Моделирование полей ветра и давления для гидродинамического прогноза штормовых нагонов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат физико-математических наук Мостаманди Мохаммад Сулейман Вахидулла

• Мостаманди Мохаммад Сулейман Вахидулла
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование полей ветра и давления для гидродинамического прогноза штормовых нагонов»

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:.6

Личный вклад автора.6

Теоретическая и практическая значимость:.6

1 Нагонные наводнения: причины, механизмы и методы их прогнозирования .11

1.1 Прогрессивная длинная волна и её влияние на невские наводнения. 13

1.2 Сейшевые колебания уровня воды.15

1.3 Барические поля над Балтикой, типичные для возникновения наводнений.19

2 Гидродинамическое моделирование изменения уровня воды.22

2.1 Модели фирмы Deltares (Нидерланды).22

2.2 Модели Датского гидрологического института.24

2.3 Трехмерная численная океанологическая модель Принстоновского университета (РОМ).27

2.4 Оперативная трехмерная модель динамики Северного и Балтийского морей BSHcmod Федерального управления по гидрографии (BSH) в Гамбурге, ФРГ.28

2.5 Оперативная модель Балтийского моря высокого разрешения HIROMB .29

2.6 Модель AquaDyn.30

2.7 Модель OAR3d.30

2.8 Модель HYBOS - модель океанографической компании Норвегии OCEANOR.31

2.9 Модели Балтийского моря, используемые в Финляндии.31

2.10 Двумерная гидродинамическая модель совместной динамики льда и воды (ДГДМ) ААНИИ.32

2.11 Гидродинамическая и гидроэкологическая модель SPBEM.32

2.12 Трехмерная гидродинамическая модель Невской губы и восточной части Финского залива СПБ Отдела ИО РАН NEWAM.33

2.13 Модели Балтийского моря BSM6.34

3 Моделирование штормовых нагонов при различных полях ветра и приземного давления.38

3.1 Модель WRF (Weather Research and Forecasting).38

3.2 Модель Hirlam.39

3.3 Модели консорциума COSMO.42

3.4 Выбор оптимальной метеорологической модели для расчета полей ветра и давления.48

3.5 Численные эксперименты с моделью Балтийского моря BSM-6 и атмосферными моделями HIRLAM, FORCE,COSMO и WRF.49

3.5.1 Условия экспериментов.49

3.5.2 Анализ результатов численных экспериментов.50

4. Численный прогноз полей ветра и давления на базе модели WRF для прогноза штормовых нагонов.63

4.1 Численная гидродинамическая модель атмосферы WRF.63

4.2 Параметризации планетарного пограничного слоя в прогностической атмосферной модели.70

4.2.1 Схема параметризации пограничного слоя атмосферы по Mellor-Yamada-Janjic (MYJ).72

4.2.2 Схема параметризации пограничного слоя атмосферы Mellor-Jamada-Nakanishi-Niino - 2.5 (MYNN).75

4.2.3 Схема параметризации пограничного слоя университета Yonsei. 76

4.2.4 Схема параметризации ППС Bougeault-Lacarrere (BouLac).79

4.2.5 Схема параметризации приземного слоя атмосферы, базирующаяся на теории подобия.81

4.2.6 Схема параметризации приземного слоя атмосферы модели ЕТА. 81

4.3 Описание программного комплекса WRF.81

4.3.1 Описание численных экспериментов.82

4.4 Ассимиляция данных наблюдений в гидродинамическую модель.90

4.4.1 Описание используемого алгоритма ассимиляции.91

4.4.2 Глобальная навигационная спутниковая система её использование при моделировании атмосферных процессов.94

4.4.3 Ассимиляция данных в модель WRF.96

4.4.4 Численные эксперименты по ассимиляции результатов наблюдений в гидродинамический комплекс прогноза Невских наводнений.98

4.4.5 Прогноз Невских наводнений при помощи модели BSM6 с атмосферными данными по модели WRF с ассимиляцией и без ассимиляции.103

Заключение.106

Список использованных источников.108

Введение

Штормовой нагон - это волна, длина которой в сотни и тысячи раз превышает глубину водоема и при взаимодействии с берегами приводящая к опасному подъему уровня. Основной фактор, приводящий к штормовому нагону - сильный ветер. Успешность гидродинамического прогноза нагона зависит от прогноза атмосферных параметров и от степени детального описания орографии, батиметрии и конфигурации акватории.

Петербург - город наводнений и, естественно, что эта тема является актуальной. Животрепещущие вопросы, - какой высоты, с какой вероятностью и когда будет следующее наводнение - возникают постоянно. И эти вопросы не сняты с повестки дня, несмотря на завершение строительства комплекса сооружений защиты Санкт-Петербурга от наводнений.

Петербургские наводнения - едва ли не первая научная проблема отечественной гидрометеорологии, прошедшая все стадии исследований - от визуальных наблюдений, описаний, измерений и накопления фактов до раскрытия причин явления и его прогноза на основе математической теории.

Отсчет уровня воды ведется от среднего многолетнего положения водной поверхности Балтийского моря у Кронштадта, принятого в нашей стране за исходный горизонт измерения высот на суше и глубин на морях. Этот горизонт именуется «нулем Кронштадтского футштока (О КФ)» или «нулем Балтийской системы высот (О БС)».

До 1982 года высоты наводнений в Ленинграде отсчитывались от ординара у Горного института, показывающего средний многолетний уровень воды в Неве в этом месте. Этот ординар выше О КФ на 11 см. За низшую высоту наводнений была принята отметка 150 см выше ординара.

В дальнейшем наводнениями считались подъемы воды на 91 см БС, опасными наводнениями - подъёмы воды от 161 до 210 см над 0 БС, особо опасными - от 211 до 299 см БС, катастрофическими - свыше 300 см БС.

Учитывая уникальность географического расположения Петербурга и, вследствие этого, постоянно существующую опасность невских наводнений, разработка надежных и, что не менее важно, заблаговременных методов прогнозирования была и остается чрезвычайно актуальной задачей. Однако такая задача в принципе выполнима лишь при комплексном подходе, когда в расчет принимаются не какие-то отдельные механизмы и предикторы, а оценивается их индивидуальный и суммарный вклад в процессы опасных подъемов в дельте Невы.

Целью диссертационной работы является повышение качества гидродинамического прогноза нагонных волн за счет учета вклада мелкомасштабных процессов в формирование полей ветра и давления, создающих потенциал для возникновения наводнений, и ассимиляции данных наземных и спутниковых наблюдений.

Для достижения поставленных целей в диссертационной работе сформулированы и решены следующие задачи:

- Выбор модели для прогноза штормовых нагонов, приводящих к затоплению суши,

- Разработка и практическая реализация методологии использования атмосферной гидродинамической модели для управления моделью прогноза штормовых нагонов,

- Оптимизация атмосферной гидродинамической модели с целью учета мелкомасштабных процессов, выбора шагов по времени и пространству,

- Настройка гидродинамической модели атмосферы с целью получения полей ветра и давления и их дальнейшего использования в модели штормовых нагонов,

- Улучшение качества прогноза полей ветра и давления за счёт ассимиляции гидродинамической моделью атмосферы спутниковых данных (GPS/GLONASS) и данных наземных метеостанций, не входящих в международный обмен,

- Улучшение качества прогноза штормовых нагонов за счёт ассимиляции данных наблюдений атмосферной гидродинамической моделью.

Методы исследования.

Для достижения целей исследования и решения поставленных задач проводились численные эксперименты с гидродинамической моделью CARDINAL и атмосферной моделью WRF, с использованием ассимиляции данных для формирования исходной информации о начальном состоянии и последующим статистическим анализом результатов расчетов.

Научная новизна

В процессе анализа проблемы, разработки новых методов, их сравнения с существующими подходами и применения для учета вклада мелкомасштабных процессов были получены следующие новые научные результаты:

1) Получены новые оценки влияния атмосферных условий на состояние акватории Балтийского моря и реки Невы;

2) Разработана новая методика ассимиляции спутниковых и синоптических данных мезомасштабной гидродинамической моделью;

3) Получены новые оценки качества воспроизведения атмосферных условий гидродинамической моделью WRF по данным метеостанций Северо-Запада Российской Федерации;

4) Получены новые оценки чувствительности качества прогноза невских наводнений к изменениям атмосферных условий.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту;

1. Метод использования гидродинамической модели высокого разрешения для. описания мелкомасштабных процессов, способствующих возникновению нагонных наводнений.

2. Методика ассимиляции синоптических и аэрологических наблюдений региональной гидродинамической моделью для улучшения прогноза метеорологических характеристик при решении прогностических задач.

3. Результаты численного моделирования метеорологических и гидрологических характеристик, позволяющие повысить качество прогнозов невских наводнений при совместном использовании программного комплекса CARDINAL и гидродинамической модели WRF.

Обоснованность и достоверность результатов

Обоснованность и достоверность результатов работы подтверждается строгой математической постановкой задачи, использованием многократно проверенных методов оценки прогностической значимости модели, использования сетевых метеорологических данных для формирования исходной информации о прогнозировании скоростей ветра и уровня воды и непротиворечивостью с результатами других, независимых исследований по данной тематике.

Личный вклад автора

Все положения, выносимые на защиту, основаны на результатах исследований, проведенных автором самостоятельно. Личный вклад автора заключается в постановке целей и формулировке задач исследований, обосновании выбора теоретических и расчетных методов решения поставленных задач, анализе полученных данных и их интерпретации. Автор непосредственно устанавливал и адаптировал гидродинамическую модель WRF к разным областям земного шара, разрабатывал методику ассимиляции данных спутниковых и синоптических наблюдений в гидродинамические модели, проводил исследования и обрабатывал результаты численных экспериментов, составлял отчетную документацию, подготавливал материалы докладов и публикаций, формулировал выводы и заключения по работе, разрабатывал рекомендации для практического использования.

Теоретическая и практическая значимость:

Теоретическая значимость работы заключается в том, что впервые продемонстрировано существенное влияние мелкомасштабных физических процессов на формирование нагонной волны, создающей потенциал для возникновения наводнений.

Научный интерес также представляет обзор существующих моделей, методик и формул, адаптированных и применимых для расчета скоростей ветра с учетом мелкомасштабных процессов.

Практическую ценность представляет созданная в процессе работы методика использования мезомасштабной гидродинамической модели с блоком ассимиляции данных для прогноза опасных явлений погоды.

Внедрение новой методологии расчета уровня невских наводнений за счет более полного пространственно-временного представления атмосферных условий • позволит улучшить качество прогнозов и заблаговременность предупреждения населения. Апробация диссертационной работы

Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались: на сессиях Ученого Совета и межкафедральных семинарах Российского государственного гидрометеорологического университета; на XVI международной школе-конференции молодых ученых, Москва

2012; на рабочих семинарах в Финском метеорологическом институте, Хельсинки (январь-2010, сентябрь-2010, апрель-2011); на международном семинаре - International Workshop Flood Vulnerability and Flood Protection in Tidal and Non-Tidal Regimes: North and Baltic Seas - Deltares, Delft, The Netherlands(2009); международном симпозиуме - International Workshop "Extreme water levels in the Eastern Baltic". St. Petersburg, Russia (2007); на международной конференции - International Conference on Hydrometeorological safety and adaptation of the society to the extreme climate changes. Moscow, Russia (2006); на международном семинаре - International Seminar Operational Management for St.Petersburg Flood Protection Barrier, Morzaschita, St.Petersburg.(2005); на конференции - VI Russian Hydrological Congress Section 2 (2004); на рабочей группе - 6th HIROMB Scientific Workshop St. Petersburg. Morzaschita (2003); на международной конференции - Int. Conf. Flooding and Environmental Challenges for Venice ant its Lagoon: State of Knowledge 2003. Churchill College, Cambridge University, England (2003); на международном семинаре - Third Study Conference on BALTEX, Mariehamn, Aland, Finland (2001); на международном семинаре - International Workshop River Runoff: Minima and Maxima. St.Petersburg (2001). Публикации:

Основные научные результаты опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК:

2010:Чукин В.В., Алдошкина Е.С., Вахнин А.В., Канухина А.Ю., Мостаманди С.В., Нгуен Т.Т., Обрезкова И.В. Восстановление вертикального профиля влажности воздуха по данным наземной регистрации спутниковых навигационных сигналов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных объектов и явлений. Сб. научных статей.

2011: Ассимиляция данных ГЛОНАСС/GPS в региональную численную модель прогноза погоды WRF-ARW // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2011. - Т.8, №3. - С.76-82. (соавторы Чукин В.В., Алдошкина Е.С., Вахнин А.В., Канухина А.Ю., Нигай С.Ю., Нгуен Т.Т., Савина З.С).

2011: Ансамблевые прогнозы экстремальных гидрометеорологических явлений в распределенной среде clavire // Научно-технический журнал "Приборостроение" №10/2011, ст. 106-110 (соавторы д. А. Насонов, А. А. Калюжная, А. В. Бухановский)

Содержание диссертации также отражено в следующих публикациях:

2001: Development and verification of flood forecasting system for St.Peters burg. Proc. of Third Study Conference on BALTEX, Mariehamn, Aland, Finland. pp.111-112. (co-authors K.A.Klevanny, V. P. Gubareva, L. B. Ozerova).

2001: Water level forecasts for the eastern Gulf of Finland. Bulletin of the Maritime Institute in Gdansk.V.28, No. 2, 2001, pp.71-87. (co-authors K.A.Klevanny, V.P. Gubareva, L. B. Ozerova).

2001: Neva Floods in Saint Petersburg and their prediction. Proc. International Workshop River Runoff: Minima and Maxima. St.Petersburg, pp. 1315. (co-authors H.Gerritsen, V.P.Gubareva, K.A. Klevanny, L.B.Ozerova).

2003: Evaluation of new formulation of wind drag in the operational model of the Baltic Sea Proceedings of the 6th HIROMB Scientific Workshop St. Petersburg. Morzaschita, pp.21-32. (co-authors K.A.Klevanny, O.V. Gliantseva).

2003: Operational model for water levels, currents and dispersion of pollutants in the Eastern Gulf of Finland. Proceedings of the 6th HIROMB Scientific Workshop St. Petersburg. Morzaschita, pp.33-40. (co-authors K.A.Klevanny, E. V. Smirnova).

2003: Improved wind forcing in the flood model for St. Petersburg Geophysical Research Abstracts, vol. 5, EAE03-A-05121, EGS-AGU-EUG Joint Assembly, Nice, France, (co-authors Filinkova O.V., Klevanny).

2003: Development of a flood forecasting system for St.Petersburg. Cambridge Proc. of Int. Conf. Flooding and Environmental Challenges for Venice ant its Lagoon: State of Knowledge 2003. Churchill College, Cambridge University, England, (со-авторы Gerritsen H, Gliantseva O.V., Mostamandi M.S.W.).

2004: Floods in St.Petersburg and its forecast. Proc.of VI Russian Hydrological Congress Section 2 . Hydrometeoizdat St.Petersburg, pp. 103-104. (co-authors L.M.Dren', K.A.Klevanny).

2005: Automated Flood Forecasting for St.Petersburg Proceedings of the International Seminar Operational Management for St.Petersburg Flood Protection Barrier, Morzaschita, St.Petersburg. p. (co-author K.A. Klevanny).

2006: Operational forecasting of Neva floods. Proc. International Conference on Hydrometeorological safety and adaptation of the society to the extreme climate changes. Moscow, Russia, p.78. (co-authors P.N. Andreev, K.A. Klevanny, A.M. Kolesov, Yu.M. Liberman, V.Yu. Tsepelev).

2006: Automation of software decomposition for distributed implementation. Proc. SPIIRAN, V.3 (2), St.Petersburg, Nayka, pp. 121-129. (coauthors B.E.Marley, V.I. Vorobjov, R.A. Krylov, M.Yu. Petrov).

2006: Nevskiis Flood Operational forecasting(OneparaBHoe прогнозирование Невских наводнений). International Conference of Hydrometeorological safety problem (prediction and adaptation of the society to the extreme climate changes) Международная конференция по проблемам гидрометеорологической безопасности (прогнозирование и адаптация общества к экстремальным климатическим изменениям) 26-29 September 2006 г. Moscow, Russia. Page. 78 (co-authors Andreev P.N., К. A. Klevanny, A. M. Kolesov, U. M. Leberman, V. U. Sepelev).

2007: Last results of flood forecasting in St.Petersburg. International Workshop "Extreme water levels in the Eastern Baltic". St. Petersburg, Russia, pp.29-30 (co-author K.A.Klevanny).

2007: Results of Dynamical specification of surface wind and pressure over Baltic Sea for calculation of water flood. (Результаты динамической детализации приземного ветра и приземного давления над Северо-Западной частью России (регион Балтийского моря) для расчета наводнений), Hydrometcenter Russian. 343 edition, 2007 page 11-34. Труды Гидрометцентра России, вып. 343, 2007г. стр 11-34 (соавторы I.V.Novikova, К. G. Rubenshtain).

2009: Quality of water level forecasts in St. Petersburg with four times per model runs / Proceedings of the International Workshop Flood Vulnerability and Flood Protection in Tidal and Non-Tidal Regimes: North and Baltic Seas -Deltares, Delft, The Netherlands, 2009 - p. 17-18 (co-authors Klevannyy К.А)ю

2010 Мониторинг влагосодержания атмосферы с помощью системы ГЛОНАСС/GPS // Региональная экология. - 2010. - №3(29). - С. 122-126. (соавторы Чукин В.В., Алдошкина Е.С., Вахнин А.В, Нгуен Т.Т., Обрезкова И.В.).

2011: Перспективы использования навигационных радиоприемных устройств ГЛОНАСС/GPS в составе автоматических метеорологических станций // Глобальная научная интеграция: Сборник материалов международной научно-практической конференции. - Тамбов: изд.ТМБпринт, 2011. - С.94-95. (соавторы Чукин В.В., Вахнин А.В., Нгуен Т.Т)ю

2011: Предварительные результаты численных прогнозов погоды с помощью модели WRF-ARW на Европейской территории России // Успехи современного естествознания. - 2011. - №11. - С.75-76 (соавторы Чукин В.В., Савина З.С).

2012: Моделирование региональных аспектов переноса примесей на примере пыльцы березы Труды XVI международной школы-конференции молодых ученых, Москва-2012 - С. 129-132 (соавторы Курганский А. Р., Смышляев С.П).

Работа выполнена при поддержке Правительства РФ (Договор №11.034.31.0078) для поддержки исследований под руководством ведущих ученых, Российского фонда фундаментальных исследований, а также в рамках мероприятий Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. Объем работы 113 страниц, в том числе рисунков и таблицы. Список цитируемой литературы содержит 102 наименования.

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Мостаманди Мохаммад Сулейман Вахидулла

Заключение

В заключении подведём итоги.

Перед диссертантом была поставлена цель - повысить качество прогнозов штормовых нагонов за счет учета вклада мелкомасштабных процессов в формирование полей ветра и давления, создающих потенциал для возникновения наводнений, и ассимиляции данных наземных и спутниковых наблюдений.

Для достижения поставленных целей в диссертационной работе решены следующие задачи:

- Были проанализированы сведения о всех существующих гидродинамических гидрологических моделях уровня моря и сделан вывод о том, что используемый в СЗУГМС модельный комплекс САЯБШАЬ соответствует, а по многим параметрам и превышает, современный уровень качества моделирования нагонных волн. Из большого числа современный гидродинамических моделей атмосферы, доступных для использования в оперативной практике СЗУГМС, были выбраны четыре модели, позволяющие с удовлетворительным качеством прогнозировать поля ветра и давления. Были проведены численные эксперименты по выбору оптимальной для использования в комплексе прогноза штормовых нагонов гидродинамической модели атмосферы. Для дальнейшего использования была выбрана модель \УМ\

- Были проведены теоретические исследование, а на их основе и серия численных экспериментов по разработке методологии оптимального использования атмосферной гидродинамической модели для управления моделью прогноза штормовых нагонов.

- Была проведена адаптация гидродинамической модели \VIIF к региону Балтийского моря и задаче, которая решается в исследовании - учету мелкомасштабных процессов. Для этого были выбраны в лучшем соотношении шаги по времени и пространству, оптимизирован набор параметризаций физических процессов. Наибольшее внимание было уделено выбору параметризаций ППС и ПС (поверхностный слой), так как по результатам предварительных исследований был сделан вывод об их наибольшем влиянии на качество прогноза мелко- и мезомасштабных особенностей полей ветра и давления.

- Была проведена серия численных экспериментов для разных сезонов года и доказано лучшее качество моделирования полей метеорологических величин после адаптации модели \V11F к региону Балтийского моря.

- Дальнейшее улучшение качества моделирования было достигнуто за счёт ассимиляции гидродинамической моделью атмосферы спутниковых данных (ОР8/СЬ(ЖА88) об интегральном влагосодержании и данных наземных метеорологических станций, не передающих данные наблюдений в сети ВМО.

- В заключении были проведены численные эксперименты, доказывающие лучшее качество прогноза штормовых нагонов с помощью адаптированной модели WRF с ассимиляцией результатов наблюдений.

Результаты проделанной работы внедрены в оперативную практику прогнозирования Невских наводнений СЗУГМС.

В заключение отметим основные полученные результаты и сформулированные выводы по диссертационной работе:

1) Разработан метод использования гидродинамической модели высокого разрешения для описания мелкомасштабных процессов, способствующих возникновению нагонных наводнений, применение которого в модели WRF позволило воспроизвести реалистичную картину полей ветра и давления на территории Северо-Запада Российской Федерации в периоды возникновения потенциальной опасности формирования нагонных наводнений;

2) Разработана методика ассимиляции спутниковых и синоптических наблюдений региональной гидродинамической моделью, использование которой в мезомасштабной модели WRF позволило улучшить прогноз метеорологических характеристик как в периоды экстремальных явлений погоды, так и в спокойные периоды, что позволяет считать данную методику корректной и пригодной для использования при решении аналогичных задач ассимиляции для других регионов и иных моделей;

3) Получены результаты численного моделирования метеорологических и гидрологических характеристик путем совместного использования программного комплекса CARDINAL и гидродинамической модели WRF с блоком ассимиляции данных наблюдений, что позволило определить периоды потенциального возникновения штормовых нагонов и существенно повысить качество прогнозов невских наводнений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мостаманди Мохаммад Сулейман Вахидулла, 2013 год

1. Померанец, К.С. Три века петербургских наводнений Текст. / К.С. Померанец.- СПБ.: Искусство СПб, 2005,- 214 с

2. Знаменский, В.А. Невские наводнения: Причины и особенности. Способы защиты. Экология защиты Текст. / В.А.Знаменский.-СПб.: Изд. ВВМ, 2004,- 98 с

3. Рабинович, А.Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение. Текст. / А.Б.Рабинович.- СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.-325 с

4. Ефимова,Ю.В. Условия возникновения сильных невских наводнений :Дис. . канд.reoгр.наук: 25.00.30. Текст. /Ю.В.Ефимова-СПб.: РГГМУ, 2003,- 130 с

5. Бровиков, И.С. Изменение элементов волн при выходе на мелководье Текст. / И.С.Бровиков // Труды ГОИН.-Вып.50 68 с

6. Дубов, В.П. Сейши Балтийского моря и их связь с наводнениями в Ленинграде Текст. / В.П. Дубов // Труды ГГИ.- Вып.5 75 с

7. Ермоленко, H.A. Статистическая оценка работы модели BSM-5 в оперативной практике СЗУГМС за период 16.01.2004 31.03.2005 гг.: Дипломная работа Текст. /H.A. Ермоленко,- СПб.: РГГМУ, 2005.-93 с

8. Багров, H.A. Долгосрочные метеорологические прогнозы Текст. / Н.А.Багров, К.В.Кондратович, А.И.Угрюмов- JL: Гидрометеоиздат, 1985 -248 с

9. Kanmgas et. al. 2008: Sea level forecasting for Finland's coast for the year 2007 (MERI- Report series of the Finnish institute of Marine Research No. 63 p.)

10. Белов П.Н., Борисенков Е.П., Панин Б.Д. Численные методы прогноза погоды, JI. : Гидрометеоиздат, 198922 (http: //www. aar i. n w. m)23 (http://www.baltex-research.eu/projects/BALTEX Survey SPBEM.pdf)

11. Raisanen P., Rummukainene M., Raisanen J. Modification of the HIRLAM radiation scheme for use in the Rossby Centre regional atmospheric climate model // Technical Report 49: Department of Meteorology, University of Helsinki.-2000.-71p.

12. Snyder, R.L., Dobson, F.W., Elliott, J.A. and R.B. Long, 1981: Array measurement of atmospheric pressure fluctuations above surface gravity waves, J. Fluid Mech., 102, 1-59

13. Smith, R. N. В., 1990: A scheme for predicting layer clouds and their water content in a general circulation model. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 116, 435-460.

14. Savijarvi H., Arola A., Raisanen P. Shortwave optical properties of precipitating waterclouds // Quart. J. Roy. Met. Soc.-1997.- №123.-P.883-899.

15. Wyser K., Rontu L., Savijarvi H. Introducing the effective radius into a fast radiation scheme of a mesoscale models // Contr. Atm. Phys-1999 №72-P.205-218.

16. Hu Y.-X., Stamnes K. An accurate parameterization of the radiative properties of water clouds suitable for use in climate models // J. Climatol-1993 -№6.-P.728-742.

17. Chou M.-D. Atmospheric solar heating in the water vapour bands // J. Appl. Meteor.-1986.- № 25,- P. 1532-1542.

18. Easter R.C. Two modifier version of Bott's positive definite numerical advection scheme // Mon.Wea.Rev.-1993,- № 121.-P.297-304.

19. Skamarock W. C.: A Description of the Advanced Research WRF Version 2. NCAR/TN- Yong-Run Guo Observation Pre-processor for WRF-DA National Center for Atmospheric Research

20. Lynch P. Digital Filters for Numerical Weather Prediction // HIRLAM Technical Report-1993 -№10.

21. Tiedtke M. A comprehensive massflux scheme for cumulus parametrization in large-scale models // Mon. Weather Rev.-1989- №117-P.1779-1800.

22. Doms G., Schattier U. The nonhydrostatic limited-area model LM (Lokal-Modell) of DWD. Part I: Scientific documentation. Deutscher Wetterdienst Offenbach, Germany, 1997.-174 pp.

23. Jacobsen I., Heise E. A new economic method for the computation of the surface temperature in numerical models // Beitr. Phys. Atmos. -1982 №55.-P.128-141.52 (http://Produkter.smhi.se/oceanweb)

24. Laprise R. Th e Euler equations of motion with hydrostatic pressure as an independent variable //Mon. Wea. Rev., 1992, Vol. 120, No. 1. P. 197—207

25. Kasahara A. Various vertical coordinate systems used for numerical weather prediction // Mon. Wea. Rev, 1974, Vol. 102, No. 7. P. 509—522.

26. Garratt, J.R. The atmospheric boundary layer Text. / J.R. Garratt. -Cambridge : Cambridge Univ. Press, 1992. 315 p.

27. Bretherton, С. S. Boundary layer meteorology lectures электронный ресурс. / С. S. Bretherton. 2004. - Режим доступа: http://www.atmos.washington.edu/2004Q2/547/www/lect8.pdf

28. Warner, T.T. Numerical weather and climate prediction Text. / T.T. Warner-New York : Cambridge Univ. Press, 2011. 526 p.

29. Mellor, G.L., Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems Text. / G.L. Mellor, T. Yamada // Rev. Geophys. Space Phys. -1982,-Vol. 20.-P. 851-875

30. Janjic, Z.I. Nonsingular implementation of the Mellor-Yamada level 2.5 scheme in the NCEP Meso model Text. / Janjic Z.I // NCEP Office Note. 2002. -No. 437.-61 p.

31. Mellor, G.L., A hierarchy of turbulence closure models for planetary boundary layers Text. / G.L. Mellor, T. Yamada // J. Atm. Sci. 1974. - Vol. 31, N7.-P. 1791 - 1806

32. Hong, S.-Y. A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes Text. / S.-Y. Hong, Y. Noh, J. Dudhia // Mon. Wea. Rev. 2006. - Vol. 134, N 9. - P. 2318-2341

33. Hong, S.-Y. Nonlocal boundary layer vertical diffusion in a Medium Range Forecast model Text. / S.-Y. Hong, H.-L. Pan // Mon. Wea. Rev. 1996. -Vol. 124, No. 10. - P. 2322 - 2329

34. Large, W.G. Oceanic vertical mixing: a review and model with nonlocal boundary layer parametrization Text. / W.G. Large, J.C. McWilliams // Rev. Geophys. 1994. - Vol. 32. - P. 363 - 403

35. Bougeault, P., P. Lacarrere, Parameterization of Orography-Induced Turbulence in a Mesobeta-Scale Model. Mon. Wea. Rev. 1989, 117, p. 18721890

36. Deardorff, J. W. Theoretical expression for the counter gradient vertical heat flux. J Geophys. Res., 1972, 30, p. 5900-5904

37. Deardorff J.W. Numerical investigation of neutral and unstable planetary boundary layers // J.Atmos.Sci.-l972,- № 29.- P.91 -115.

38. Paulson C.A. A mathematical representation of wind speed and temperature profi les in the unstable atmospheric surface layer. // J. Appl. Meteor., 1970, Vol. 9, No. 6. P. 857—861.

39. Noh Y., Cheon W.G. and Raasch S. Th e improvement of the K-profi le model for the PBL models // Seoul, 2001, South Korea, Laboratory for Atmospheric Modeling Research. P. 65—66.

40. Pleim J.E. A combined local and non-local closure model for the atmospheric boundary layer. Part 1: Model description and testing. // J. Appl. Meteor. Clim., 2007, Vol. 46, No. 9. P. 1383—1395

41. Miyakoda К. and Sirutis J. Manual of the E-physics, 1986 (Available from Geoph. Fluid Dyn. Lab., Princeton University, P.O. Box 308, Princeton, NJ08542).

42. Bevis, M., Chiswell, S., Businger, S., Herring, T.A. and Bock, Y. (1996). Estimating wet delays using numerical weather analyses and predictions. Radio Science 31:

43. M.Bevis, S.Businger, S.Chiswell, 1994: GPS Meteorology: Mapping Zenith Wet Delays onto Precipitable Water, Journal of Applied Meteorology, V. 33,379-386.

44. J.Duan, M.Bevis, 1996: GPS Meteorology: Direct Estimation of the Absolute Value of Precipitable Water, Journal of Applied Meteorology, V. 35, 830 838.

45. Фролов A.B., Важник А.И., Свиренко П.И., Цветков В.И. Глобальная система усвоения данных наблюдений о состоянии атмосферы. -СПб.: Гидрометеоиздат, 2000.- 187 с.

46. Hollinsworth A. and Lonnberg P. The statistical structure of short-range forecast errors as determined from radiosonde data. Part I: The wind field. Tellus, 1986, Vol. 38A, pp. 111-136.

47. Parrish D. and Derber J. The National Meteorological Center's spectral statistical-interpolation analysis system. Mon. Wea. Rev., 1992, Vol.l20Sasaki,Y., 1970: Some basic formalisms in numerical variational analysis. Mon. Wea. Rev., 98, 875-883.

48. M. Ghil, and A. C. Lorenc, 1997: Unified notation for data assimilation:Operational, sequential and variational. J. Met. Soc. Japan, 75, 181189.

49. Thayer G. D. An improved equation for the radio refractive index of air // Radio Science 9(10), 1974, P. 803-807.

50. Кудрявая, К.И. Морские гидрологические прогнозы Текст. / К.И.Кудрявая, Е.И.Серяков, Л.И.Скриптунова Л.: Гидрометеоиздат, 1974312 с

51. О.С. Завьялова. Выяснение механизмов, приводящих к невским наводнениям, на основе численного моделирования на комплексе CARDINAL, дипломная работа.

52. Mellor G.L., Yamada Т. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problem // Rev. Geophys. Space Phys.-1982.- №20.-P.851-875.

53. Ritchie H., Tanguay A comparison of spatially averaged Eulerian and semi-Lagrangian treatments of mountains // Mon. Wea. Rev-1996- №124-P. 167-181.

54. Janjic Z.L. The step-mountain eta coordinate model: further developments of the convection, viscous sublayer and turbulence closure schemes // Mon. Wea.Rev.-l 994 № 122.-P.927-945.

55. Whitham, G.B., 1974: Linear and nonlinear waves, Wiley, New York, 636 p.

56. Chen, Y. and H. Wang, 1983: Numerical model for nonstationary shallow water wave spectral transformations, J. Geophys. Res., 88, 9851-9863

57. Dingemans, M.W., 1997: Water wave propagation over uneven bottoms. Part 1 -linear wave propagation, Advanced Series on Ocean Engineering, 13, World Scientific, 471 p.

58. Holthuijsen, L.H., N. Booij and R.C. Ris, 1993: A spectral wave model for the coastal zone, Proceedings 2nd International Symposium on Ocean Wave Measurement and Analysis, New Orleans, Louisiana, July 25-28, 1993: New York, pp. 630-641

59. Phillips, O.M., 1957: On the generation of waves by turbulent wind, J. Fluid Mech., 2, 417-445

60. Miles, J.W., 1957: On the generation of surface waves by shear flows, J. Fluid Mech., 3, 185-204

61. Cavaleri, L. and P. Malanotte-Rizzoli, 1981: Wind wave prediction in shallow water: Theory and applications. J. Geophys. Res., 86, No. Cll, 10,96110,973

62. Tolman, H.J., 1992a: Effects of numerics on the physics in a third-generation windwave model, J. Phys. Oceanogr., 22, 10, 1095-1111

63. Arakawa A. and Schubert W.H. (1974) Interaction of cumulus cloud ensemble with the large scale environment. Pt. I. J. Atmos. Sci., 1974, Vol.31, No.3, p. 674-701.

64. ATMET (2001a) MM5/RAMS fine grid meteorological modeling for September 8-11 1993 ozone episode. Final report. ENVIRON Internat. Corporat., Novato, California, 2001, 37pp.

65. Betts A.K. (1986) A new convective adjustment scheme. Pt. I : Observational and theoretical basis. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 1986, Vol.112, p.674-692. Meteor., 1982, Vol.21, No. 11, p. 1594-1609.