Вихревые структуры и турбулентность в атмосферном пограничном слое: теоретические подходы, натурные эксперименты и численное моделирование
| Название НИОКТР | Вихревые структуры и турбулентность в атмосферном пограничном слое: теоретические подходы, натурные эксперименты и численное моделирование |
|---|---|
| Аннотация | Современные климатические изменения ведут к изменениям общей картины атмосферной циркуляции, усилению интенсивности и увеличению частоты экстремальных погодных явлений. В сочетании с развитием мегаполисов в центральных регионах РФ возрастает высокая уязвимость нашего общества к опасным явлениям погоды и предъявляет повышенные требования к системам атмосферного моделирования. Эффективное противодействие подобным угрозам необходимо для повышения комфортности и безопасности общества, экономики и государства, и для обеспечения устойчивого развития страны в целом. Увеличение мощности вычислительных ресурсов тем не менее не ведет к повышению качества как самого моделирования, так и его прогнозных возможностей. Одной из основных причин является недостаточное знание и понимание субмезомасштабных процессов в атмосферном пограничном слое, происходящих в «серой зоне» атмосферных моделей и средств измерения и, плохо параметризуемых. Другая причина связана со структурой самих модельных уравнений, неполной ортогональности систем их собственных функций и интенсификации при определенных условиях быстро растущих т.н. оптимальных возмущений (сингулярных векторов), увеличивающих уровень ошибок. Учет структур небольших масштабов при моделировании АПС для нелинейных нестационарных параметризаций является принципиально новым моментом данного исследования. Исходя из вышеизложенных соображений, сформулирована цель проекта – комплексное системное исследование структуры и динамики вихревых движений и турбулентности и связанных с ними субмезомасштабных и мезомасштабных циркуляционных движений, представляющих собой элементы турбулентного каскада, объединяющее экспериментальные, модельные и теоретические подходы, с целью дальнейшего использования полученных знаний и эмпирических данных для развития фундаментальных методов и подходов в региональном атмосферном моделировании и развития систем диагностики опасных явлений. Принципиально новым элементом проекта является исследование свойств турбулентного потенциального вихря, величины, непосредственно связанной с воспроизводством и балансом спиральности в АПС. Будет выполнено численное и теоретическое исследование формирования, развития и взаимодействия мезомасштабных и субмезомасштабных структур в АПС, анализ их статистики. Предложены методики поиска событий вихревой природы в потоке данных трехкомпонентных анемометров; поиска конвективных структур с использованием нейронных сетей по данным пульсационных измерений температуры и скорости ветра, полученных проволочными датчиками, специально разработанными в ИФА им. А.М. Обухова РАН. Итоги выполнения проекта входят в создание теоретических основ современной системы комплексного мониторинга структуры и пространственно-временных вариаций состояния атмосферы на различных высотных уровнях с использованием интегрированных дистанционных методов и новейших технологий зондирования для последующих прогнозных оценок состояния атмосферы и её климатических изменений. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 21000.0 |
| Дата начала | 2025-05-29 |
| Дата окончания | 2027-12-31 |
| Номер контракта | 25-17-00346 |
| Дата контракта | 2025-05-29 |
| Количество отчетов | 3 |
| УДК | 551.510.522:532.526 |
| Количество просмотров | 7 |
| Руководитель работы | Чхетиани Отто Гурамович |
| Руководитель организации | Семенов Владимир Анатольевич |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ АТМОСФЕРЫ ИМ. А.М. ОБУХОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-07-28 11:33:11 UTC, 2025-07-28 11:33:11 UTC |
| ОКПД | Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области наук о Земле и взаимосвязанных наук об окружающей среде |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | атмосферный пограничный слой; турбулентность; спиральность; потенциальная завихренность; структуры поля температуры; субмезомасштабные циркуляции; вихревые движения |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 37.21.35 - Физика пограничного слоя атмосферы |
| OECD | — |
| OESR | Метеорология и науки об атмосфере |
| Приоритеты научно-технического развития | з) объективную оценку выбросов и поглощения климатически активных веществ, снижение их негативного воздействия на окружающую среду и климат, повышение возможности качественной адаптации экосистем, населения и отраслей экономики к климатическим изменениям; |
| Регистрационные номера | — |