Диагностика состояния полей озона и УФ-облученности и их моделирование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, доктор физико-математических наук Крученицкий, Григорий Михайлович

• Крученицкий, Григорий Михайлович
• доктор физико-математических наук
• 2008

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Крученицкий, Григорий Михайлович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения диссертационной работы получены следующие основные результаты:

• Впервые создана система мониторинга состояния озонового слоя и полей УФ -облучённости, функционирующая в режиме ежесуточной оценки текущих реализаций контролируемых объектов и регулярного обновления оценок и диагностики долговременной изменчивости. Разработаны климатические нормы для поименованных полей, а также алгоритмы и программы для выявления и диагностики аномалий, как в текущих реализациях этих полей, так и в характере их долговременной эволюции.

• Показано, что доминирующую роль в долговременной изменчивости ОСО во внетропических широтах играют медленные изменения в режиме квазидвухлетних колебаний (КДГ). Впервые выделена огибающая КДК и показано, что она является чрезвычайно эффективным регрессором не только для ОСО, но для ряда других геофизических процессов, в частности колебаний уровня Каспия.

• Предложена альтернативная модель образования ВОАА, предполагающая основным каналом убыли озона его прямое разрушение на радиационно активированной поверхности частиц полярных стратосферных облаков. Модель обоснована сравнениями с данными прямых измерений, подтверждена расчётами, основанными на вычислении вероятности гибели молекул озона из сопоставления вертикальных распределений химического потенциала озона и кинетической энергии его молекул и свободна от основного недостатка фреоновой версии -предположения о наличии в антарктической стратосфере огромного количества соляной кислоты в твердой фазе.

• Впервые разработана малопараметрическая модель вертикального распределения озона (ВРО) и температуры (ВРТ), основанная на вариационном принципе и требовании максимума полной энтропии в вертикальном столбе атмосферы и успешно протестирована на практически исчерпывающем материале измерений ВРО и ВРТ средствами баллонного и спутникового базирования.

• Впервые разработана эмпирическая модель расчёта СПЭО в широком диапазоне значений неупругой оптической толщи и балла общей облачности.

• Разработанные принципы построения мониторинговых систем успешно тестированы для применения в более широком кругу задач, чем решаемый СМОУФ, таких как численная оценка вклада мегаполиса в возмущение ВРТ в пограничном слое атмосферы, оценка потенциальной точности определения ИГТ средствами существующей измерительной сети, обнаружение вклада

208 диффузионного механизма в формирование тренда ИГТ, выявления эффективности обратных связей в климатической системе Земли и т.д.

Практика разработки и эксплуатации СМОУФ, а также применения развитых в ходе её разработки подходов и методов к решению иных мониторинговых проблем показывает, что в настоящее время эффективность применения статистических методов заметно превышает эффективность методов динамических, как ввиду недостаточности регулярно собираемых наблюдательными сетями данных для корректного использования в качестве граничных и начальных условий, так и ввиду принципиальных ограничений, возникающих при решении гидродинамических и химико - кинетических задач.

15. Субботин М.Ф. Введение в теоретическую астрономию. - Москва: Наука, 1968, - 800 с.

16. Крученицкий Г.М., Маричев В.Н. О роли турбулентной диффузии в вертикальном распределении аэрозольных частиц. //Оптика атмосферы и океана т. 19, №12, с. 1068-1071.

17. Захаров В.М., Крученицкий Г.М. // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева, 1990, с. 473-482.

18. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика, М, «Наука», 1976 с.43-47.

19. Пинус Н.З., Шметер С.М. Аэрология, ч. И, JL, Гидрометеоиздат, 1965, с. 186

20. Зуев В.Е., Банах В.А., Покасов В.В. Оптика турбулентной отмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1988, с. 15

21. Худсон Д. Статистика для физиков. М., Мир, 1967, 242 с.

22. Блатнер П., Ульрих JL, Кук К., Дик Т. Использование Microsoft Excel 2000. М., СПБ., Киев, 2000, 1021с.

23. Иванов М.Т., Сергиенко А.Б., Ушаков В.Н. Теоретические основы радиотехники М., Высшая школа, 2002, 306 с.

24. Кадыгрова Т.В., Крученицкий Г.М. Выделение трендов в парциальном давлении озона на различных высотах в атмосфере. Изв. АН. ФАО, 1995, т.31, N.1, с.62-68.

25. Кадыгрова Т.В., Крученицкий Г.М. Исследование влияния динамических факторов на вертикальное распределение озона. Метеорология и гидрология, 1995, N.10, с.96-104.

26. Randel W.J., Cobb J.B. Coherent variations of monthly mean total ozone and lower stratospheric temperature //J. Geophys. Res. 1994. V. 99. No. D3. P. 5433-5447

27. В.Н. Маричев, И.Л. Галкина, Г.М. Крученицкий. Влияние глобальных геофизических процессов на формирование вертикального распределения озона и температуры над Западной Сибирью. Метеорология и гидрология, 2003, №11, с.44-53.

28. Звягинцев А.М., Крученицкий Г.М., Перов С.П. Пространственно-временная изменчивость озонового слоя Земли и «ультрафиолетовая опасность». Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Т.2. Циклическая динамика в природе и обществе. Под ред. Александрова С.И. и Гамбурцева А.Г. 1998. с.282-291 спутниковой аппаратуры TOMS и наземной озонометрической сети.// Исследование Земли из космоса. 2000, № 6. С. 28.

58. Ozone Data for the World. // 1988. V. 30. # 2.

59. WMO. Scientific Assessment of ozone depletion: 1994 // WMO Ozone Report. Geneva. 1995. N37. P. 1.44.

60. Anderson J.G., Brune W.H., Proffitt M.N. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. P.l 1465.

61. Jet Propulsion Laboratory. Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Stratospheric Modeling // Evaluation 9, JPL Publication 90-1.

62. Zafra de R.L., Jaramillo M., Barrett J. et al. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. P.l 1423.

63. M.T. Coffey, W.G. Mankin. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. P. 16597.

64. D.W. Faney, Murphy D.M., Kelly K.K. et al. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. P. 16665.

65. . Ferry G.V., Neish E„ Schultz M. et al. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. P. 16459.

66. Pittock A. B. // Journ. Atm. Sci. 1966. V.23. P.538.

67. Янке E., Эмде Ф., Лёш Ф. Специальные функции. М., Наука, 1964, с.70-82.

68. Дирак П.A.M. Пути физики. М., Энергоатомиздат, 1983, 68 с.

69. Гарнаев А. Самоучитель VBA. БХВ, СПБ, 1999, 503с

70. Ozone Data for the World. ODW CD#1, Environment Canada, 2005.

71. Галкина И.Л., Зуев B.B., Крученицкий Г.М. Использование электронных таблиц Exel для изучения озоносферных процессов:архивация анализ, моделирование.// Оптика атмосферы и океана, 2003, т.16, №10, с. 943-951.

72. Уокенбах Д. Подробное руководство по созданию формул в Exel 2002. М-СПБ-Киев, Диалектика, 2002, 624 с.

73. Уокенбах Д. Профессиональное программирование на VBA в Exel 2002. М-СПБ-Киев, Диалектика, 2004, 784 с.

74. Уокенбах Д. Exel 2003 - Библия пользователя. М-СПБ-Киев, Диалектика, 2005, 768 с.

75. Крейг Д.К., Уэбб Д. Visual Basic 6.0. Мастерская разработчика. М., Microsoft Press, 2001, с. 29-32.

76. Киммел П., Грин Д., Буллен С. И др. Exel 2003 и VBA. М-СПБ-Киев, Диалектика, 2006,1088 с.

77. Карпов Б. VBA - Специальный справочник. СПБ, Питер, 2002, 416 с.

90. Бюро Э.Д., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Потанин Ю.Н. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями в I квартале 1999 года. Метеорология и гидрология, 1999, №6, с. 119-124.

91. Черников A.A.,, Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Борисов Ю.А. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями во II квартале

1999 года. Метеорология и гидрология, 1999, №9, с. 118-124.

92. Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями в III квартале 1999 года. Метеорология и гидрология, 1999, №11, с. 118-122.

93. Черников A.A., Борисов Ю.А., Звягинцев А.М. Иванова Н.С.,, Крученицкий Г.М. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями в 1999 году. Метеорология и гидрология, 2000, №2, с. 120-126.

94. Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Кузнецова И.Н. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями в I квартале 2000 года. Метеорология и гидрология, 2000, №6, с. 112-116.

95. Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Борисов Ю.А., Кузнецова И.Н. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями во II квартале 2000 года. Метеорология и гидрология, 2000, №9, с. 115-122.

96. Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Кузнецова И.Н. Содержание озона над Россией и прилегающими территориями в III квартале 2000 года. Метеорология и гидрология, 2000, №11, с. 113-120.

97. Черников A.A., Галкина И.Л., Звягинцев А.М. Иванова Н.С., , Крученицкий Г.М., Борисов Ю.А. Содержание озона над территорией Российской Федерации в

2000 году. Метеорология и гидрология, 2001, №2, с. 115-121.

98. Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Потанин Ю.Н., Кузнецова И.Н. Содержание озона над территорией Российской Федерации в I квартале 2001 года. Метеорология и гидрология, 2001, №5, с. 122-126.

99. Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Журавлева В.А., Кузнецова И.Н. Содержание озона над Россией во втором квартале 2001 года. Метеорология и гидрология, 2001, №9, с. 115-119.

100. Крученицкий Г.М., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Кузнецова И.Н. Содержание озона над территорией Российской Федерации в третьем квартале 2001 года. Метеорология и гидрология, 2001, №11, с. 113-117.

112. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Попиков

A.П., Демин В.И. Содержание озона над территорией Российской Федерации в третьем квартале 2004 года. Метеорология и гидрология, 2004, №11, с. 123-128.

113. Черников A.A., Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Демин В.И. Содержание озона над территорией Российской Федерации в

2004 году. Метеорология и гидрология, 2005, №2, с. 112-117.

114. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Демин В.И. Содержание озона над территорией Российской Федерации в первом квартале

2005 года. Метеорология и гидрология, 2005, №5, с. 111-116.

115. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Какаджанова Г.Б., Крученицкий Г.М., Шалыгина И.Ю., Демин В.И., Жамсуева B.C. Содержание озона над территорией Российской Федерации во втором квартале 2005 года. Метеорология и гидрология, 2005, №8, с. 115-120.

116. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Какаджанова Г.Б., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Селегей Т.С. Содержание озона над территорией Российской Федерации в третьем квартале 2005 года. Метеорология и гидрология, 2005, №11, с. 118-122.

117. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Демин В.И. Содержание озона над территорией Российской Федерации в 2005 году. Метеорология и гидрология, 2006, №2, с. 119-124.

118. Звягинцев A.M., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Шалыгина И.Ю., Демин В.И. Содержание озона над территорией Российской Федерации в первом квартале

2006 года. Метеорология и гидрология, 2006, №5, с. 111-114.

119. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., ., Кузнецова И.Н., Демин

B.И. Содержание озона над территорией Российской Федерации во втором квартале 2006 года. Метеорология и гидрология, 2006, №8, с. 119-122.

120. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Щербаков С.С., Шалыгина И.Ю., Демин В.И. Содержание озона над территорией Российской Федерации в третьем квартале 2006 года. Метеорология и гидрология, 2006, №11, с. 117-121.

121. Звягинцев А.М., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Кузнецова И.Н., Лезина Е.А. Содержание озона над территорией Российской Федерации в 2006 году. Метеорология и гидрология, 2007, №2, с. 116-121.

122. Фиолетов В.Э. О пространственной корреляционной функции поля общего содержания озона. Метеорология и гидрология, 1988, №5, с. 61-66.

123. Белявский A.B., Захаров В.М., Крученицкий Г.М. Влияние облачности на обнаружимость трендов УФ-Б облученности, обусловленных уменьшением общего содержания озона. Оптика атмосферы, 1991, т.4, N9, - с. 987-994.

124. Белявский A.B., Грищенко В.Ф., Крученицкий Г.М., Курмей Н.Д., Тхорик А.П. Эмпирическая модель для расчета солнечной ультрафиолетовой облученности по данным измерений, выполненных в ход Второй Украинской Антарктической экспедиции. Научные труды УкрНИИГМИ, вып. 247, Киев, 1999 г., с. 30-35.

125. Белинский В.А., Гараджа М.П., Меженлая М.Н., Незваль Э.И. Ультрафиолетовая радиация Солнца и неба. - М., изд-во МГУ, 1968, 228 с.

126. Ozone Data for the World, Vol.32 Nol, Downsview-Ontario, 1991, p. ii-iii.

127. Гетц К., Джилберт M. Программирование в Microsoft Office. Полное руководство по VBA. BHV, Киев, 1999, с.98-99.

128. Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Черников A.A. Создание первой очереди системы мониторинга УФ - радиации в России. Оптика атмосферы и океана, 1999, т. 12, №1, с. 5- 9.

129. Корн. Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М., Мир, 1976, с. 652-661

130. Поток энергии Солнца и его изменения. Под редакцией О. Уайта, М., Мир, 1980, С.212-229

131. Берлянд Т.Г. , Строкина JI.A. Глобальное распределение общего количества облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1980, 71 с.

132. Visual Basic 6.0, под редакцией В. Сергеева. БХВ - Санкт-Петербург, 2000, - 992 с.

133. Н.Е. Кадыгров, Г.М. Крученицкий, А.Д. Лыков. Количественные оценки возмущений, вносимых мегаполисом в поле температуры атмосферного пограничного слоя. Физика атмосферы и океана, 2007, т.43, №1, с.1 -13.

134. Manley G., On the frequency of snowfall in metropolitan England- Q J.Roy.Meteorol. Soc., 1958, N84, p.70-72

135. Кондратьев К.Я., Матвеев Л.Т. Основные факторы формирования острова тепла в большом городе. // Доклады РАН, 1999, т. 367, №2, с. 253-256.

136. Кондратьев К.Я., Матвеев Л.Т. Формирование и особенности острова тепла в большом городе. // Доклады РАН, 2000, т. 370, №2, с. 249-252.

137. Kadygrov E.N., Pick D.R. The potential for temperature retrieval from an angular scanning single channel microwave radiometer and some comparison with in situ observations.// Meteorol. App., 1998, #5, p. 393-404.

138.Кадыгров E.H.,. Кузнецова И.Н, Голицын Г.С. Остров тепла в пограничном слое атмосферы над большим городом: новые результаты на основе дистанционных данных. // Доклады РАН, 2002, т. 385, №4, с. 541-548.

139. Кузнецова И.Н, Хайкин М.Н., Кадыгров Е.Н. Влияние городской среды на температуру в пограничном слое атмосферы по данным микроволновых измерений в Москве и окрестностях. Изв. РАН, ФАО, 2004, т. 40 ,№5, с. 678-688.

140. Комаров B.C., Баринова С.А., Матвеев Ю.Л. Изменение метеорологического режима городов Сибири под влиянием антропогенных факторов.//Оптика атмосферы и океана, 2001, т. 14, №4, с. 286-289.

141. Изменение климата, 2001. Обобщённый доклад. ©2003, Межправительственная группа экспертов по изменению климата. ISBN 92-9169-415-0, 220 с.

142. Технологический проект комплексной оценки энергетического баланса климатической системы Земли в условиях действия ограничений Киотского протокола. ГУ ЦАО - ГУ ИГКЭ, т. 1,2,2006 г. 230 с.

143. Бялко А.В. Наша планета - Земля. М. «Наука», 1989, стр. 220

144.Феллер В. Введение в теорию вероятностей и её приложения. Т.1, М, Мир, 1964, с.80-102.

145. Kadygrov N.E., Kruchenitsky G.M. On Global Temperature: Natural and Anthropogenic Variations, Measurements Accuracy, Stochastic Disturbances and Long term Perturbations. IAMAS 2005, Beijing, China, Abstracts on CD.

146. Крученицкий Г.М. Глобальная температура: потенциальная точность измерения, стохастические возмущения и долговременные изменения. Оптика атмосферы и океана, 2007, т. 20, №12, с. 1064-1070.

147. WMO Ozone Report No. 50. WMO/UNEP Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006.

148. http://www.ncdc.noaa.gov/oa/climate/rcsg/cdrom/ismcs/alphanum.html.

149. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М., «Физматгиз», 1986, с. 89,138.