Книги, написанные сотрудниками Института

This book is useful not only for young but also for mature scientists who are preparing methods for studying natural environmental phenomena and their alteration by human activity. As spatio-temporal scales of natural environmental phenomena become larger, the variance of their fluctuations increases or decreases over wide ranges. Such signals appear not only in environmental dynamics but everywhere, even in seemingly unrelated fields. When one looks at these signals more closely, one finds that they are governed by specific, measurable scaling laws, that is, a statistical relationship between big and small, between fast and slow. In this book, the authors describe and explain processes that have puzzled environmental science for decades, such as the climate crisis, clouds, turbulence, earthquakes, cosmic rays, sea wind waves, hurricanes, floods, radiation field in the climate system, ozone hole, greenhouse effect, air pollution, El Nino / La Nina, nowcasting models.

В книге представлены результаты исследований климата Арктики, выполненные в Институте физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН в сотрудничестве с другими научными институтами и организациями в течение последних лет при поддержке Российского научного фонда (грант №14-17-00647) и Программ Российской академии наук. В первой части приведены результаты анализа эмпирических данных для различных составляющих климатической системы Арктики: атмосферы, морских льдов, океана и суши с оценкой современных тенденций изменения. Во второй части рассмотрены характерные процессы и обратные связи в арктической климатической системе, важные для формирования долгопериодных аномалий климата в Арктике, а также механизмы влияния изменений климата в Арктике на циркуляцию атмосферы в средних широтах Северного полушария. В третьей части приведены оценки возможных будущих изменений климата в Арктике по результатам численных расчетов с моделями климата при сценариях антропогенного воздействия, а также влияния этих изменений на продолжительность морской навигации вдоль Северного морского пути, морское волнение, характеристики многолетнемерзлых грунтов и распад придонных метангидратов.

Для научных работников, специалистов в рассматриваемых областях, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

This monograph sets out the theory of the propagation of infrasound waves (frequencies below 20 Hz) in a real atmosphere with its inherent mesoscale wind velocity and temperature fluctuations with periods from 1 min to several hours. The theory explains the effect of mesoscale fluctuations on the parameters of infrasound waves propagating in the atmosphere, including the atmospheric boundary layer, the stratosphere, the mesosphere, and the lower thermosphere.

В монографии излагается теория распространения инфразвуковых волн (частоты ниже 20 Гц) в реальной атмосфере с присущими ей мезомасштабными флуктуациями скорости ветра и температуры с периодами от 1 мин до нескольких часов. С помощью теории объясняются наблюдаемые в экспериментах эффекты, которые оказывают мезомасштабные флуктуации на параметры инфразвуковых волн, распространяющихся в разных слоях атмосферы: атмосферном пограничном слое, стратосфере, мезосфере и нижней термосфере. Дается последовательное изложение теоретических и экспериментальных результатов исследования статистических свойств мезомасштабных флуктуаций скорости ветра и температуры, вызванных внутренними гравитационными волнами и вихревыми структурами в атмосфере, а также эффектов, которые оказывают эти флуктуации на дальнее распространение инфразвуковых волн в атмосфере. Книга может быть полезна для специалистов в области акустики и оптики атмосферы, дистанционного зондирования атмосферы, динамики внутренних волн, нелинейной акустики, инфразвукового мониторинга взрывов и атмосферных штормовых явлений.

В монографии дается обзор современного состояния радиозатменного зондирования атмосферы, включающий методы интерпретации и усвоения измерений в модели глобальной циркуляции атмосферы. Изложен оригинальный подход к решению обратной задачи радиозатменного зондирования атмосферы, основанный на восстановлении лучевой структуры волновых полей. Для этой цели привлекается аппарат линейных и нелинейных представлений. Линейные представления строятся с использованием интегральных операторов Фурье. Нелинейные представления основаны на квантовых плотностях Вигнера и Кирквуда. Изложены принципы вариационного усвоения радиозатменных данных в модели глобальной циркуляции атмосферы. Задача спутникового радиопросвечивания атмосферы сформулирована и решена, исходя из первых принципов, которыми являются уравнения Максвелла и физические свойства газов, составляющих атмосферу. Решение доведено до приложений в области исследования общей циркуляции атмосферы. Для студентов, аспирантов и научных работников, специализирующихся на вопросах распространения радиоволн, радиофизического спутникового зондирования атмосферы Земли и моделирования численного прогноза погоды. Книга может служить введением для физиков в такие темы, как канонический оператор Маслова, интегральные операторы Фурье и квантовая плотность Вигнера

Представлены результаты экспериментальных, диагностических, теоретических и модельных исследований интенсивных атмосферных вихрей, которые в течение последних лет выполнялись в Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН при поддержке Российского научного фонда (грант № 14-17-00806). Сделана попытка общего анализа иерархии интенсивных атмосферных вихрей - циркумполярных вихрей и центров действия атмосферы океанского и континентального масштаба, внетропических циклонов и антициклонов, в том числе блокирующих антициклонов, тропических циклонов (ураганов, тайфунов), интенсивных полярных мезоциклонов (“полярных ураганов”), смерчей (торнадо). Книга может быть полезна достаточно широкому кругу читателей, в том числе специалистам, аспирантам, студентам.

В книге представлены статьи, подготовленные по материалам международной конференции «Турбулентность, динамика атмосферы и климата», посвящённой столетию со дня рождения академика А. М. Обухова, которая проходила в Москве с 16 по 18 мая 2018 года. Организаторами конференции выступили Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН, Отделение наук о Земле РАН, РФФИ. Тематика конференции, охватывала следующие научные направления: турбулентность; геофизическая гидродинамика; динамика атмосферы и климатической системы; физика и состав атмосферы; взаимодействие атмосферы и океана; распространение волн, которые и стали основными темами статей данного сборника. Кроме научных статей в книгу вошли материалы о жизни и научной деятельности Александра Михайловича Обухова, подготовленные его родственниками и коллегами. Статьи сборника дают представление о современном состоянии науки об атмосфере и тенденциях её развития. Для специалистов в области наук о Земле, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

В настоящей книге представлены результаты экспериментальных, теоретических и модельных исследований динамики волновых и обменных процессов в атмосфере, выполненных в последние годы в Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, в том числе в рамках проекта Российского Научного Фонда № 14-27-00134. Рассматривается широкий круг вопросов: взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью; развитие, распространение и взаимодействие волн, вихревых структур и турбулентности в толще атмосферы от приземного слоя до нижней термосферы и систематическое влияние этих процессов на результаты дистанционного зондирования. В соответствии с затрагиваемыми темами книга состоит из 4 глав: Атмосферная турбулентность, Атмосферный пограничный слой, Взаимодействие атмосферы и океана, Верхняя атмосфера. Книга будет полезна широкому кругу читателей: специалистам, работающим в данной области знания, аспирантам и студентам, изучающим науки о Земле.

Книга является сборником избранных трудов Международной конференции "ТУРБУЛЕНТНОСТЪ, ДИНАМИКА АТМОСФЕРЫ И КЛИМАТА", посвященной памяти академика А.М.Обухова, Конференция была посвящена одному из самых актуальных направлений в науках о Земле, а именно - исследованиям в области физики атмосферы, климата и окружающей среды, и проходила в г, Москве с 13-го по 16-е мая 2013 г. Организаторами конференции выступили Институт физики атмосферы им А.М.Обухова РАН, Отделение наук о Земле РАН, РФФИ. В соответствии с программой Конференции книга делится на 6 секций: "Турбулентность. Геофизическая гидродинамика", "Динамика атмосферы и климатической системы", "Физика и состав атмосферы", "Взаимодействие атмосферы и океана", "Распространение волн". Статьи, написанные на основе пленарных докладов, сделанных ведущими российскими учеными, в их числе прямыми учениками А.М.Обухова, как правило, открывают каждую секцию книги. Книга дает прекрасное представление о современном состоянии науки об атмосфере и тенденциях её развития. Она будет полезна широкому кругу читателей специалистам, работающим в данной области знания, аспирантам и студентам, изучающим науки о Земле.

Монография посвящена диагностике структуры полей климатических переменных в годовом ходе и в их межrодовой изменчивости. Исследуется динамика полей основных климатических переменных в атмосфере и океане, отмечаются структурные особенности деятельного слоя суши, криосферы и биосферы. Анализ эмпирических данных сопровождается анализом результатов математических моделей, в том числе климатических моделей общей циркуляции. Диагностика с целью выявления и подтверждения глобальных и региональных механизмов формирования земной климатической системы проводится как для широтных зон в целом , так и в широтно-высотном и широтно-долrотном разрешении. При этом наряду со стандартными методами для анализа эволюции климата используется метод амплитудно-фазовых характеристик. Анализ характеристик чувствительности климатической системы сочетается с анализом характеристик устойчивости. Предназначена для специалистов no геофизической термоrидродинамике.

Книга, подготовленная под эгидой Совета РАН по проблемам климата Земли, содержит материалы ведущих ученых страны по актуальным вопросам определения влияния метана на климатические изменения, основанные на обширном перечне научных публикаций и исследованиях авторов. Рассмотрены источники и стоки метана, представлены количественные оценки соотношения естественных (природных) и антропогенных выбросов в атмосферу метана в России и в мире. Выполнен анализ роли метана в атмосферных фотохимических процессах с оценкой современных изменений концентрации метана в атмосфере и их причин. Особое внимание уделено выбросам метана в Арктической зоне, включая эмиссию метана из многолетнемерзлых болот России. Представлены результаты сравнительного анализа систем коэффициентов, используемых при определении эмиссии метана в атмосферу в национальных кадастрах. В том числе представлены соответствующие коэффициенты для производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Рассмотрены новые метрики для оценки выбросов парниковых газов. Особое внимание уделено факторам, влияющим на глобальные и региональные изменения климата с оценкой роли антропогенных выбросов метана в атмосферу, в том числе с использованием моделей земной системы Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН. Книга предназначена как для специалистов – представителей профильных ведомств и организаций реального сектора экономики, так и для широкого круга специалистов, научных работников, профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов образовательных учреждений, специализирующихся в данных областях

Коллективная монография содержит материалы ведущих ученых страны по актуальным вопросам проблематики изменения климата, основанные на обширном перечне научных публикаций и исследованиях авторов. Рассмотрены: климатические процессы и изменения, экстремальные режимы, предсказуемость; моделирование изменений земной климатической системы; экологические и социально-экономические последствия климатических изменений, риски и возможности; проблемы адаптации к изменениям климата; проблемы регулирования антропогенных воздействий на климат; углеродная нейтральность. Книга предназначена как для специалистов – представителей профильных ведомств и организаций реального сектора экономики, так и для широкого круга специалистов, научных работников, профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов образовательных учреждений, специализирующихся в данных областях.