Динамические процессы в атмосфере, вызванные сильными импульсными возмущениями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.23, доктор физико-математических наук Шувалов, Валерий Викторович

• Шувалов, Валерий Викторович
• доктор физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Шувалов, Валерий Викторович

Введение

1 Разработка метода численного моделирования атмосферных течений, вызванных импульсными источниками

1.1 Модели и приближения, используемые при описании динамических процессов в атмосфере.

1.2 Метод расчета газодинамических течений с явным выделением границ между областями с различными термодинамическими и оптическими свойствами.

1.2.1 Основные требования к численной схеме.

1.2.2 Описание газодинамической программы ЭОУА.

1.3 Метод расчета распространения аэрозольных частиц с учетом их взаимодействия с газовым потоком.

Выводы по главе 1.

2 Некоторые аспекты воздействия сильных взрывов на окружающую среду

2.1 Крупномасштабные возмущения атмосферы, вызываемые мощными ядерными взрывами.

2.2 Генерация акустико-гравитационных волн в атмосфере с помощью взрывов химического В В.

2.3 Радиоактивное загрязнение поверхности Земли при проведении ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне.

Выводы по главе 2.

3 Газодинамические процессы, сопровождающие выброс газов в атмосферу

3.1 Выброс газа из подводного резервуара под высоким давлением

3.2 Численное моделирование извержения вулкана Академия Наук 2 января 1996 г.

3.3 Газовые взрывы в атмосфере

3.3.1 Взрывы сферических объемов метано-воздушной смеси. Сравнение с экспериментами.

3.3.2 Взрывы удлиненных облаков метано-воздушной смеси

3.3.3 Взрывы газовых объемов с неоднородным распределением концентрации метана.

3.3.4 Влияние взрыва части метано-воздушной смеси на высоту подъема результирующего облака.

Выводы по главе

4 Подъем пыли с поверхности планеты за счет эффекта теплого слоя

4.1 Численное моделирование эффекта теплого слоя в условиях многообластной задачи.

4.2 Влияние размера частиц, содержащихся в теплом слое, на формирование и рост предвестника.

4.3 Выброс пыли при ударе метеороидов о поверхность Марса как механизм зарождения пылевых бурь

Выводы по главе 4.

Влияние фрагментации метеороидов на энерговыделение в атмосфере

5.1 Механизмы разрушения метеороидов при прохождении через атмосферу

5.2 Постановка задачи о движении метеороида, распавшегося на несколько крупных кусков

5.3 Движение метеороида, распавшегося на два фрагмента.

5.3.1 Расхождение двух одинаковых параллельно летящих фрагментов

5.3.2 Движение одного фрагмента в следе другого.

5.3.3 Эффект коллимации.

5.3.4 Влияние излучения и абляции на расхождение фрагментов

5.4 Движение метеороида, разрушившегося на несколько фрагментов

5.5 Энерговыделение в атмосфере при движении фрагментировав-шего метеороида, сравнение с приближенными моделями.

Выводы по главе 5.

Атмосферные плюмы, вызываемые ударами космических тел

6.1 Роль метеорных плюмов в эволюции атмосферы и взаимодей-ствик между геосферами Земли.

6.2 Различия между "метеорными" и обычными взрывами

6.3 Роль метеорного следа при прямых и косых ударах

6.4 Приближенная модель метеорного плюма.

6.5 Влияние неустойчивости Кельвина-Гельмгольца на формирование и высоту подъема плюмов.

6.6 Влияние излучения на формирование плюмов

6.7 Численное моделирование подъема продуктов сгорания метеороида Шумава

Выводы по главе 6.

7 Численное моделирование столкновения фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером

7.1 Трехмерное моделирование падения фрагмента диаметром 3 км

7.2 Определение размеров фрагментов путем сравнения расчетных световых кривых с данными космического аппарата Галилео

7.2.1 Абляция фрагментов на больших высотах.

7.2.2 Моделирование движения фрагмента в атмосфере Юпитера с учетом излучения и испарения.

7.2.3 Расчет световых кривых для различных длин волн. Сравнение с измерениями приборов Галилео.

7.3 Влияние неоднородностей на разрушение фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 в атмосфере Юпитера.

7.3.1 Численное моделирование движения и разрушения фрагментов S-L9 в атмосфере Юпитера.

7.3.2 Сравнение результатов расчетов с оценками по приближенным моделям.

Выводы по главе 7.

8 Влияние плотности атмосферы на ее возмущения, вызванные ударными процессами

8.1 Сравнение атмосферных эффектов, вызываемых столкновением крупных космических тел с разными планетами Солнечной системы

8.2 Наблюдение метеорных вспышек на Луне для определения потока космических тел, бомбардирующих Землю.

8.2.1 Постановка задачи

8.2.2 Численное моделирование вертикального удара метеороида о поверхность Луны.

8.2.3 Влияние конденсации ударно-испаренного вещества на эффективность высвечивания.

8.2.4 Численное моделирование косого удара метеороида о поверхность Луны.

8.2.5 Увеличение эффективности высвечивания за счет поверхностных неоднородностей

8.2.6 Влияние слоя реголита.

8.2.7 Оценка импульса излучения при ударе малых комет о поверхность Луны.

8.3 Торможение струи паров в малоплотной атмосфере

Выводы по главе 8.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамические процессы в атмосфере, вызванные сильными импульсными возмущениями»

Цель исследования

Исследование нелинейных газодинамических процессов в атмосфере, вызываемых сильными импульсными возмущениями естественного и антропогенного происхождения. Под сильными понимаются возмущения, при которых вариации параметров сравнимы с фоновыми или значительно превышают их. Во многих случаях такие возмущения приводят к структурной перестройке атмосферы - нарушению равновесия в областях с характерным размером, сравнимым с характеристической высотой. В качестве конкретных источников возмущения в диссертации рассматриваются взрывы различной природы, выделение газов из литосферы, включая вулканические извержения, а также удары космических тел различного размера.

Указанные явления изучаются в разных разделах геофизики, однако вызываемые ими воздействия на атмосферу Земли (и других планет) во многом схожи и могут быть описаны в рамках единых моделей и методов численного моделирования. Целью данной работы является комплексное исследование газодинамических процессов в атмосфере, вызываемых различными импульсными источниками, и влияния этих процессов на взаимодействие верхних геосфер между собой и с литосферой.

Актуальность проблемы

Исследование сильных возмущений в атмосфере представляет большой интерес как с чисто научной, так и с практической точки зрения. Практическая важность определяется катастрофическими последствиями таких возмущений и их воздействиями на окружающую среду. Достаточно упомянуть астероидную и кометную опасность и экологические последствия испытаний ядерного оружия. С точки зрения геофизики сильные возмущения, вызываемые импульсными источниками, интересны как важный механизм взаимодействия между верхними геосферами Земли и их взаимодействия с литосферой. Такое взаимодействие в большой степени определяет современное состояние атмосферы, а также ее эволюцию в процессе формирования нашей планеты.

Перенос массы и энергии в атмосфере за счет газодинамических процессов часто является основным фактором, определяющим последствия сильных геофизических возмущений. Ударные волны и тепловое излучение ударносжатого газа являются основными поражающими факторами, перенос вещества при подъеме термиков и плюмов является причиной изменения химического состава верхней атмосферы, а также определяет загрязнение земной поверхности и т.д. Поэтому изучение крупномасштабных импульсных газодинамических течений в атмосфере является актуальной задачей.

При исследовании сильных геофизических возмущений особая роль принадлежит численному эксперименту, поскольку в природе крупномасштабные события происходят достаточно редко, а лабораторные эксперименты позволяют воспроизвести лишь отдельные детали явлений. Поэтому проведение численного моделирования воздействия различных импульсных источников на атмосферу Земли представляется очень важной задачей с точки зрения предсказания атмосферных эффектов, вызываемых сильными возмущениями, и их возможных последствий.

Основные защищаемые положения

1. Разработана численная методика для моделирования атмосферных течений, вызванных сильными возмущениями. Особенности методики состоят в том, что аккуратно описываются границы между областями с различными физико-химическими свойствами, построен экономичный алгоритм расчета взаимодействия газового потока с конденсированными частицами, численная схема адаптирована для решения задач с сильными разрывами (в Ю5-1010 раз) физических величин.

2. Показано, что характер газодинамического течения, вызванного сверхмощными ядерными взрывами, качественно отличается от возмущений, вызванных взрывами умеренной мощности. Продемонстрированы эффект "вспухания" атмосферы под действием ускоряющейся взрывной волны, нагрев и тур-булизация атмосферы, вызываемые падением выброшенного вверх воздуха, изменение структуры огненного шара при увеличении его размера.

3. С учетом реальных метеорологических условий проведены расчеты выпадения радиоактивной пыли при проведении ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне. Для взрывов, внесших наибольший вклад в загрязнение окружающей среды, рассчитаны параметры радиоактивных следов.

4. Исследованы газодинамические процессы, которые могут сопровождать мощные импульсные выбросы газа в атмосферу. В том числе проведено численное моделирование подводного извержения вулкана Академии Наук, рассмотрены возможные последствия взрывов больших объемов метано-воздушной смеси.

5. Рассмотрена возможность подъема пыли в атмосферу при ударе космических тел о поверхность планеты и роль эффекта теплого слоя в образовании пылевых облаков. Обоснована гипотеза, согласно которой метеоритные удары могут являться триггерным механизмом возникновения пылевых бурь на Марсе. Показано, что пылевые частицы заметно влияют на проявление эффекта теплого слоя.

6. Исследовано торможение метеороида, разрушившегося на несколько крупных фрагментов. Показано, что воздействие на атмосферу (и параметры кра-терных полей, если метеориты достигают поверхности планеты) зависит от характера разрушения падающего тела.

7. Показано, что возмущения атмосферы, вызванные обычными сильными взрывами и "метеорными взрывами" качественно отличаются. Построена аналитическая модель развития атмосферных плюмов, вызванных внедрением в атмосферу планеты космических тел. Исследовано влияние неустойчивостей на высоту подъема плюмов и возможность выброса продуктов сгорания в верхние слои атмосферы.

8. Исследована болидная стадия падения фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер, определены размеры некоторых фрагментов путем сравнения теоретических и измеренных световых кривых. Показано, что при одинаковом размере и энергии фрагментов глубина их проникновения в атмосферу Юпитера могла зависеть от крупномасштабных неоднородностей их структуры.

9. Рассчитаны параметры вспышек при ударе метеороидов по поверхности Луны, которые могут стать основой для интерпретации предстоящих наблюдений. Результаты, полученные при моделировании удара в вакууме, использованы для моделирования торможения плюма в разреженной планетной атмосфере.

Практическая значимость

Разработанная методика численного расчета моделирования трехмерных атмосферных течений с учетом переноса конденсированных частиц предназначена для решения широкого круга геофизических задач.

Приведенные результаты моделирования ядерных взрывов могут быть использованы (и уже использовались) при оценке экологических последствий испытаний ядерного оружия. Результаты, полученные при моделировании выбросов газа, газовых взрывов и вызванных метеорами плюмов, позволяют оценить возможность выброса вещества на большие высоты и локального изменения химического состава верхней атмосферы. Анализ процесса разрушения метеороидов в атмосфере представляет интерес с точки зрения интерпретации метеорных вспышек, регистрируемых наземной болидной сетью и аппаратурой, установленной на искусственных спутниках Земли. Кроме того, процесс торможения и разрушения определяет начальные параметры облака продуктов сгорания и, соответственно, влияет на высоту его подъема.

Результаты изучения столкновения кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером могут быть использованы как для проверки правильности наших представлений о взаимодействии малых космических тел с атмосферами планет и адекватности моделей, описывающих это взаимодействие, так и для оценки последствий падения комет или астероидов на Землю на разных стадиях ее эволюции.

Рассмотрение атмосферных эффектов, вызываемых различными импульсными источниками, позволяет выделить как общие черты, в частности, определяющие механизмы воздействия между геосферами, так и отличительные особенности конкретных явлений. Последнее очень актуально, например, с точки зрения контроля за нераспространением ядерного оружия.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации были представлены на ряде отечественных и международных научных конференций и совещаний, в том числе на конференции по проблемам стратифицированных течений (Киев, 1991), на трех конференциях по астероидной опасности (Санкт-Петербург, 1995, 1995, 1996), на конференции по физическим проблемам экологии (Москва, 1997), на конференции по астероидной опасности (Туксон, США, 1993), на пяти лунно-планетных конференциях (Хьюстон, США, 1992, 1993, 1994, 1996, 1998, 1999), на трех международных совещаниях по ударному кратерообразованию и эволюции планеты Земля (Мариехамн, Финляндия, 1994; Портоново, Италия, 1995; Постойна, Словения, 1996), на симпозиуме по столкновению кометы S-L 9 с Юпитером (Балтимор, США, 1995), на 58 и 59 совещаниях метеоритного общества (Вашингтон, США, 1995; Берлин, Германия, 1996), на европейском совещании по столкновению кометы S-L 9 с Юпитером (Мюнхен, Германия, 1995), на XX генеральной ассамблее Европейского геофизического союза (EGS) (Гамбург, Германия, 1995), на пятой международной конференции Space-96 (Альбу-керк, США, 1996), на Международной конференции АСМ-96 (Версаль, Франция, 1996), на симпозиумах по высокоскоростному удару (Фрайбург, Германия, 1996; Хантсвилл, США, 1998), на конференции по ударному сжатию конденсированных материалов (Амхерст, США, 1997), на конференции "Метеороиды-98" (Стара Ломница, Словакия, 1998), на совещании Европейского астрономического союза (Прага, Чехия, 1998), на совещании Американского геофизического союза (AGU) (Бостон, США, 1998).

Публикации

Содержание работы и результаты исследований отражены в 71 научной публикации в отечественных и зарубежных журналах, в сборниках и трудах конференции.

Выполнение работы

Все исследования, отраженные в настоящей диссертации, выполнены в Институте Динамики Геосфер РАН, за исключением расчетов столкновения кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером, которые были частично проведены в Берлинском Институте Исследования Планет. Основная часть работы выполнена соискателем лично, некоторая часть - совместно с сотрудниками лаборатории

Динамических процессов в геофизике ЙДГ РАН. Исследования велись в соответствии с планами НИР ИДГ РАН, в рамках ряда программ ГКНТ, а также программ, поддержанных грантами РФФИ, контрактов с DLR (Германия), DNA и Национальной лабораторией Сандия (США).

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения. Общий объем диссертации включает 227 страниц, в том числе 93 иллюстрации. Список литературы содержит 290 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Шувалов, Валерий Викторович

Основные результаты и выводы диссертационной работы, полученные при рассмотрении конкретных геофизических явлений:

1. Разработана численная методика для моделирования атмосферных течений, вызванных сильными возмущениями. Особенности методики состоят в том, что аккуратно описываются границы между областями с различными физико-химическими свойствами, построен экономичный алгоритм расчета взаимодействия газового потока с конденсированными частицами, численная схема адаптирована для решения задач с сильными разрывами (в 105-10ш раз) физических величин.

2. Показано, что характер газодинамического течения, вызванного сверхмощными ядерными взрывами, качественно отличается от возмущений, вызванных взрывами умеренной мощности. Продемонстрированы эффект "вспухания" атмосферы под действием ускоряющейся взрывной волны, нагрев и тур-булизация атмосферы, вызываемые падением выброшенного вверх воздуха, изменение структуры огненного шара при увеличении его размера.

3. С учетом реальных метеорологических условий проведены расчеты выпадения радиоактивной пыли при проведении ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне. Для взрывов, внесших наибольший вклад в загрязнение окружающей среды, рассчитаны параметры радиоактивных следов.

4. Исследованы газодинамические процессы, которые могут сопровождать мощные выбросы газа в атмосферу. В том числе проведено численное моделирование подводного извержения вулкана Академии Наук, рассмотрены возможные последствия взрывов больших объемов метано-воздушной смеси. Показано, что высота подъема газовой смеси может заметно увеличиться за счет ее частичной детонации.

5. Исследована возможность подъема пыли в атмосферу при ударе космических тел о поверхность планеты и роль эффекта теплого слоя в образовании пылевых облаков. Обоснована гипотеза, согласно которой метеоритные удары могут являться триггерным механизмом возникновения пылевых бурь на Марсе. Показано, что пылевые частицы заметно влияют на проявление эффекта теплого слоя, причем возникновение и скорость роста предвестника зависят не только от массы пыли в нагретом слое, но и от размера пылевых частиц.

6. В рамках трехмерной модели с учетом переноса излучения и абляции исследовано торможение метеороида, разрушившегося на несколько крупных фрагментов, и связанное с этим выделение энергии в атмосфере. Показано, что воздействие на атмосферу (и параметры кратерных полей, если метеориты достигают поверхности планеты) зависит от характера разрушения падающего тела.

7. Показано, что "метеорные взрывы" принципиально отличаются от обычных сильных взрывов с точки зрения характера вызываемых ими возмущений атмосферы. Построена аналитическая модель развития атмосферных плюмов, вызванных внедрением в атмосферу планеты космических тел. Исследовано влияние неустойчивостей на высоту подъема плюмов и возможность выброса продуктов сгорания в верхнюю атмосферу. Показано, что тела размером в несколько метров (и меньшие) не образуют баллистических плюмов.

8. Исследована болидная стадия падения фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер, определены размеры некоторых фрагментов путем сравнения расчетных световых кривых с оптическими измерениями, проведенными приборами, установленными на космическом аппарате Галилео. Показано, что при одинаковом размере и энергии фрагментов глубина их проникновения в атмосферу Юпитера могла зависеть от крупномасштабных неоднородностей их структуры. Результаты столкновения кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером могут быть использованы для оценки воздействия крупных космических тел на протоатмосферу Земли.

9. Рассчитаны параметры вспышек при ударе метеороидов по поверхности Луны, которые могут стать основой для интерпретации предстоящих наблюдений, которые в настоящее время организовываются сотрудниками Аризон-ского университета (США). Предсказано, что удары тел размером порядка 10 см могут быть зафиксированы с Земли с помощью телескопов, оснащенных ПЗС матрицами, удары метровых метеороидов - обычными телескопами, а удары стометровых тел могут быть видны невооруженным глазом. Показано, что наблюдение за вспышками на Луне может ответить на вопрос о правдоподобности гипотезы о малых кометах, бомбардирующих верхнюю атмосферу Земли. Результаты, полученные при моделировании удара в вакууме, использованы для моделирования торможения плюма в разреженной планетной атмосфере.

Заключение

Основная цель данного исследования состояла в изучении атмосферных течений, вызываемых мощными импульсными геофизическими возмущениями, и разработка физико-математической модели, позволяющей рассматривать конкретные природные явления такого типа в рамках единого подхода. Конечно, решить эту задачу полностью в одной работе невозможно как из-за сложности изучаемых явлений, так и из-за их огромного многообразия. Более того, большая часть рассматриваемых вопросов просто не может быть решена без наличия достаточного количества наблюдательных данных и проведения соответствующих экспериментальных исследований, а также экспериментальных и теоретических исследований в смежных областях знаний. Поэтому данную работу следует рассматривать лишь как одну из попыток проанализировать общие и характерные черты крупно-масштабных нелинейных возмущений атмосферы с помощью численного моделирования конкретных геофизических явлений. И важным элементом исследования является разработка методики численного расчета, позволяющая учесть целый ряд факторов, таких как перенос теплового излучения, испарение и фрагментация конденсированного вещества, инжекция и распространение пыли.

Один из общепринятых подходов к оценке последствий сильных геофизических воздействий основан на использовании хорошо разработанной теории сильных взрывов (в частности, ядерных). Однако, как показано в диссертационной работе, такой подход может приводить не только к количественным ошибкам, но и качественно неправильному описанию картины течения. Типичным примером является "метеорный взрыв", который может вызывать формирование атмосферных плюмов и приводить к значительному увеличению высоты подъема продуктов сгорания по сравнению с точечным взрывом эквивалентной мощности.

Атмосферные плюмы являются важным механизмом взаимодействия между геосферами, более эффективным, чем энерго- и массо-обмен за счет всплывающих термиков. Причем плюмы могут возникать не только при наличии начальной струи (начального направленного возмущения), как это происходит, например, при извержении вулканов или ударе крупного тела о поверхность планеты. Причиной их возникновения может быть сложный характер (в частности, геометрия) энерговыделения, усиленный неоднородностью стратифицированной атмосферы.

В аэрономии известно, что малые составляющие (концентрация которых на порядки ниже концентрации азота и кислорода) могут сильно влиять на химию атмосферы. В данной работе показано, что небольшие газодинамические возмущения тоже могут приводить к глобальной перестройке атмосферного течения. Эффект теплого слоя и влияние метеорного следа на формирование плюма, исследованные в работе, хорошо иллюстрируют это утверждение.

При исследовании катастрофических последствий падения на Землю очень крупных тел (в частности, при оценке уменьшения массы атмосферы за счет ударных процессов) часто пренебрегают влиянием самой атмосферы на процесс удара. В диссертации показано, что при падении на Землю даже десятикилометровых тел параметры образующегося плюма (форма, скорость, распределения плотности и температуры) сильно отличаются от параметров плю-мов, возникающих при ударе метеороидов о поверхность лишенной атмосферы Луны.

Приведенные результаты связаны, главным образом, с описанием процессов, происходящих в современной земной атмосфере. Однако разработанная методика позволяет также исследовать эволюцию планетных атмосфер и процесс их формирования под действием интенсивной бомбардировки поверхности крупными космическими телами. Согласно современным представлениям плотность земной атмосферы в момент, когда Земля набрала около 99% своей массы, составляла около 0.1 г/см3. При такой высокой плотности "воздуха" даже тела километрового размера могут разрушаться в полете и не долетать до твердой поверхности. Такие столкновения во многом похожи на внедрение фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 в атмосферу Юпитера, а результаты, полученные при моделировании падения кометы на Юпитер, могут быть использованы для оценки воздействия ударов крупных космических тел по про-тоЗемле, а также для оценки последствий явлений масштаба Тунгусского падения.

Одной из целей данного исследования являлось также уточнение самого понятия сильное геофизическое возмущение. Классическое определение, основанное на сравнении вариаций основных параметров с их фоновыми значениями, не учитывает особенности именно геофизической среды, ее структуру. Скажем, взрыв заряда ВВ массой 1 г безусловно является нелинейным течением с точки зрения газовой динамики, но не может рассматриваться как сильное геофизическое возмущение. Одна из оценок силы возмущения окружающей среды связана с его возможными катастрофическими последствиями. При этом вводятся локальные, региональные и глобальные эффекты. Такая классификация прямо связана с горизонтальным характерным размером возмущения.

Более геофизичным, по-видимому, является определение, предлагаемое В.Н. Родионовым, согласно которому сильным возмущением называется такое, которое вызывает нарушение структуры атмосферы (или структурную перестройку). Под структурой атмосферы понимается ее разбиение на отдельные подобласти (верхние геосферы), которые характеризуются какими-либо специфическими свойствами и (или) значениями физических параметров (температуры, плотности, концентрации химических компонентов и т.д.). Такое разбиение является отражением реального расслоения атмосферы. Оно неоднозначно, и зависит от того, по какому параметру происходит разбиение. Например, изменение температуры с высотой определяет введение тропосферы, стратосферы, мезосферы, с наличием заряженных частиц связано выделение ионосферы и ее подобластей и т. д.

В среднем атмосфера устойчива, что обеспечивается динамическим равновесием между геосферами. Под нарушением структуры атмосферы понимается нарушение этого равновесия, т. е. появление потоков массы или (и) энергии из одной геосферы в другую, заметно превышающих фоновые значения.

Теперь, опираясь на описанные выше результаты, попробуем выделить конкретные признаки сильных возмущений. Прежде всего очевидно, что помимо обычной нелинейности необходимо потребовать, чтобы размер области Д, где амплитуда возмущения сравнима с фоном, должен быть достаточно велик, или, что то же самое, достаточно большой должна быть полная энергия возмущения Е. Структура атмосферы имеет ярко выраженный вертикальный характер, который проявляется в сильном изменении параметров с высотой при сравнительно слабом изменении в горизонтальном направлении. Поэтому сравнивать величину К следует с вертикальным масштабом Н. Для газодинамических процессов таким масштабом является характеристическая высота атмосферы. Тогда критерий сильного возмущения можно записать в виде Я ~ Н или Е ~ роС£Н3, где ро и Со - равновесные плотность и скорость звука. Сравнение эффектов, производимых сверхмощными и "обычными" ядерными взрывами, приведенное во второй главе, наглядно демонстрирует действие этого критерия.

Однако более важным результатом является то, что сила возмущения определяется не только его энергией, но и структурой. Теплый слой, описанный в главе 4, и метеорный след, влияние которого рассмотрено в главах б и 7, почти не содержат энергии, но резко усиливают эффект возмущения. Они играют роль своеобразных "энергопроводов". Это ярко проявляется в качественном отличии между обычным и метеорным взрывом. Наличие тонкого следа выше основной области энерговыделения болида Шумава (в котором не содержится и одного процента выделенной метеороидом энергии) приводит к увеличению высоты подъема облака продуктов на 50 км. Взрыв мощностью в одну мегатонну может не привести даже к прорыву тропосферы, в то время как ме-теороид с такой же энергией может вызвать формирование плюма, который выбросит вещество за пределы атмосферы.

Другим примером сильного геофизического возмущения может служить гипотетическая ситуация, рассмотренная в главе 4. Сравнительно слабый источник возмущения - метеороид размером 10 м - на Марсе может вызвать формирование пылевого облака, которое за счет поглощения солнечного излучения может трансформироваться в гигантскую пылевую бурю. В этом случае исходное возмущение играет роль триггерного механизма.

Поиски и изучение этих механизмов усиления возмущения (энергопроводы и триггеры) должны, по-видимому, стать одним из основных направлений исследований в геофизике сильных возмущений.

И, наконец, если рассматривать не просто геофизическую среду, а более общую структуру, которая в последнее время получила название среды обитания человека, то категория сильных возмущений становится еще шире. Например, радиоактивное загрязнение огромных территорий (сильное возмущение ?) вызывается распространением радиоактивного облака - слабым нелинейным течением с точки зрения газовой динамики. Тот же удар метеороида может произвести совершенно разные эффекты в безлюдной тайге и на территории современного мегаполиса или в зоне, где расположены предприятия химической или атомной промышленности. Отсюда возникает еще одна важная задача геофизики - взаимодействие сильных геофизических возмущений со структурами, созданными человеческой цивилизацией.

Для решения всех этих проблем необходимо, в частности, исследовать особенности динамических процессов в атмосфере, вызываемых сильными возмущениями, и разработать математический аппарат для описания этих процессов. Автору хотелось бы надеяться, что полученные в диссертационной работе результаты явятся существенным вкладом в решение этой задачи.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Шувалов, Валерий Викторович, 1999 год

1. Авилова И.В., Биберман JI.M., Воробьев B.C., Замалин В.М., Кобзев Г.А., Лагарьков А.Н., Мнацаканян А.К., Норман Г.Е. Оптические свойства горячего воздуха. М.гНаука. 1970. 320с.

2. Агафонов Ю.Н., Афонин В.В., Брухтий В.Н. и др. Некоторые результаты орбитального эксперимента с инжекцией плазменных струй. // Препринт Пр-1860. М.:Ин-т косм, исслед. 1993.

3. Адушкин В.В. Исследование взрыва больших объемов газовых смесей и возникающих ударных волн в окружающей атмосфере. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. 1965. Москва.

4. Артемьева H.A., Шувалов В.В. Атмосферные эффекты при ударах крупных космических тел. // XXII Метеоритная конференция, Черноголовка, Московская область. 1994. Тезисы доклада с.10.

5. Артемьева H.A., Трубецкая И.А., Шувалов В.В. Взаимодействие ударных волн при прохождении разрушающегося метеороида сквозь атмосферу Земли. // Сб. науч. трудов ИДГ РАН. Москва. 1995. с.99-113.

6. Артемьева H.A., Светцов В.В., Шувалов В.В. Оценка последствий падения на Землю разрушенного космического тела. // Сборник ИДГ РАН. Москва. 1997. с.215- 226.205

7. Базилевский А.Т. Плотность распределения малых лунных кратеров. Модели и фактическое распределение. // Космические исследования. 1973. т.11. вып.4. с.612-622.

8. Бастрон С.Г., Гончаров А.И., Кайгородов A.B., Лагутин A.A., Шику-нова В.В. Модель восстановления локальных выпадений ядерных взрывов. Ядерные испытания, окружающая среда и здоровье населения Алтая. Барнаул. 1993. т.1. книга 2. с.126-148.

9. Баум Ф.А., Орленко Л.П., Станюкович К.П. и др. Физика взрыва. М.: Наука. 1975. 704с.

10. Бахрах С.М., Глаголева Ю.П., Самугин М.С., Фролов Б.Д., Яненко H.H., Янилкин Г.В. Расчет газодинамических течений на основе метода концентраций. // ДАН. 1981. т.257. с.566-569.

11. Белоусов А.Б., Белоусова М.Г., Муравьев Я.Д. Голоценовые извержения в кальдере Академии Наук и возраст стратовулкана Карымский (Камчатка). // ДАН. 1997. т.354. №5. с.648-652.

12. Беляков Г.В. Ударное сжатие пористых сред. // ДАН. 1974. т.218. №6. с.1280-1282.

13. Беляков Г.В., Лившиц Л.Д., Родионов В.Н. Ударная деформация неоднородной среды, моделируемой набором стальных шариков. // Известия АН. Физика Земли. 1974. №10. с.92-94.

14. Биберман Л.В., Бронин С.Я., Брыкин М.В. Теплообмен при гиперзвуковом обтекании в условиях сильного радиационно-конвективного взаимодействия. // Теплофизика высоких температур. 1979. т.17. №1. с.84-91.

15. Борисов В.М., Иванков A.A. Расчет переноса лучистой энергии при гиперзвуковом обтекании затупленных тел с использованием Р\ и iV приближений метода сферических гармоник. // ЖВМиМФ. 1992. т.6. №6. с.952-966.

16. Бронштэн В.А. Физика метеорных явлений. М.: Наука. 1981. 416с.

17. Бронштэн В.А. О динамике разрушения крупных метеороидов. // Космические исследования. 1985. т.25. №5. с.797-799.21 2223 2425 2627 2829 303132 33

18. Бронштэн В.А., Зоткин И.Т. Тунгусский метеорит: осколок кометы или астероид? // Астрономический вестник. 1995. т.29. №3. с.278-283.

19. Вилъданов С.З., Волобуев Н.М. и др. Реконструкция доз внешнего облучения на следе ядерного взрыва 1949. Ядерные испытания, окружающая среда и здоровье населения Алтая. Барнаул. 1993. т.1. книга 3. с.6-39.

20. Витязев A.B., Печерникова Г.В., Сафронов B.C. Планеты земной группы: происхождение и ранняя эволюция. М.: Наука. 1990. 296с.

21. Голубь А.П., Косарев И.Б., Немчинов И.В., Шувалов В.В. Излучение и абляция крупного метеороида при его движении сквозь атмосферу Земли. // Астрономический вестник. 1996. т.ЗО. №3. с. 183-197.

22. Гончаров Г.А. Основные этапы создания водородной бомбы в СССР и США. // УФН. 1996. т.166, 10. с.1095-1104.

23. Госсард Э.Э., Хук У.Х. Волны в атмосфере. М: Мир. 1978. 532с.

24. Гостинцев Ю.А., Иванов Е.А., Копылов Н.П., Шацких Ю.В. Волновые возмущения атмосферы при больших пожарах. // ФГВ. 1983. №4. с. 6264.

25. Григорян С.С. К вопросу о природе Тунгусского метеорита. // ДАН. 1976. т. 231. №1. с. 57-60.

26. Григорян С.С. О движении и разрушении метеоритов в атмосферах планет. // Космические исследования. 1979. т.17. №6. с.875-893.

27. Григорян С.С. О столкновении кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером в июле 1994 г. // ДАН. 1994. т.338. №6. с.752-754.

28. Губкин К.Е. Распространение взрывных волн. //В сб.: Механика в СССР за 50 лет. т.2. М.: Наука. 1970. с.289-311.

29. Добкин A.B., Лосева Т.В., Немчинов И.В., Трубецкая И.А., Шувалов В.В. Радиационно-газодинамические процессы при взрыве в атмосфере Марса, вызванном высокоскоростным ударом космического тела. // ПМТФ. 1993. №6. с.35-45.

30. Дубровина И.А., Стулов В.В. Определение наибольшего расстояния аэродинамического взаимодействия пары сфер. // Вестн. Моск. ун-та. сер.1. Матем. мех. 1989. №5. с.46-49.

31. Замышляев Б.В., Евтерев Л.С. Модели динамического деформирования и разрушения грунтовых сред. М.: Наука. 1990. 215с.

32. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука. 1966. 688 с.

33. Израэль Ю.П., Петров В.Н., Северов Д.А. Моделирование региональных выпадений из облака наземного ядерного взрыва. // М.: Метеорология и гидрология. 1997. №4. с. 16-24.

34. Каськова С.П., Романов Г.С., Степанов К.Л., Станчин Л.К. Таблицы термодинамических свойств, состава и радиационных потерь воздуха в ЛТР. // ЖПС. 1991. №54. с.101.

35. Киселев Ю.Н., Клумов В.А., Рождественский В.Б., Юрьев В.Л. Исследование образования пристеночных возмущений при распространении ударных волн в трубах из различных материалов. // ЖПМиТФ. 1986. №1. с.116-120.

36. Козлов С.И., Смирнова Н.В. Методы и техника генерации искусственных возмущений в приземной области и оценка параметров искусственных возмущений. 2.Оценка параметров искусственных возмущений. // Космические исследования. 1992. т.30. №5. с.629-683.

37. Коробейников В.П., Чушкин П.И., Шуршалов Л.В. Комплексное моделирование полета и взрыва в атмосфере метеорного тела. / / Астрономический вестник. 1991. т.25. №3. с.327-343.

38. Коробейников В.П., Власов В.И., Волков Д.Б. Моделирование разрушения космических тел при движении в атмосферах планет. // Мат. моделирование. 1994. т.6. №8. с.61-75.

39. Косарев И.Б., Лосева Т.В., Немчинов И.В. Оптические свойства паров и абляция больших хондритных и ледяных тел в атмосфере Земли. // Астрономический вестник. 1996. т.30. №4. с.307-320.

40. Кринов Е.Л. Тунгусский метеорит. М.-Л.: Изд. АН СССР. 1949. 196с.

41. Кузнецов Н.М. Термодинамические функции и ударные адиабаты воздуха при высоких температурах. М.: Машиностроение. 1965. 463 с.

42. Леонов В.Л. Поверхностные разрывы, связанные с землетрясением и извержениями, произошедшими в Карымском вулканическом центре 1-2 января 1996 г. // Вулканология и сейсмология. 1997. №5. с.113-129.

43. Лоборев В.М., Волобуев Н.М. и др. Уточнение перечня ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне, оказавших радиационное воздействие на Алтайский край. // Вестник научной программы "Семипалатинский полигон-Алтай". Барнаул. 1995. №4(8). с.8-20.

44. Лоборев В.М. и др. Реконструкция доз облучения населения Алтая в результате ядерного взрыва 12 августа 1953. // Вестник научной программы "Семипалатинский полигон-Алтай". Барнаул. 1994. ч.1. с.27-56.

45. Лосев С.А., Пилюгин H.H., Суржиков С.Т. Моделирование радиационных процессов в гидродинамике. М.: МГУ. 1990.

46. Магомедов K.M., Холодов A.C. Сеточно-характеристические методы. М.: Наука. 1988. 322 с.

47. Макдональд Г. Вулканы. М.: Мир. 1975. 432 с.

48. Мак-Кроски P.E., Шао Ц.И., Позен А. Болиды Прерийной сети. 1. Общие сведения и орбиты. // Метеоритика. 1978. Вып. 37. с. 44-59.

49. Маров М.Я. Планеты Солнечной системы. М.: Наука. 1986. 320 с.

50. Мелош Г. Образование ударных кратеров: геологический процесс. М.: Мир. 1994. 334 с.

51. Мороз В.П., Кержанович В.В., Краснопольский В.А. Инженерная модель атмосферы Марса для проекта Марс-94 (МА-90). // Космические исследования. 1991. 29. №1. с. 3-84.

52. Немчинов И.В., Бергельсон В.И., Орлова Т.И., Смирнов В.А., Хазинс В.М. Автомодельное развитие предвестника перед ударной волной, взаимодействующей с теплым слоем. // ДАН. 1987. т.296. №3. с.554-557.

53. Немчинов И.В., Переломова A.A., Шувалов В.В. Нелинейные колебания атмосферы при мгновенном энерговыделении. // Всесоюзная конференция "Проблемы стратифицированных течений". Киев, 1991. Тезисы докладов. т.1. с.67-68.

54. Немчинов И.В., Киселев Ю.Н., Шувалов В.В. Математическое моделирование распространения интенсивно излучающих ударных волн. // ЖВ-МиМФ. 1991. т.31. №6. с.901-921.

55. Немчинов И.В., Шувалов В.В. Развитие взрыва при ударе метеорного тела о поверхность Марса. // Астрономический вестник. 1992. т.26. №4. с.19-31.

56. Немчинов И.В., Переломова A.A., Шувалов В.В. Нелинейный отклик атмосферы на импульсное возмущение. // Известия РАН. Серия Физика атмосферы и океана. 1992. т.28. №3. с.234-239.

57. Немчинов И.В. Интенсивно излучающие ударные волны. // Химическая физика. 1993. т.12. №3. с.320-333.

58. Немчинов И.В., Лосева Т.В., Шувалов В.В. Динамические процессы в атмосфере Земли при падении космических тел. // Сборник ИДГ РАН. Москва. 1994. с.205-219.

59. Немчинов И.В., Попова О.П., Светцов В.В., Шувалов В.В. О фотометрической массе и радиационном размере крупных метеороидов. // Астрономический вестник. 1995. т.29. №2. с. 155-173.

60. Немчинов И.В., Шувалов В.В., Артемьева H.A., Иванов Б.А., Косарев И.Б., Трубецкая И.А. Вспышки излучения, вызванные ударами о лунную поверхность. // Астрономический вестник. 1998. т.32. №2. с.116-132.

61. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука. 1987. ч.1464с., ч.П. 360с.

62. Онуфриев А.Т., Христианович С.А. Об особенностях турбулентного движения в вихревом кольце. // ДАН. 1976. т.229. №1. с.42-43.

63. Петров Г.И., Стулов В.П. Движение больших тел в атмосферах планет. // Космические исследования. 1975. т.XIII. вып.4. с.587-594.

64. Плотников П.В., Шуршалов Л.В. О взаимодействии космического пылевого облака с атмосферой. // Журн. вычисл. математики и мат. физики. 1994. т.14. №1. с.117-129.

65. Плотников П.В., Шуршалов Л.В. О характере интенсивного взаимодействия облака пылевых частиц с атмосферой Земли. // Журн. вычисл. математики и мат. физики. 1995. т.35. №8. с. 1233-1244.

66. Плотников П.В., Шуршалов Л.В. Математическое моделирование процесса экстремально интенсивного взаимодействия с атмосферой Земли космического пылевого облака. // Астрономический вестник. 1997. т.31. №1. с.72-81.

67. Попов Е.Г., Цикулин М.А. Излучательные свойства сильных ударных волн в газах. М.: Наука. 1977. 173с.

68. Последствия ядерной войны. Физические и атмосферные эффекты. Под ред. Дородницына A.A. и Стенчикова Г.Л. М.: Мир. 1988. 392с.

69. Райзер Ю.П. О конденсации в облаке испаренного вещества, расширяющегося в пустоту. // ЖЭТФ. т.37. вып. 6(12). с.1741-1750.

70. Родионов A.B. Моделирование истечения пространственных многофазных струй с поверхности ядра кометы. // Астрономический вестник. 1996. т.30. №3. с.265-275.

71. Ривкин С.Л., Александров A.A. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия. 1975. 79 с.

72. Самарский A.A., Попов Ю.Г. Разностные методы решения задач газовой динамики. М.: Наука. 1980. 352с.

73. Светцов В.В. Взрывы в нижней и средней атмосфере сферически симметричная стадия. // Физика горения и взрыва. 1994. т.30. №5. с.129-142.

74. Светцов В.В. Куда делись осколки Тунгусского метеороида? // Астрономический вестник. 1996. т.30. №5. с.427-441.

75. Симаков Г.В., Трунин Р.Ф. Сжатие сверхпористого кремнезема в ударных волнах. // Известия АН. Физика Земли. 1990. т.11. с.72-77.

76. Смертин В.М. О методах численного решения задачи моделирования ВГВ, генерируемых авроральной электроструей. // Исследование ионосферной динамики. М.: ИЗМИР АН. 1979. с.100-107.

77. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука. 1973. 312с.

78. Стулов В.П., Мирский В.Н., Вислый А.И. Аэродинамика болидов. М.: Наука-Физматлит. 1995. 236с.

79. Стулов В.П. Аналитическая модель последовательного дробления и абляции метеорного тела в атмосфере. // Астрономический вестник. 1998. т.32. №5. с.455-458.

80. Таганов Г.И. О взаимодействии движущейся ударной волны с тонким слоем переменной плотности, покоящимся вблизи твердой границы. // Всесоюзный съезд по теоретической и прикладной механике. Аннот. докл. М.: АН СССР. 1960. с.114

81. Трубецкая И. А., Шувалов В.В. Численное моделирование газовых взрывов в атмосфере Земли. // Сб.научных трудов ИДГ РАН. Москва. 1996. с.170-178.

82. Трубецкая И.А., Шувалов В.В. Численное моделирование загрязнения окружающей среды радиоактивной пылью. // Сборник ИДГ. 1994. с.249-259.

83. Шувалов В.В., Артемьева H.A., Косарев И.Б., Немчинов В.И., Трубецкая И.А. Численное моделирование болидной стадии падения фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер. // Астрономический вестник. 1997. т.31. №5. с.441-449.

84. Шувалов В.В., Артемьева H.A., Немчинов И.В. Численное моделирование подводного извержения вулкана Академии Наук. // Тезисы конференции "Физические проблемы экологии". Москва. 1997. т.1. с.71.

85. Шувалов В.В., Артемьева H.A. Влияние неоднородностей на разрушение фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 в атмосфере Юпитера. // Астрономический вестник. 1998. т.32. №5. с.445-454.

86. Шувалов В.В., Артемьева H.A., Немчинов И.В. Численное моделирование подводного извержения вулкана академии наук на Камчатке. // Сборник ИДГ РАН. Москва. 1998. с.155-167.

87. Шуршалов Л.В. К расчету взрыва быстро летящего тела // ЖВМиМФ. 1986. т.26. №6. с.924-933.

88. Ушаков C.B., Фазлуллин С.М. Морфометрические характеристики Ка-рымского озера в связи с подводным извержением // Вулканология и сейсмология. 1997. №5. с. 130-137.

89. Фадеенко Ю.И. Разрушение метеорных тел в атмосфере. // Физика горения и взрыва. 1967. №2. с.276-280.

90. Федотов С.А. Об извержениях в кальдере Академии Наук и Карымского вулкана в 1996 г., их изучении и механизме. // Вулканология и сейсмология. 1997. №5. с.3-37.

91. Физика ядерного взрыва. Под ред.Лобарева. М.: Наука. 1997. т.1. 528с.

92. Флоренский К.П., Базилевский А.Т., Гребенник H.H. Морфологическая зрелость мелких лунных кратеров как функция их возраста и размеров. // Космические исследования. 1971. т.9. вып. 3. с.459-464.

93. Флоренский П.В., Чернов В.М. Наблюдения нестационарных явлений на Луне и земной тени около нее на фоне неба (по материалам отечественных наблюдений). // Астрономический вестник. 1973. т.7. №1. с.38-44.

94. Флоренский К.П., Базилевский А.Т., Пронин A.A., Попова З.В. Предварительные результаты геоморфологического изучения панорам. // Передвижная лаборатория на Луне "Луноход-1". т.1. М.: Наука. 1974. с.96.

95. Флоренский П.В., Чернов В.М. Наблюдения нестационарных явлений на Луне (по материалам отечественных наблюдателей). Перечень второй. // Астрономический вестник. 1975. т.9. №3. с.194-198.102103104105106107108109110111112113

96. Флоренский К.П., Базилевский А.Т., Зезин Р.В., Полосухин В.П., Попова З.В. Геолого-морфологические исследования лунной поверхности. // Передвижная лаборатория на Луне "Луноход-1". т.2. М.: Наука. 1978. с.102-135.

97. Флоренский П.В., Чернов В.М. Наблюдения нестационарных явлений на Луне. Перечень третий. // Астрономический вестник. 1978. т.12. №1. с.57-63.

98. Флоренский П.В., Чернов В.М. Наблюдения нестационарных явлений на Луне. Перечень четвертый. // Астрономический вестник. 1979. т.13. №1. с.62-63.

99. Флоренский П.В., Чернов В.М. Наблюдения нестационарных явлений на Луне. Перечень пятый. // Астрономический вестник. 1982. т.16. №1. с.60-62.

100. Флоренский П.В., Чернов В.М. Наблюдения нестационарных явлений на Луне. // Астрономический вестник. 1994. т.28. №4-5. с.235-238.

101. Фортов В.Е., Гнедин Ю.Н., Иванов М.Ф., Ивлев A.B., Клумов Б.А. Столкновение кометы Шумейкер-Леви 9 с Юпитером: что мы увидели. // УФН. 1996. т. 166. №4. с.391-422.

102. Харитон Ю.Б., Адамский В.Б., Смирнов Ю.Н. Создание советской водородной (термоядерной) бомбы. // УФН. 1996. т.166. №2. с.201-205.

103. Цветков В.И., Скрипник А.Я. Атмосферное дробление метеоритов с точки зрения механической прочности. // Астрономический вестник. 1991. т.25. №3. с.364-371.

104. Цикулин М.А. Ударные волны, возникающие при движении больших метеорных тел в атмосфере. М.: Наука. 1969. 87с.

105. Черный Г.Г. Течение газа с большой сверхзвуковой скоростью. М.: Физ-матгиз. 1959. 220 с.

106. Ядерные испытания СССР. Под ред. Михайлова В.Н. М.: ИздАТ. 1997. 303с.

107. Adushkin V.V., Nemtchinov I.V. Consequences of impacts of cosmic bodies on surface of the Earth// In Hazards due to Comets and Asteroids/Ed. T.Gehrels, Univ. of Arizona Press, Tucson, Arizona. 1994.

108. Ahrens T.J., O'Keefe J.D. Impact on the Earth, ocean and atmosphere. //J. Impact Eng. 1987. v.5. p.13-32.

109. Ahrens T.J. Impact erosion of terrestrical planetary atmosperes. // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 1993. v.21. p.525-555.

110. Ahrens T.J., Takata T., O'Keefe J.D. Impact of Comet Shoemaker-Levy 9 on Jupiter. // GRL. 1994. v.21. No 11. p.1087-1090.

111. Ahrens T.J., Takata T., O'Keefe J.D. Radiative signatures from impact of Comet Shoemaker-Levy 9 on Jupiter. // GRL. 1994. v.21. No 11. p.1551-1553.

112. Alidibirov M., Dingwell D.B. Magma fragmentation by rapid decompression. // Nature. 1996. v.380. p.146-148.

113. Alvarez L.W., Alvarez W., Asaro F., Michel H.V. Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction. // Science. 1980. v. 208. p. 1095-1108.

114. Artem'eva N.A., Shuvalov V.V. Oblique impact: Atmospheric effects. // LPSC XXV. 1994. Part 1. pp.39-40 (abstracts).

115. Artemieva N.A., Shuvalov V.V. Interaction of shock waves during the passage of disrupted meteoroid through atmosphere. // Shock waves. 1996. v.5. No 6. p.359-367.

116. Artem'eva N.A., Shuvalov V.V. Meteoroid breakup with radiative transfer and ablation. // JENAM 98, Prague, p. 65.

117. Asphaug E., Benz W. Density of comet Shoemaker-Levy 9 deduced by modelling breakup of the parent "rubble-pile". // Nature. 1994. v. 370. p.120-124.

118. Benz W., Asphaug E. Shoemaker-Levy 9 and the tidal disruption of comets // LPSC XXV. 1994. p.101-102.

119. Boris J.P., Book D.L. Flux-Corrected Transport I: Shasta-A Fluid Transport Algorithm that Works. // J.Comp.Phys. 1973. 11. p.38-69.

120. Borovicka J., Spumy P. Radiation Study of Two Very Bright Terrestrial Bolides and an Application to the Comet S-L 9 Collision with Jupiter. // Icarus. 1996. v.121. p.484-510.

121. Boslough, M.B., Crawford, D.A., Robinson, A.C., Trucano, T.G. Mass and penetration depth of Shoemaker-Levy 9 fragments from time-resolved photometry. // GRL. . 1994. v.21. No 14. p.1555-1558.

122. Boslough M.B.E., Crawford D.A. Shoemaker-Levy 9 and plume-forming collisions on Earth. // In: Near-Earth Objects. Ed. Remo J.L. 1997. N.Y. Academy of Sciences, New York. p.236-282.

123. Boslough M.B.E., Gladstone G.R. An Impact Plume Model for Atmospheric Holes in the FUV Dayglow. // GRL. 1997. v.24. p.24,3117-24,3120.

124. Ceplecha Z. Earth's influx of different populations of sporadic meteoroids from photographic and television data. // Bull. Astron. Inst. Czechosl. 1988. v.39. p.4,221-4,236.

125. Ceplecha Z., Spurny P., Borovicka J., Kecklikova J. Atmospheric fragmentation of meteoroids. // Asron. Astrophys. 1993. 279. p.615-626.

126. Ceplecha Z. Meteoroid properties from photografic records of meteors and fireballs. // In: Asteroids, Comets, Meteors. Ed. Milani et al. IAU, Netherlands. 1994.

127. Ceplecha Z. Luminous efficiency based on photographic observations of the Lost-City fireball and implications for the influx of interplanetary bodies onto the Earth. // Astronom. Astrophys. 1996. v.311. p.329-332.

128. Ceplecha Z. Influx of large meteoroids onto Earth. // Paper 3116B presented at SPIE's International Symposium on Optical Science Engineering and Instrumentation Conference, CA, San Diego. 1997. lOp.

129. Chevalier R.A., Sarazin C.L. Explosions of infalling comets in Jupiter's atmosphere. // Astrophys. J. 1994. v.429. No 2. p.863-875.

130. Ivanov B.A. Cratering mechanics. 1986. NASA Tech. Memorandum. 88477 (N87-15662).

131. Ivanov B.A., Melosh H.J. Dynamic fragmentation of a comet in the jovian atmosphere // LPSC XXV. 1994. p.535-536.

132. Ivanov B.A. Atmospheric entry of large meteoroids: implication to Titan. // Planet. Space Sci. 1997. v.45. No.8. pp.993-1007.

133. Jones E.M., Kodis J.W. Atmospheric Effects of large body impacts: the first few minutes // GSA Special Paper. 1982. v. 190. p. 175-186.

134. Kahn R.A., Martin T.Z., Zurec R.W., Lee S.W. The Martian dust cycle. In: Mars, edited by Kieffer H.H., Jakosky B.M., Snyder C.W., Matthews M.S. Univ. of Ariz. Press, Tucson. 1992. p.1017-1053.

135. Kanellakos D.P. Response of Ionosphere to the Passage of Acoustic-Gravity Waves Generated by Low-Altitude Nuclear Explosions. // JGR. 1967. v.72. No 17. p.4559-4576.

136. Korobeinikov V.P., Chushkin P.I., Shurshalov L.V. Interaction between large cosmic bodies and atmosphere// Acta Astronautica. 1982. v.9. No 10. p.641-643.

137. Kuhl AL, Reichenbach H. Techniques for creating precursor in shock tubes. // In: Shock Tubes and Waves, ed. Groning H. VCH, Weinheim, New York. 1988. p.847-853.

138. Latham G.V., Ewing M., Press F., Sutton G., Dorman J., Nakamura Y., Toksoz N., Lammlein D. and Duennebier F. Passive seismic experiment // Apollo 16 Preliminary Science Report. NASA SP-315. 1972. p.9.1-9.29.

139. Latham G., Ewing M., Dorman J., Nakamura Y., Press F., Toksoz N., Sutton G., Duennebier F., Lammlein D. Lunar structure and dynamics Results from the Apollo passive seismic experiments. // Moon. 1973. v.7. p.396-420.

140. Machado F., Parsons W.H., Richards A., Mulford J. Capelinhos Eruption of Fayal Volcano, Azores, 1957-1958. // JGR. 1962. v.67. No 9. p.3,519-3,529.

141. McGlaun J.M., Thompson S.L., Elrick M.G. CTH: a three-dimensional shock wave physics code. // Int. J. Impact Engn. 1990. v.10. p.351-360.

142. Melosh H.J., Nemtchinov I.V., Artem'eva N.A., Golub A.P., Shuvalov V.V., Trubetskaya. Remote visual detection of impacts on the Lunar surface. // LPSC XXIV. 1993. p.975-976 (abstracts).

143. Middlehurst B.M., Burley J.M., Moore P., Welthes M.I. Chronological catalog of reported lunar events. Washington DC. 1968. 55p.

144. Morrison D. The Impact Hazard //In Proceedings of the NEO Interception Workshop, Los Alamos, NM. 1992. p.49-61.

145. Nemtchinov I.V., Svetsov V.V. Global consequences of radiation impulse caused be comet impact. // Adv. Space Rev. 1991. v.11. p.(6)95-(6)97.

146. Nemtchinov I.V., Shuvalov V.V. The explosion in the atmosphere of Mars caused by a high- speed impact of cosmic bodies. // LPSC XXIII. Houston. 1992. pp.981-982 (abstracts).

147. Nemtchinov I.V., Shuvalov V.V., Svetsov V.V. Hazards Due to Thermal Radiation After Impacts of Small Comets. // Absracts for Hazards Due to Comets and Asteroids. Tucson, Arizona, USA. 1993. p.62.

148. Nemtchinov I.V., Perelomova A.A., Shuvalov V.V. Determination of cosmic bodies size-velocity distribution by observation of current impacts on Mars // LPSC XXIV. 1993. Part 3. p. 1065-1066.

149. Nemtchinov I.V., Popova O.P., Shuvalov V.V., Svetsov V.V. Radiation emitted during the flight of asteroids and comets through the atmosphere. // Planet. Space Sci. 1994. v.42. No 6. p.491-506.

150. Nemtchinov I.V., Jacobs C., Tagliaferri E. Analysis of satellite observations of large meteoroid impacts // In: Near-Earth Objects. Ed. J.Remo. Annals of the New York Academy of Sciences. 1997. v.822. p.303-317.

151. Nemtchinov I.V., Shuvalov V.V., Artemieva N.A., Ivanov B.A., Kosarev I.B., Trubetskaya I.A. Light flashes caused by impacts against the Moon. // Bulletin of the American Physical Society. 1997. V.42. No.5. p.1522-1525.

152. Nemtchinov I.V., Kuzmicheva M.Yu., Shuvalov V.V., Golub A.P., Popova O.P., Kosarev I.B., Borovicka J. Sumava meteoroid was it a small comet? // IAU Colloquiun No 173. Tatranska Lomnica, Slovak Republic. 1998. p.11.

153. Nemtchinov I.V., Shuvalov V.V., Artem'eva N.A., Ivanov B.A., Kosarev I.B., Trubetskaya I.A. Light Impulse created by Meteoroids Impacting the Moon. // LPSC XXIX. 1998. p.1032-1033 (abstracts).

154. Noll K.S., McGrath M.A., Trafton L.M., Atreya S.K. Caldwell J.J., Weaver H.A., Yelle R.V., Barnet C., Edgington S. HST spectroscopic observation of Jupiter after the collision of Comet Shoemaker-Levy 9. // Science. 1995. v.267. p.1307-1313.

155. Noh W.F., Woodward P. SLIC (simple line interface calculation). Proc. of the Fifth International Conference on Numerical Methods in Fluid Dynamics. // Springer Lecture Notes in Physics 59. 1976. p.330-340.

156. Osher S. Converge of generalized MUSCL schemes. // SIAM J. Numer. Anal. 1985. v.21. p.360-368.

157. Passey Q.R., Melosh H.J. Effects of atmospheric breakup on crater field formation // Icarus. 1980. v.42. No 2. p.211-233.

158. Papika J.J., Vaniman D.T. Mare Crisium. The view from Luna 24. // Eds. R.R.Merril, and J.J.Papike. Lunar and Planet. Inst. Houston. Tex. 1978. p.281-289.

159. Pierse A.D., Posey J.W., Illiff E.F. Variation of Nuclear Explosion Generated Acoustic-Gravity Wave forms with Burst Height and with Energy Yield. // JGR. 1971. v.76. No 21. p.5025-5042.

160. Ready J.F. Effects of high-power laser radiation. Academic, San Diego, Calif. 1971.

161. ReVelle D.O. Historical detection of atmospheric impacts by large bolides using acoustic-gravity waves // Near-Earth Objects. Ed. J.Remo. Annals of the New York Academy of Sciences. 1997. v.822. p.284-302.

162. Popova O.P., Nemtchinov I.V. Estimates of PN bolid characteristics based on the light curves. // Meteoritics & Planet. Sci. 1996. 31. p.AllO supplement.

163. Rybakov V.A., Nemchmov I.V., Shuvalov V.V., Artemiev V.I., Medveduk S.A. Mobilization of dust on the Mars surface by the impact of small cosmic bodies. // JGR. 1997. v.102. No E4. p.9,211-9,220.

164. Saub J.M. and Lawniczak A.C. Meteorite falls in June: Two sets of observations. // JGR-Planets. 1996. v.101. No E7. p.16,905-16,907.

165. Sekanina Z. Disintegration phenomena expected during collision of comet Shoemaker-Levy 9 with Jupiter. // Science. 1993. v. 262, No 5132. p. 382387.

166. Schmidt R.M., Housen K.R. Some recent advances in the scaling of impact and explosion cratering. // Int. J. Impact Engng. 1987. v.5. p.543-560.

167. Schultz P.H. Moon morphology. // Austin and London: University of Texas Press. 1977. 626p.

168. Schultz P.H., Sugita S. Penetrating and Escaping the Atmospheres of Venus and Earth. // LPSC XXV. 1994. p.1215-1216.

169. Schultz P.H. Effects of the impact angle on vaporization. // JGR. 1996. v.101. No.E2. pp.21117-21136.

170. Scotti J.V., Melosh H.J. Estimate of the size of comet Shoemaker-Levy 9 from a tidal breakup model // Nature. 1993. v. 365. p.733-735.

171. Sheridan M.F., Wohletz K.H. Hydrovolcanism: basic considerations and review. // J. Volcanol. Geotherm. Res. 1983. v.17. No 1/4. p.1-30.

172. Shoemaker S.L., Shoemaker E.M., Levy D.H. Comet Shoemaker-Levy // IAU Circ. 1993. No 5725.

173. Shoemaker E.M., Hassing P.J., Roddy D.J. Numerical simulations of the Shoemaker-Levy 9 impact plumes clouds: a progress report. // GRL. 1995. v.22. No 13. p.1825-1838.

174. Shuvalov V.V., Artem'eva N.A. Motion of a large number of fragments through the atmosphere after meteoroid breakup. // Proceedings of Comet Day at 5-th International Conference Space-96. Albuquerque, New Mexico. 1996.

175. Shuvalov V.V., Adushkin V.V., Nemchinov I.V., , Fedotov S.A. Numerical modeling of subaqueous eruptions at Akademia Nauk caldera lake. // Abstracts of EUS XXII General Assembly, 1997. Wienna.

176. Shuvalov V.V. S-L9 Comet impact: an influence of fragments structure on the penetration process. // JENAM 98. Prague. 1998. p.88. (abstracts).

177. Shuvalov V.V. Atmospheric plumes created due to meteoroid impacts. / / Meteoroids-98. Slovakia.

178. Shuvalov V.V. 3D hydrodynamic code SOVA for interfacial flows, application to thermal layer effect. // Shock Waves. 1999. (accepted)

179. Shuvalov V.V., Artem'eva N.A., Kosarev I.B. 3D hydrodynamic code SOVA for multimaterial flows, application to Shoemaker-Levy 9 comet impact problem. // Int. J. Impact Engineering. 1999. (accepted)

180. Shuvalov V.V. Atmospheric plumes created by meteoroids impacting the Earth. // JGR. 1999. (accepted)

181. Simkin T. Terrestrial volcanism in space and time. // Annu. Rev. Earth Planet Sci. 1993. v.21. p.427-452.

182. Solem J.C. Density and size of comet Shoemaker-Levy 9 deduced from a tidal breakup model. // Nature. 1994. v. 370. p.349-351.

183. Stulov V.P. Interactions of space bodies with atmospheres of planets.// Appl.Mech.Rev. 1997. v.50. part 1. p.671-688.

184. Svetsov V.V. An economical numerical method for one- dimensional problems of radiative gas dynamics. // Comp. Maths. Math. Phys. 1994. v.34. No 3. p.365-367.

185. Svetsov V.V. Radiation emitted during the flight: application to assessment of bolide parameters from the satellite recorded light flashes. // LPSC XXV. 1994. p.1365-1366.

186. Svetsov V.V., Nemtchinov I.V., Teterev A.V. Disintegration of Large Meteoroids in Earth's Atmosphere: Theoretical Models // Icarus. 1995. v. 116(1). p.131-153.

187. Tagliaferri E., Spolding R., Jacobs C., Worden S.P., Erlich A. Detection of meteoroids impacts by optical sensors on Earth orbit. // In: Hazards due to comets and asteroids, edited by Gehrels. Univ. of Ariz. Press, Tucson. 1994. p. 199-220.

188. Taylor S.R. Lunar science: a post-Apollo view. // New York, Toronto: Perg-amon Press. 1975. 372p.

189. Thomas P.C., Gierasch P.J. Dust devils on Mars. Science. 1985. 230. p.175-177.

190. Thompson S.L. and H.S.Lauson. Improvements in the Chart D radiation-hydrodynamic CODE III: Revised analytic equations of state. Sandia National Laboratory Report SC-RR-71 0714.1972.

191. Thorarinsson S., Einarsson T., Sigvaldason G. The submarine eruption of the Vestmann Islands, 1963 //Bull. Volcanology. 1964. v.27. p.437-446.

192. Teterev A.V., Nemtchinov I.V. The sand bag model of the dispersion of the cosmic body in the atmosphere. //LPSC XXIV. 1993. p.1415-1416.

193. Teterev A.V. Entry consequences of the rarefied water formations into the Earth's atmosphere. //LPSC XXIX. 1998. (abstract).

194. Tillotson J.H. Metallic equations of state for hypervelocity impact. // General Atomic Report GA-3216. 1962.

195. Toon O.B., Pollack J.B., Ackerman T.P., Turco R.P., McKay C.P., Liu M.S. Evolution of an impact-generated dust cloud and the effect on the atmosphere. // GSA Special Paper. 1982. v.190. p.187-200.

196. Valentine G.A., Wohletz K.H. Numerical Models of Plinian Eruption Columns and Pyroclastic Flows. // JGR. 1989. v.10. p.1867-1887.

197. Van Leer B. Towards the ultimate conservative difference scheme IV. A new approach to numerical convection. //J. Computational Physics. 1977. v.23. p.276-299.

198. Vickery A.M., Melosh H.J. // In: Global Catastrophes in Earth History; Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 1990. p.289-300.

199. Vityazev A., Pechernikova G. Heating, degassing, melting, and diferentiation in the early history of the Earth. // Origin of the Earth and Moon. 1998. Monterey, Calfornia. p.49. (abstract).

200. Walker G.P.L. Plinian eruptions and products. // Bull. Volcanology. 1977. v.44. p.223-240.

201. Walker J.C.G. Evolution of the atmosphere. 1977. New York. Macmillan.

202. Weaver H. et al. Hubble Space Telescope observations of Comet P/SL-9. // Science. 1994. v. 263, No 5148. p.787-.

203. Weibull W.A. A statistical distribution function of wide applicability. // J.Appl.Mech. 1951. v.18. p.140-147.

204. Weissman P. The big Fizzle is coming // Nature. 1994. v.370. p.94-95.265 266 [267 [268269 270271 272273;274 275

205. West R.A., Karkoschka E., Friedson A.J., Seymour M., Baines K.H., Hammel H.B. Impact debris particles in Jupiter's stratosphere. // Science. 1995. v.267. p.1296-1301.

206. Wohletz K.H., McQueen R.G. Experimental studies of hydromagmatic vol-canism // Studies in Geophysics. Explosive volcanism: Inception, Evolution and Hazards. Washington:National Academy Press. 1984. p.158-169.

207. Woodward P.R., Collela P. The piecewise parabolic method (PPM) for gas-dynamical simulations. // J.Comp.Phys. 1984. v.54. p.174-201.

208. Wu Sh.S.C., and Moore H.J. Frequency distribution of lunar slopes. // Apollo 16 preliminary science report. NASA SP-315, Washington DC. 1972. p.3010-3015.

209. Yee H.C., Warming R.F., Harten A. Implicit total variation diminishing (TVD) schemes for steady-state calculations. //J. Comp. Phys. 1985. v. 57. p.327-360.

210. Yen K.C., Liu C.H. Acoustic-gravity waves in the upper atmosphere. // Rev. Geophys. Space Phys. 1974. v.212. No 2. p.491-527.

211. Yeomans D.K., Chodos P.// Minor. Planet. Circ. 1993. No 22197.

212. Zahnle K. Airburst origin of dark shadows on Venus. // JGR. 1992. v.97. No E6. p.10,243-10,255.

213. Zahnle K., MacLow M.-M., Lodders K., Fegley Jr. P. Sulfur chemistry in the wake of Comet Shoemaker-Levy 9. // GRL. 1995. v.22. No 11. p.1593-1596.

214. Zimanowski B., Biitner R., Lorenz V., Hafele H.-G. Fragmentation of basaltic melt in the course of explosive volcanism // JGR. 1997. v. B102. p.803-814.

215. Zurec R.W., Barnes J.R., Haberle R.M., Pollack J.B., Tilman J.E., Leovy C.B. Dynamics of the atmosphere of Mars. // In: Mars, edited by Kieffer H.H., Jakosky B.M., Snyder C.W., Matthews M.S. Univ. of Ariz. Press, Tucson. 1992. p.875-933.