Динамика и фотохимия озоносферы и средней атмосферы экваториальной и тропической области Земли (1097543)
Текст из файла
на правах рукописиПеров Станислав ПетровичДИНАМИКА И ФОТОХИМИЯ ОЗОНОСФЕРЫ И СРЕДНЕЙАТМОСФЕРЫ ЭКВАТОРИАЛЬНОЙ И ТРОПИЧЕСКОЙОБЛАСТИ ЗЕМЛИСпециальность 25.00.29 - Физика атмосферы и гидросферыАвторефератдиссертации на соискание ученой степенидоктора физико-математических наукМосква 2013 г.1Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении«Центральная аэрологическая обсерватория»Официальные оппоненты:Еланский Николай ФилипповичЧлен-корреспондент РАН, доктор физикоматематических наук, профессорФедеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физикиатмосферы имени А.М.Обухова Российской Академии наук»,заведующий отделом состава атмосферыИванов-Холодный Гор Семеновичдоктор физико-математических наук, профессорФедеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт земногомагнетизма и распространения радиоволн имени Н.В.Пушкова Российской Академиинаук», главный научный сотрудникКостко Олег Константиновичдоктор физико-математических наук, профессорФедеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт прикладнойгеофизики имени академика Е.К.Федорова", главный научный сотрудникВедущая организация:Институт экспериментальной метеорологииФедерального государственное бюджетного учреждения «Научно-производственноеобъединение «Тайфун», г.
ОбнинскЗащита состоится 13 июня 2013 г. в 16 часов на заседании диссертационногосовета по геофизике Д 501.001.63 при МГУ имени М.В.Ломоносова по адресу:119992, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, ЮФАС диссертацией можно ознакомиться в научной библиотекеМ.В.Ломоносова (Ломоносовский просп., д.27).МГУимениАвтореферат разослан «___»__________2013 годаУчёный секретарьДиссертационного Совета Д 501.001.63Смирнов В.Б.2«…В качестве исследователя атмосферыпредлагаю реактивный прибор…»К.Э.Циолковский,1903 гОбщая характеристика работы1.
Актуальность работы. Тропическая (в т.ч. экваториальная) атмосфераопределяет важные свойства средней атмосферы и озоносферы (0 -120 км) Земли,являясь резервуаром тепловой энергии и генератором широкого спектра колебаний,воздействующих на динамику тропической и остальной атмосферы, что важно длякратко- и долгосрочного прогноза погоды и климата всей планеты.
Основныевопросы для изучения этих проблем связаны с пониманием динамики ключевойсоставляющей атмосферы – водяного пара, процессы переноса и фазовые переходыкоторого определяют в значительной мере процессы теплообмена и формированияклимата в разных регионах. Рассмотрение возникающего при этом широкогокомплексапроблембылоинициированов1980-хгодахвыполнениеммеждународной Программы исследования средней атмосферы (Middle AtmosphereProgram - MAP) и продолжено исследованиями по межнациональным программам.Начало данной работы было связано с выполнением советстко-индийскойпрограммы изучения экваториальной (тропической) области атмосферы дляразрешения ряда проблем, необходимость постановки которых была выявлена впрограмме МАР.2.
Цель работы состояла в установлении особенностей динамики среднейатмосферыи озоносферы Земли и происходящих в них фотохимическихпревращений присутствующих в атмосфере озона и озоноактивных компонентов наоснове специально спланированных комплексных исследований, включая наземные(корабельные) ракетные, баллонные и орбитальные эксперименты, результатыкоторых,вчастности,короткопериодныхпоколебанийустановлениюозоносферы,закономерностейпоособенностямвспектрединамики3гравитационных волн, приливов и др. необходимы для адекватного моделированияпроцессоввэкваториальнойатмосфере,дляопределениятемпературныхклиматических трендов и усовершенствования методов прогноза в т.ч.
муссонов,тайфунов и других опасных явлений.1. Направление исследований.а). Разработка и создание новых ракетныхконтактных методов измерений термодинамических параметров озоносферы исреднейатмосферыкомплексных(вдо 100 км; их использованиет.ч.международных)в рамках спланированныхэкспериментов, включаянаблюдениядругими методами (орбитальные, наземные, баллонные и т.д.). б) Созданиеразличного класса (в т.ч. глобальных) моделей средней атмосферы и озоносферы втропических (и внетропических) широтах; установление связи пространственновременныхвариацийпараметроватмосферысфотохимическимиидинамическими процессами и с гелиогеофизической активностью и в) разработкарекомендаций для их прогноза.Методыисследований,достоверностьиобоснованностьрезультатов.Использованы современные методы наблюдений - орбитальные (СRISTA-1,-2),наземные (с/ф Брюера), ракетные - и современные методы математическойобработки.
Достоверность результатов обеспечивается результатами сравнения сданнымидругихисследованийиподтверждаетсясобственнымиданными,получаемыми другими методами, а также строгостью используемых математическихметодов.На защиту выносятся:-новые ракетные методы, научная аппаратура и метрологическая базадляизмерения параметров озоносферы и химического состава средней атмосферы;-результатыкомплексныхракетных,дистанционныхнаблюденийиэкспериментов, проведенных в экваториальной, тропической и внетропическойобластях озоносферы и средней атмосферы, экспериментально установленные4пространственно-временныехарактеристикикороткопериодных(часы,дни)вариаций температуры, ветра, концентрации озона, атомарного кислорода;-результаты ракетных экспериментов в экваториальной области Индийскогоокеана по измерениюсуточных и полусуточных колебаний амплитуд и фазтемпературы и компонент ветра на высотах 20-60 км;-долго- и короткопериодные колебания муссонных осадков в Индии и их связь сзональными приливными характеристиками черезвариации скорости вращенияЗемли;установленные-связиизменчивостипараметровМировогоокеанасизменчивостью глобальной озоносферы;-эмпирическая модель температуры стратомезосферы, как составная часть моделитермодинамических параметров и ветра, легших в основу международных моделей;-теоретическая глобальная зональная модель высотно-временного распределенияводяного пара для мезосферы (50-80 км);-теоретическая глобальная зональная модель высотно-временных распределенийсумм атомарного хлора и окислов азота (фотохимические расчеты глобальныхполей);-эмпирические и полуэмпирические модели вертикальных распределений озонадля с.
Тумба, станции Балхаш, станции Молодежная и станции о.Хейса;-феноменологическая модель взаимодействия астро- и геодинамическихосцилляторов с образованием гравитационных резонансных приливов.Научная новизна. Впервые разработаны и внедрены в практику новые ракетныеметоды измерений термодинамических параметров атмосферыс высокимвременным и пространственным разрешением, что позволило 1) впервые построитьмодельные вертикальные распределения этих параметров и впервые определитьвеличины: 2) приливных амплитуд и фаз температуры и ветра (20-60 км) на5экваторе; 3) амплитуды, дисперсии и периоды внутрисуточных колебаний общегосодержания озона над с.
Тумба; 4) тренды температуры в средней атмосфере довысот 55 км.Практическая полезность работы. Разработанные методы были внедрены на сетиназемных и судовых станций, а данные ракетного зондирования были внедрены воперативнуюсиноптическуюпрактику(ГидрометцентрСССР,вслужбустратосферных зимних потеплений ВМО), и передавались в международный обмениорганизациям как внутри страны, так и за рубежом. По результатам ракетныхпусковсозданаперваяглобальнаянезональнаямодельтермодинамическихпараметров (температура, давление, плотность, ветер) средней атмосферы от 20 до 80км;иееверсии(они также леглив основуМеждународныхсправочныхатмосфер).Реализация результатов.
Кроме перечисленных выше результатов по моделям,отметим, что хемилюминесцентный анализатор озонавнедрен в современноенаучное приборостроение фирмой "ОПТЭК" (г. Санкт-Петербург), сертифицированв США (Environment Protection Agency) и экспортируется в десятки стран мира. Впрактикенаучногоэксперимента(ИФА,МГУ)используетсяминиатюрныйполупроводниковый сенсор озона, разработанный по инициативе и с участием авторав НИФХИ имени Л.Я.Карпова.Апробация работы Результаты,докладывалисьна:- сессиях КОСПАР,симпозиумах по атмосферному озону (Дрезден, 1976; Боулдер1980; Халкидики1984;Геттинген1988; Charlottesville, 1992); конференциях"Структурыипотокивжидкости" (2001- 2009 гг.); Симпозиумах ”Оптика атмосферы и океана.
Физикаатмосферы” (2003, 2007, 2012, 2013) гг.; Ассамблеях Европейского Геофизическогосоюза (1994, 2003, 2013 гг.); Международной конференции по космическим лучам,Пуни, Индия, 2005г.; Баксанской Молодежной Школе экспериментальной итеоретической физики (Баксан, 2007), Международной конференции «ThunderstormsandElementaryParticleAcceleration»(TEPA-2012),Москва,2012г.;12-йМеждународной Гамовской летней астрономической конференции-школе, Украина,Одесса, 2012 г; Международном Симпозиуме по неравновесным процессам, плазме,6горению и атмосферным явлениям (NEPCAP, 2012. Сочи); международнойКонференции Геофизического Союза Японии, Токио, май 2013 г. (всего более 50международных и национальных форумов).Личный вклад автора.
Результаты, представленные в диссертации,полученылично автором или с сотрудниками (в т.ч. участниками экспедиций). Лично авторупринадлежиттеоретическоеобоснование основных теоретических концепций иположений диссертации, обоснование рассмотренных в работе ракетных методов,методологии и конструкции основных ключевых экспериментальных стендов иустановок (в т.ч. аэродинамической сверхзвуковой трубы разреженного газа схимически активной компонентой); обработка и интерпретация экспериментальныхданных выполнены лично автором или при участии автора;Структура и объем работы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
