Предложен новый подход к моделированию струй штормового ветра в циклонах, основанный на методах теории плоского поля.

Наведено інформацію про смерчі на території Криму, їх зародження, переміщення та заподіяну ними шкоду. Розглянуто синаптичні й аерологічні умови їх виникнення. З використанням тривимірних діагностичних і прогностичних моделей досліджено термодинамічні характеристики конвективних систем, у яких утворилися смерчі.

Одержано ряд нестаціонарних розв'язків рівнянь Нав'є-Стокса та неперервності для вихору в нестисненому в'язкому двокомпонентному (або двофазному) середовищі, з об'ємним стоком речовини за рахунок фазових перетворень (наприклад, конденсації водяної пари у вологому повітрі, охолодженому нижче за точку роси) та з необмеженим притоком речовини із зовнішнього середовища. Ці розв'язки описують експоненціальну або "вибухову" гідродинамічну нестійкість "твердотільного" обертання речовини у серцевині вихору під дією конвективної та коріолісової сил. Ці сили виникають внаслідок нелінійної взаємодії обертального руху середовища з радіальним потоком, який збігається і забезпечує постійні густину та склад речовини (зокрема, постійну вологість повітря). Таку гідродинамічну нестійкість розглянуто як можливий механізм зародження і розвитку потужних атмосферних вихорів - торнадо і тайфунів - у процесі формування густих хмарових систем, коли інтенсивна конденсація вологи грає роль об'ємного стоку (конвергенції) речовини.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д237.261с18

Шифр НБУВ: Ж23887 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Получено приближенное описание процесса взаимодействия между двумя смерчеобразными потоками в достаточно разреженном газе из твердых сфер. Такие потоки вращаются и движутся поступательно, причем соответствующие им максвелловские распределения являются точными решениями уравнения Больцмана. Каждый из потоков обладает двумя различными осями - плотности и скоростей, взаимное расположение которых определенным образом связано со степенью точности приближенного бимодального решения.

Оценены условия зарождения смерчей над Украиной. Исследованы два случая прохождения смерча над Одесской областью. Приведен анализ гидродинамических характеристик нижней тропосферы в период возникновения вихрей.

Досліджено умови виникнення та дії двох потужних смерчів шляхом радіолокаційних спостережень та експедиційних обстежень на місцевості. За допомогою тривимірних діагностичних і прогностичних моделей із використанням вкладених сіток проведено серію числових експериментів із метою дослідження термодинамічних характеристик потужних конвективних хмарних систем, в яких утворювалися смерчі.

Трехмерные численные модели фронтальных облачных систем с детализированной микрофизикой, разработанные в УкрНИГМИ, адаптированы к экстремальным условиям повышенной активности смерчей. Численные эксперименты проведены с использованием Декартовой системы координат параллельно с системой координат, учитывающей рельеф. Рассмотрены мезомасштабные явления, сопровождавшие цепь смерчей, проходивших над северной частью Крыма 22 июля 2002 г. Серия численных экспериментов выполнена с целью поиска ключевых параметров, которые могли быть причиной возникновения исследуемых опасных явлений или определяли степень их активности.

Предложен плазменно-капельный механизм образования смерча - интенсивного атмосферного вихря, вращающегося под грозовым облаком. Смерч рассматривается как контролируемый прилипанием газовый разряд, создаваемый в атмосфере сильным облачным зарядом в присутствии геомагнитного поля. Построена общая теория атмосферно-облачного разряда, дан расчет электрической и магнитной структуры плазмы вихря под круглым бесконечно тонким заряженным диском.

Дисертація присвячена розробці принципово нової фізичної моделі штормових зон. В роботі вперше запропонована фізична модель штормових зон, яка основана на ланцюжках Кармана. Розроблено методику діагнозу морських штормів, що базується на новій фізико-математичній концепції, сучасній методиці Аракави з використанням інформації зі штучних супутників Землі. Основні результати роботи знайшли використання в оперативній прогностичній діяльності метеорологічних підрозділів, можуть стати основою для розробки більш досконалих гідродинамічних моделей.

Вперше розроблено в організаціях Державної Гідрометеорологічної служби спеціалізована підсистема контролю якості даних морських берегових спостережень у межах системи АССОКА. Вперше виявлено, що довготривалі зміни аномалій висоти хвиль в прибережній зоні Азово-Чорноморського регіону характеризуються квазіперіодичними коливаннями міждесятилітнього масштабу, що вказує на зв'язок з глобальними кліматичними процесами. Вперше проведено класифікацію великомасштабних синоптичних процесів, що призводить до штормів в Азово-Чорноморському басейні. Виявлено, що на десятилітньому-міждесятилітньому масштабі відзначено зміну вітро-хвильового режиму.

Выполнена классификация крупномасштабных синоптических процессов, приводящих к штормовым условиям в Азово-Черноморском бассейне, основанная на объективном методе кластерного анализа. Проведен анализ синоптических процессов штормов в Азово-Черноморском бассейне с использованием полученной классификации за период 1954 - 2008 гг.

Проведено класифікацію великомасштабних синоптичних процесів, якi призводять до штормових умов в Азово-Чорноморському регіоні, яка базується на об'єктивному методі кластерного аналізу. Проведено аналіз штормових синоптичних ситуацій в Азово-Чорноморському регіоні з використанням одержаної класифікації за період 1954 - 2008 рр.

The classification of large-scale synoptic processes leading to the storm conditions in the Azov-Black sea region based on objective method of cluster analysis has been made. Analysis of the storm synoptic situations in Azov-Black sea region has been carried out using the obtained classification during the period of 1954 - 2008.

Рассмотрена электромагнитная теория смерча. Сформулирована и исследована гидродинамическая задача о движении плазменно-капельной среды, образующей вихрь. Получено выражение для вращающей силы. Она пропорциональна вертикальной компоненте геомагнитного поля и радиальному току в плазме и усилена радиальной компонентой силы Лоренца и центробежной силой. Проведен расчет поля скоростей, плотности и давления дозвукового вихря. Найденная картина движения качественно и количественно соответствует данным наблюдений.

Для расчета рассеивающих свойств отдельных частиц песка/пыли, находящихся в воздухе во время песчаной бури, необходимо получить значение проницаемости одной частицы песка/пыли, покрытого слоем воды. В качестве первого шага использована формула Луйенга для определения проницаемости сухого песка/пыли, являющегося частью смеси, параметры которой измеряются. Результаты измерений могут использоваться для оценки особенности распространения электромагнитных волн, используемых коммуникационными системами.

Вивчено прояв законів інформаційної реальності в природі ураганів, завдяки чому дія конвективних потоків повітря над океаном збільшується багатократно, створюючи синергетичний ефект. Проаналізовано створення виробництв з урахуванням інформаційної реальності.

Вперше в Україні розроблено методику статистичної оцінки рівня смерченебезпечності регіону стосовно зони розташування промислового майданчика ЧАЕС. Доведено логарифмічну нормальність закону розподілу статистичного матеріалу, який кореспондується з зоною відчуження. Визначені річна ймовірність проходження можливого смерчу (торнадо) через задану точку (ЧАЕС) та його розрахунковий клас за шкалою Фуджити - Пірсона. Отримано необхідні для силових розрахунків будівельних конструкцій ЧАЕС динамічні характеристики ймовірного торнадо (величину перепаду тиску між периферією та центром воронки, довжину та ширину шляху проходження торнадо та ін. Наведено методику, яку можна застосувати до кожного екологічно небезпечного регіону (об'єкту) з відповідним для нього статистичним матеріалом по торнадо.

Запропоновано електромагнітний механізм утворення смерчу. Смерч розглянуто як контрольований прилипанням газовий розряд, що створюється в атмосфері сильним хмарним зарядом за присутності геомагнітного поля. Обертання середовища в ньому здійснюється електромагнітною силою Лоренца. Розраховано електричні, магнітні та гідродинамічні поля дозвукового вихору. Одержані результати якісно та кількісно відповідають даним спостережень.

Досліджено формування складних метеорологічних явищ: засухи, суховію і пилової бурі. Визначено вплив цих явищ на посіви у період глобальних змін клімату. З'ясовано сучасний рівень пізнання природи засухи, суховію і пилової бурі. Проаналізовано особливості формування, поширення та впливу на урожайність сільськогосподарських культур у Новому і Старому світі. Показано інтенсивність розвитку та ймовірність вияву несприятливих явищ в Україні, наведено заходи боротьби з ними.

Досліджено процес розорювання степів, прерій, саван та розвиток систем землеробства в Новому і Старому світі для нарощування виробництва продовольства в період глобальних і локальних змін клімату. Охарактеризовано сучасні системи землеробства, які забезпечують підвищення родючості грунту та збереження вологи у процесі боротьби з несприятливими метеорологічними явищами. Проаналізовано вплив глобального потепління та вологозабезпечення на структуру посівів, виробництво продовольчих ресурсів і споживання білка. Розглянуто особливості поширення засухи, суховію, пилової (чорної) бурі та їх вплив на урожай в грунтово-кліматичних зонах України. Визначено збитки світової економіки від зазначених явищ, обгрунтовано основні заходи боротьби з ними за умов сучасного землеробства.

На основі даних Європейської бази даних екстремальних погодних явищ аналізується рівень надійності повідомлень про смерчі на території України у порівнянні з 27 іншими країнами східної і центральної Європи. У 2009 - 2019 рр. загальна кількість повідомлень про смерчі та інші типи атмосферних вихорів в Україні склала 186, або 31 смерч на 100 тисяч квадратних кілометрів, що відповідає середньому показнику для усіх розглянутих країн. Показано, що 94 % від усіх повідомлень про смерчі на території України мають достатню якість (рівень достовірності QC1 і QC2). Цей показник перевищує середнє значення, яке для 28 країн Європи складає 84 % якісних повідомлень. Розподіл повідомлених смерчів у 1999 - 2019 рр. за класами потужності за шкалою Фудзіти-Пірсона добре узгоджується із розподілом смерчів за класами потужності у східній Європі. Таким чином, показано, що дані, представлені у Європейській базі даних екстремальних погодних явищ на території України, достатні для забезпечення надійних оцінок екологічної небезпеки смерчів.