Використання кривих забезпеченості дозволило визначити різні рівні забезпеченості якості вод.
У статті розглянуті різні кінцево-різницеві схеми при моделюванні несталої турбулентної дифузії зависі у водному потоці в плоскій постановці завдання. Виконаний аналіз отриманих рішень, дана оцінка погрішності розрахунків і оптимізовані вихідні параметри моделі. Приводяться рекомендації для виконання інженерних розрахунків.
Уточнено розрахункові гідрологічні характеристики річок Житомирської області. Встановлено часові межі трьох останніх повних циклів водності, кожен з яких включає маловодну та багатоводну фазу різної тривалості. Підкреслено значну мінливість норм стоку в окремі фази, і навіть періоди. Дані досліджень рекомендовано враховувати при виборі порівняльних періодів для водогосподарських, гідрохімічних та прогнозних гідрологічних розрахунків.
На основі реальної гідрометеорологічної інформації за 55 років експлуатації водосховища досліджено вплив дефіциту насичення водяної пари над ним для характерних років його гідрометеорологічних показників.
У статті розглядаються науково-методичні підходи, пов’язані з обґрунтуванням тривалості припливу води зі схилів в періоди формування екстремально високих дощових паводків і весняних водопіль.
За результатами мікробіологічних зйомок в зимові сезони 2002-2005 років виконаний аналіз умов формування численності домінуючих груп бактерій зимових співтовариств планктону. Встановлені закономірні зміни показників чисельності різних груп, які визначаються градіентом параметрів фізико-хімічного комплексу, орієнтованого по напрямку переносу вод в Карське море. Виявлені кількісні форми зв’язків, які формують чисельність домінуючих груп бактерій для зимових сезонів у вигляді однорідного комплексу екологічних факторів.
На основі реаналізу даних океанографічних спостережень виявлені загальні тенденції довготривалих змін структури густини Чорного моря в ХХ столітті. Розглядається характер низькочастотної мінливості вертикальної стратифікації, горизонтальних градієнтів густини і інтенсивності геострофичної циркуляції для різних шарів моря. Обговорюються зовнішні чинники, що впливають на структуру густини моря і їх відносна роль.
На основі супутникової інформації за період з 2005 по 2011 рр. проаналізовано характеристики вихорів, що генеруються над материковим схилом в північно-західної та західної частинами Чорного моря. Розраховано кількість вихорів, що генеруються, термін їх життя та інтенсивного розвитку. З’ясовано положення фронтів і направлення переносів вод в найбільше характерних вихорах. Визначене тісний зв’язок вихровий активності у регіон, що розглядається з термічним станом у зимовий період та мінливістю розходів Дунаю.