IV Международная научная конференция
“Проблемы физики атмосферы, климатологии и мониторинга окружающей среды”

С 23 по 25 мая 2022 г. в г. Ставрополь на базе Северо-Кавказского федерального университета состоялась IV Международная научная конференция “Проблемы физики атмосферы, климатологии и мониторинга окружающей среды”. На конференции были обобщены основные результаты научных исследований в области физики атмосферы, климатологии, физики облаков и активных воздействий на гидрометеорологические процессы, полученные за последние годы, определены дальнейшие пути их развития.

В работе конференции приняли участие представители Северо-Кавказского федерального университета, научно-исследовательских учреждений Росгидромета (Высокогорного геофизического института, Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова, Центральной аэрологической обсерватории, Научно-производственного объединения “Тайфун”), а также других российских и зарубежных организаций, занимающихся вопросами физики атмосферы и активных воздействий на гидрометеорологические процессы (Наманганского университета (Узбекистан), Военно-космической академии им. А. Ф. Можайского, Российского государственного гидрометеорологического университета, Физико-технического факультета Северо-Кавказского федерального университета, Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х. М. Бербекова, Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В. М. Кокова, Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН и др.).

С приветственными словами к участникам конференции выступили представители руководства университета, академик РАН М. Ч. Залиханов, академик Академии Абхазии Я. А. Экба, профессора М. Т. Абшаев и Л. М. Федченко.

Они отметили, что в настоящее непростое время, которое переживает наша страна, мы должны предложить конкретные решения проблем, связанных как с теоретическими, так и экспериментальными исследованиями, а также производственными работами в области активных воздействий на гидрометеорологические процессы. Высказаны пожелания молодым ученым и дальше развивать общепризнанные исследования российских ученых в области физики облаков.

На конференции было представлено 43 доклада на 6 секциях:

Секция 1: Современные проблемы физики атмосферы, климатологии и экологии (руководитель – Л. М. Федченко);

Секции 2: Математическое моделирование крупномасштабной атмосферной циркуляции (руководитель – Б. А. Ашабоков);

Секция 3: Физика облаков и активных воздействий на гидрометеорологические процессы (руководитель – М. Т. Абшаев);

Секция 4: Динамика климата, влияние изменений климата на окружающую среду и социально-экономическую сферу жизнедеятельности людей (руководитель – Л. М. Федченко);

Секция 5: Дистанционные методы зондирования атмосферы (руководитель – Р. Х. Калов);

Секция 6: Совершенствование методик гидрометеорологических прогнозов погоды (руководитель – Б. А. Ашабоков).

На пленарном заседании было заслушано 5 докладов.

Профессор М. Т. Абшаев сделал обзорный доклад о результатах 65-летней работы противоградовой защиты в РФ. Остановился на проблемах, связанных с прерыванием мощных градовых процессов. Показано, что автоматизированная ракетная технология обеспечивает сокращение потерь от града на 87%. Дальнейшее повышение эффективности противоградовых работ требует технического переоснащение противоградовых служб на базе новых радиолокационных и ракетных программно-технических комплексов и внедрения малолюдной роботизированной системы АСУ-“Град”.

Руководитель Северо-Кавказского математического центра А. А. Алиханов сделал доклад о численном решении уравнений диффузии дробного по времени порядка. Дифференциальные уравнения дробного порядка описывают процессы с памятью. Реакция системы на воздействие зависит от предыстории ее состояний, а не только от состояния в данный момент времени, как считается в классическом уравнении диффузии и теплопроводности. Учет этих моделей мог бы уточнить, например, результаты расчетов распространения реагента в облаках, а также время роста кристаллов. Но, как заметил в дискуссии по данному вопросу профессор Б. А. Ашабоков, использование этих моделей при моделировании облачных процессов и активных воздействий затруднительно.

Б. А. Ашабоков, Л. М. Федченко и В. А. Шаповалов сделали доклад о современном состоянии физики облаков и активных воздействий. В докладе они обратили внимание на то, что настоящий период времени является переходным для физики облаков и активных воздействий на них: происходит переход от этапа исследования “элементарных” процессов в облаках к этапу исследования образования и развития облаков с учетом их системных свойств, от методов активного воздействия на облака, основанных на концепциях, к методам, полученным в результате строгих исследований образования и развития облаков в естественных условиях и при активном воздействии. Было отмечено, что на современном этапе развития физики облаков все большую значимость приобретает математическое моделирование. Существующие математические модели позволяют понять процессы формирования макро- и микроструктурных характеристик облаков, проверить эффективность концепций активных воздействий на них. В то же время в дискуссии по данному вопросу профессор М. Т. Абшаев заметил, что математическое моделирование пока не в состояние адекватно описать многообразие типов градовых процессов, каждый из которых представляет собой кластер конвективных ячеек, при этом каждая имеет свою структуру и динамику развития, непрерывно изменяющуюся во времени и пространстве. Поэтому эмпирические и теоретические модели должны дополнять друг друга.

По мнению Ю. П. Михайловского, существующие модели пока недостаточно хорошо описывают реальные облака. Основной упор, по его мнению, наоборот, надо сделать на экспериментальные и лабораторные исследования процессов микрофизики и электризации.

Таким образом, в целом существующие математические модели позволяют понять процессы формирования макро- и микроструктурных характеристик облаков, проверить эффективность концепций активных воздействий на них. В то же время математическое моделирование пока не в состояние удовлетворительно описать развитие сложных многоячейковых облаков. На это указывают имеющиеся попытки верификации моделей на этих объектах.

Профессор Я. А. Экба сделал доклад о влиянии влажности атмосферы на парниковый эффект. Согласно его представлениям, которые отличаются от общепринятой точки зрения, глобальное потепление атмосферы обусловлено изменениями влажности. Более того, согласно проведенным исследованиям, начиная с 2011 г. на территории Абхазии наблюдается не повышение температуры, а ее понижение, а с 2003 г. наблюдается уменьшение суммы годовых осадков. Это связано с извержениями вулканов.

Этот доклад вызвал дискуссию об изменении климата под воздействием естественных и антропогенных факторов, парниковом эффекте.

В докладе профессор Северо-Кавказского федерального университета Р. Г. Закинян остановился на современном состоянии математического моделирования тепловой конвекции.

В докладах и дискуссиях конференции отмечено, что несмотря на определенные сложности, с которыми в эти годы сталкивались исследования в области физики атмосферы, климатологии, физики облаков и активных воздействий на гидрометеорологические процессы, работы в этих областях не прекращались и получены определенные новые результаты.

Конференция отметила:

1. Актуальность исследований по усовершенствованию существующих и разработке новых эффективных методов активного воздействия на гидрометеорологические процессы и явления в условиях глобального изменения климата, приводящего к увеличению частоты и интенсивности опасных природных явлений, растущему дефициту водных ресурсов, а в отдельных регионах – избыточному количеству осадков.

2. Активную и эффективную деятельность в области активных воздействий ведущих научно-исследовательских учреждений Росгидромета. Так, в период проведения конференции специалисты ЦАО проводили работы по искусственному увеличению осадков с целью увлажнения территорий для снижения класса пожарной опасности в Республике Саха (Якутия). 3. Успешность проводимых производственных работ по защите сельскохозяйственных растений от градобитий на площади около 2,6 млн. га.

4. Существенность достигнутых результатов в развитии трехмерных нестационарных численных моделей конвективных (в том числе грозоградовых) облаков, позволяющих исследовать эволюцию конвективного облака (в том числе его электрической структуры) в естественных условиях и при активном воздействии на него, а также оценить эффект активного воздействия. Были отмечены модели ВГИ и ГГО. Каждая из созданных моделей имеет свои особенности и специфику применения. В то же время недостаточно работ по сравнению результатов расчетов по моделям ВГИ и ГГО с реальными процессами развития облаков.

5. Интересными являются результаты исследований переноса тяжелых частиц интенсивными ветрами (Л. Х. Ингель, НПО “Тайфун”), а также исследования по срыву частиц песка с поверхности дюн под действием ветра и возникающей при этом электризации частиц (Е. А. Малиновская, ИФА РАН).

6. Вызывает интерес представление об облаке как сложной самоорганизующейся открытой системе (Б. А. Ашабоков, В. А. Шаповалов, ВГИ). Было отмечено, что одним из направлений исследований на следующем этапе развития физики облаков является изучение роли системных свойств облаков в формировании их макро- и микроструктурных характеристик.

7. Большое число докладов было посвящено физике гроз. Интерес вызвал доклад М. Л. Тороповой (А. А. Синькевич, Н. Е. Веремей, ГГО) об электрической структуре и динамике грозоградового облака. Представляется интересным развиваемый авторами тезис о возможности использования частоты молний как параметра, который характеризует степень зрелости облака.

8. Вызвал интерес доклад В. В. Петрова о влиянии турбулентности на существование зон с переохлажденными каплями в облаках. 9. Представляется актуальным применение параметров атмосферы, полученных с помощью глобальных моделей, в методах прогнозирования градовых процессов (А. Х. Кагермазов, Л. Т. Созаева, ВГИ).

10. Как заметила профессор Л. М. Федченко, на конференции было представлено мало работ, связанных с экспериментальными исследованиями. Поэтому вызвал большой интерес доклад Е. В. Сосниковой (ЦАО), который был посвящен результатам исследований эффективности порошковых кристаллизующих реагентов AgI–SiO2.

11. Важность разработки эффективных радиолокационных методов измерения количества осадков с калибровкой их наземными измерениями подчеркнута в докладах В. С. Инюхина (ВГИ). Используемая в настоящее время при радиолокационном способе измерения количества осадков из облака формула Маршала – Пальмера (Z-I-соотношение) дает большой разброс.

12. Вызвал большой интерес доклад В. В. Волкова, посвященный результатам работ по измерению водности в облаках с борта самолета-лаборатории. Несмотря на существующие ограничения по измерению водности мелкокапельной части спектра капель, полученные данные представляют большой интерес. Профессор М. Т. Абшаев предложил создать справочник по аналогии с книгой “Облака и облачная атмосфера” (А. Х. Хргиан, И. П. Мазин), но уже на основе современных инструментальных измерений.

В завершение конференции состоялась общая дискуссия. Итоги конференции подвели профессора М. Т. Абшаев, Л. М. Федченко, А. Х. Аджиев, Б. А. Ашабоков. Было отмечено удачное сочетание выступлений маститых ученых, представляющих ведущие направления современной науки, и сообщений молодых ученых о проводимых ими исследованиях. Отмечено недостаточное количество экспериментальных работ. Необходимы дальнейшие исследования микрофизических процессов, происходящих в облаках. Была отмечена важность дальнейшего развития методов моделирования развития облаков и активного воздействия на них.

Конференция решила:

1. Просить Росгидромет:

– изыскать возможность повышения уровня финансирования НИТР по разработке новых методов (включая самолетные) и технических средств для активного воздействия (АВ) на гидрометеорологические процессы и обновлению экспериментальной базы лабораторных и натурных исследований, проводимых в учреждениях Росгидромета;

– принять меры по техническому переоснащению Военизированных служб по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы и активизировать внедрение новых наукоемких технологий;

2. Внедрять методики прогноза метеорологических параметров в практику прогноза погоды.

3. Учреждениям Росгидромета рекомендовать:

– создать банк данных натурных измерений облачных параметров, получаемых с помощью самолета-лаборатории Як-42Д “Росгидромет” при работах по улучшению условий погоды и увеличению осадков, для использования их в целях валидации разрабатываемых численных моделей облаков;

– с целью повышения эффективности АВ на гидрометеорологические процессы развивать исследования по лабораторному и численному моделированию микрофизических, электрических и термодинамических процессов в облаках, в том числе направленных на поиск новых реагентов и разработку новых методов АВ на эти процессы (НПО “Тайфун”, ВГИ, ГГО и ЦАО);

– повысить уровень практического применения результатов выполняемых Государственных заданий в системе Росгидромета. 4. Провести следующую 5-ю международную научную конференцию по физике атмосферы через два года.

Участники конференции выразили благодарность Оргкомитету конференции за хорошую организацию и проведение на высоком уровне Международной конференции по физике атмосферы. Было рекомендовано в будущем проводить конференцию в смешанном режиме (в очном и частично в онлайн режиме).

Оргкомитет конференции принял к сведению мнения участников конференции.

 

Р. Г. Закинян

Joomla templates by a4joomla