Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Науки про землю arrow Динаміка турбулентно-циркуляційних та дифузійних процесів у нижньому шарі атмосфери над Україною
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Динаміка турбулентно-циркуляційних та дифузійних процесів у нижньому шарі атмосфери над Україною

Анотації 

Степаненко С.М. Динаміка турбулентно-циркуляційних та дифузійних процесів у нижньому шарі атмосфери над Україною. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 04.00.22 - геофізика. - Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, Харьків, 1999.

   Дисертацію присвячено питанням математичного моделювання внутрішньої структури атмосферного примежового шару (АПС) і процесів поширення і розсіяння забруднюючих речовин в нижньому шарі атмосфери на основі стандартної метеорологічної інформації. В дисертації розроблено атмосферну турбулентно-циркуляційну і дифузійну модель діагнозу і прогнозу динаміки нижнього шару атмосфери і його екологічного стану з урахуванням основних фізичних механізмів формування закономірностей просторово-часового розподілу метеорологічних величин, характеристик турбулентного обміну і перенесення забруднюючих речовин над територією України. Запропоновано методики параметризації ефектів орографії в задачі відновлення внутрішньої структури АПС і екологічного стану нижнього шару атмосфери, класифікації умов формування внутрішньої структури АПС, регіонального перенесення і дифузії забруднюючих речовин і її використання в задачах екологічного моніторингу. Встановлені основні закономірності розподілу характеристик турбулентно-циркуляційного режиму і екологічного стану нижнього шару атмосфери при характерних для України атмосферних процесах. Основні результати праці викорисковуються в оперативних прогностичних підрозділах Гідрометслужби України та Російської Федерації.

Степаненко С.Н. Динамика турбулентно-циркуляционных и диффузионных процессов в нижнем слое атмосферы над Украиной. Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора физико-математических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. - Институт радиофизики и электроники им. О.Я. Усыкова НАН Украины, Харьков, 1999.

   Диссертация посвящена вопросом математического моделирования внутренней структуры атмосферного пограничного слоя (АПС) и процессов распространения и рассеяния загрязняющих веществ в нижнем слое атмосферы на основе стандартной метеорологической информации.
   В диссертационной работе сформулирована и решена задача совместного количественного описания динамики турбулентно-циркуляционных и диффузионных процессов, объединяющего моделирование внутренней структуры атмосферного пограничного слоя (АПС) и процессов распространения и рассеяния загрязняющих веществ с учетом основных физических факторов формирования этих процессов, что представляет собой новую научно-прикладную проблему мезомасштабного диагноза и прогноза атмосферных процессов и экологического состояния воздушного бассейна над неоднородной подстилающей поверхностью применительно к условиям Украины. Сформулированная постановка проблемы отвечает требованиям физической обоснованности, корректности математического решения и информационной полноты.
   Решены следующие теоретические и практические задачи:
   - разработана гидродинамическая модель АТЦДМ для совместного количественного описания внутренней структуры и процессов переноса и рассеяния загрязненных объемов воздуха в нижнем слое атмосферы;
   - предложена параметризация эффектов орографии и оценка её влияния на динамику турбулентно-циркуляционных и диффузионных процессов в нижнем слое атмосферы над территорией Украины;
   - разработана методика количественного описания процессов регионального переноса и рассеяния примесей;
   - разработана компьютерная информационная система (КИС) для реализации АТЦДМ с использованием различных видов стандартной метеорологической информации и сведений об основных источниках загрязнения атмосферы над Украиной;
   - проведена количественная оценка динамики и экологического состояния нижнего слоя атмосферы при типовых для Украины синоптических ситуациях с использованием вычислительного алгоритма АТЦДМ;
   - предложена классификация метеорологических условий в нижнем слое атмосферы для решения задач экологического мониторинга состояния воздушного бассейна над Украиной.
   Разработанные в диссертации физико-математические подходы предполагают использование стандартной диагностической и прогностической крупномасштабной метеорологической информации. С этой целью построена компьютерная информационная система, предназначенная для оперативного мезомасштабного анализа и прогноза турбулентно-циркуляционного режима, характеристик распространения и рассеяния примесей над территорией Украины, а также для усвоения исходной стандартной метеорологической информации и представления выходной информации модели в виде, удобном для потенциального потребителя. Данная КИС может быть использована как самостоятельная система для детализации выходной информации прогностических систем, заданной на крупных сетках. В этом качестве она используется в Гидрометцентре Российской Федерации, а также в Гидрометцентре Черного и Азовского морей Госкомгидромета Украины.
   Разработанная гидродинамическая модель использована для выявления комплексных характеристик состояния и эволюции нижней атмосферы над Украиной. Концепция комплексной характеристики заключается в том, что атмосферные процессы классифицировались по типовым синоптическим ситуациям. Для каждой синоптической ситуации подбирался естественный синоптический период (ЕСП), развитие процессов в котором в значительной степени соответствовало характерной динамике, наблюдаемой в этой синоптической ситуации.
   В диссертации выполнена верификация разработанной модели при использовании различных видов исходной стандартной информации и приведены результаты сопоставлений, свидетельствующие о возможности её применения в оперативной практике для мезомасштабного анализа и прогноза полей метеорологических величин, характеристик турбулентности, а также для расчетов регионального пространственно-временного распределения концентраций загрязняющих веществ.
   Описание процессов распространения и рассеяния примеси в рассматриваемом регионе основывается на концепции ближней и дальней зон. В ближней от источника зоне (далее “ближняя зона”), размер которой имеет порядок, не превышающий 1 км, следует воспользоваться статистической теорией турбулентной диффузии и, в частности, моделью рассеивающейся струи примеси. В этой зоне описание диффузии примеси основывается на гауссовой модели рассеяния Паскуилла-Гиффорда, лежащей в основе методик МАГАТЭ. В дальней от источника зоне (далее “дальняя зона”) - перенос и рассеивание примеси описывается уравнением турбулентной диффузии (УТД), в котором характеристиками турбулентного рассеивания являются коэффициенты вертикального и горизонтального турбулентного перемешивания.
   В работе предложен новый алгоритм решения уравнения турбулентной диффузии на основе метода переменных направлений, позволяющий избежать ряд вычислительных сложностей, связанных с применением традиционных методов расщепления.
   Разработана методика классификации метеорологических условий распространения и рассеяния примесей в нижнем слое атмосферы по данным аэрологического зондирования и приведены результаты использования предложенной классификации для определения типовых вертикальных профилей метеорологических величин и характеристик турбулентности для различных метеорологических условий, характерных для Восточной Европы по данным 14608 радиозондирований атмосферы за 10-летний период с 1978 по 1987 годы на ст. Долгопрудный.
   Разработанные в диссертации научно-прикладное направление позволяет существенно расширить диапазон решаемых задач диагноза и прогноза мезомасштабной атмосферной циркуляции, процессов регионального переноса и рассеивания примесей . Опыт использования методик восстановления детальной трехмерной структуры турбулентно-циркуляционного режима и процессов диффузии в нижнем слое атмосферы позволяет рекомендовать их к широкому применению в научных и оперативных подразделениях Госкомгидромета Украины и Министерства по охране окружающей природной среды и ядерной безопасности Украины.
   Основные результаты работы используются в оперативных прогностических подразделениях Гидрометслужбы Украины и Российской Федерации.

Stepanenko S.N. The dynamics of turbulence-circulating and diffusion processes in low atmospheric layer over Ukraine. - Manuscript.

Thesis for doctor's degree by speciality 04.00.22 - geophysics. - The Institute of Radiophysics and Electronics Engineering of National Academy of Science of Ukraine, Kharkov, 1999.

   The thesis is dedicated to mathematical simulation of internal structure of an atmospheric boundary layer (ÀBL) and both processes of distribution and dispersion of polluting substances in the lower atmospheric layer (LAL) on the basis of the standard meteorological information. An atmospheric turbulence-circulating and diffusion model for the diagnosis and forecast of the LAL dynamics and its ecological conditions with regard to the main physical generating mechanisms of time-spatial distribution of meteorological values, features of turbulent exchange and transport of pollutants above Ukraine is developed in a thesis. The techniques of parametrization of orography effects in the task of restoring of the internal ABL structure and LAL ecological conditions, a classification of conditions of the internal ABL structure generation, regional transport and diffusion of pollutants and its use in the tasks of ecological monitoring are suggested. The principal patterns of distribution behavior of the turbulence-circulation characteristics and LAL conditions at atmospheric processes characteristic of Ukraine are determined. The results put into use with operating prognostic divisions of the Ukrainian and Russian Hydrometeorological Services.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Динаміка турбулентно-циркуляційних та дифузійних процесів у нижньому шарі атмосфери над Україною

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!