ИСТИНА

Актуальность темы диссертации: Вследствие развития супервычислительных технологий, роста производительности компьютеров происходит развитие климатического моделирования в сторону улучшения пространственного разрешения и акцентирования внимания на мезомасштабных процессах. Данные перспективы развития климатических моделей Земной системы приводит к потребности качественного воспроизведения процессов не только в атмосфере, но и в деятельном слое суши, во многом определяющем процессы в приземном слое. Одним из классов объектов деятельного слоя суши являются внутренние пресные водоемы. Диссертационная работа В.Ю. Богомолова направлена на создание параметризации водоемов для модели Земной системы ИВМ РАН. Методы исследования: В данной диссертации используются методы вычислительной математики для исследования чувствительности численного решения одномерной модели водоема LAKE к пространственному и временному разрешению и сходимости ее конечно-разностной схемы при использовании различных турбулентных замыканий. Для подготовки внешних данных для климатической модели создан программный комплекс, реализованный на языке FORTRAN90. С использованием методов математического моделирования получены результаты влияния включенной автором параметризации водоемов в модель Земной системы ИВМ РАН на приземные характеристики, в частности, температуру поверхности, потоки явного и скрытого тепла. Основные результаты работы: В рамках диссертационной работы на тему «Параметризация внутренних водоемов суши в модели Земной системы» получены следующие основные результаты: -создана вычислительно эффективная модификация одномерной модели водоема для использования в системах прогноза погоды и моделирования климата; -произведена оценка точности решения и его сходимости для одномерной модели водоёма в идеализированных расчётах и расчетах для реального водоёма при использовании различных турбулентных замыканий; -создан программный комплекс, позволяющий в автоматическом режиме создавать карту распределения площадей водоема и глубин на сетки модели с дальнейшей коррекцией маски типов суши модели; -использована новая версия климатической модели ИВМ РАН с включенной параметризацией внутренних водоёмов; -произведены оценки влияния внутренних водоемов суши на характеристики подстилающей поверхности и приземного слоя воздуха в условиях современного климата на основе численных экспериментов с дополненной параметризацией водоемов климатической модели земной системы ИВМ РАН. Научная новизна: Впервые проведено сравнение результатов вычислительного моделирования различных турбулентных замыканий в модели озера, как в идеализированных, так и реальных расчётах. Впервые исследована точность численного решения и его сходимость для одномерной модели водоёма в идеализированных расчётах и расчётах реального водоёма при использовании различных турбулентных замыканий. Создан программный комплекс, позволяющий в автоматическом режиме создавать карту распределения площадей водоема и глубин на сетки модели с дальнейшей коррекцией маски типов суши модели. В единственную в России модель общей циркуляции атмосферы и океана ИВМ РАН участвующую в международных программах CMIP была интегрирована термодинамическая одномерная модель водоема. Научная и практическая ценность: Ценность полученных результатов заключается в возможности моделирования процессов, протекающих в деятельном слое климатической модели, в частности, для расчета потоков тепла и других субстанций в приземном слое воздуха, термического режима водных объектов, с использованием новой перспективной модели. Это позволит изучить физику процессов в деятельном слое суши, с оценкой их вклада в формирование климата на региональном и глобальном уровне. Показана возможность качественного моделирования термодинамических процессов в водоеме, в рамках климатической модели, на достаточно больших шагах по времени при использовании вычислительно эффективного турбулентного замыкания.