Рассмотрены вопросы математического моделирования динамики пограничного слоя атмосферы в мезометеорологическом масштабе и моделирования процесса распространения атмосферных выбросов промышленных объектов в локальном и региональном масштабах. Для получения "физически" корректного численного решения высокого порядка точности разработана теория нелинейной монотонизации разностных схем для уравнений параболического и гиперболического типов. Изложены методы решения системы уравнений гидротермодинамики для пограничного слоя атмосферы, основанные на использовании функции источника, на принципе переменных направлений. Описаны структуры интегрированных информационных систем обработки метеорологической информации и моделирования процесса распространения примеси от стационарных промышленных источников в локальном (для города) и региональном (мезометеорологическом) масштабах. Представлены данные сравнительного анализа численных расчетов для различных методик, различных моделей, на примерах предприятий г.Луганска, для различных типов устойчивости атмосферы для Восточноукраинского региона.

Досліджено події тривалих змін метеопараметрів тропосфери з 2001 по 2006 рр. за дії одиночних сонячних спалахів X-рентгенівського класу, які супроводжувались корональним викидом маси (КВМ). Встановлено, що основну дію на висотні профілі температури, тиску і вологості для північних широт від 74 до 60<$E symbol Р> здійснюють КВМ. Під їх дією за умови сонячного цілодобового освітлення тропосфери температура збільшується приблизно на 10 <$E symbol Р>C на висотах понад 9 км. На низьких висотах відбувається охолодження тропосфери на ту ж величину. За умов полярної ночі профілі змін температури виявляються протилежними. Вище за 6 км атмосфера холоне приблизно на 4 <$E symbol Р>C, а нижчі шари нагріваються радіаційним випромінюванням Землі на ту ж величину. У всіх випадках зафіксовано зменшення атмосферного тиску, яке на висоті 9 км може перевищувати 10 гПа. Вологість тропосфери в усіх випадках зменшується практично по всій товщі середньої тропосфери. В окремих випадках спостерігався аналогічний вплив на тропосферу прямих сонячних протонів.

Для розрахунку вентиляції міської забудови розглянуто механізми розвитку турбулентності у межах міської забудови. Введено поняття доменів турбулентності та їх зв'язок з конвективними терміками. Проаналізовано механізми розвитку турбулентності у межах міста та його окраїн. Розглянуто зв'язок термічної конвекції з випаровуванням від внутрішніх водоймищ та з поверхні моря. Наведено докладний аналіз формування конвекції за Бенаром та її взаємодії з бризовою циркуляцією. Введено принцип найменшої дії під час розрахунків формування вітрового переносу у межах орографічних ландшафтів південних приморських міст. Розглянуто карти вітрових потоків на прикладі Одеси для літнього періоду.

Одержано одновимірну модель середнього електростатичного поля нижньої атмосфери (0 - 30 км). Модель представлено рівнянням Пуассона для самопогодженого поля електронів у щільному газі. Відшукано точний розв'язок у наближенні сталих коефіцієнтів, який відповідає інтегрованості класичного осцилятора Морзе. Розв'язок параметризовано величинами енергії поля в одиниці об'єму. Базові функції лінійного наближення, на відміну від однорідного наближення Дебая - Хюккеля, - функції Ейрі (Ai, Bi), які показують осциляційну гіперполяризованість розподілу електронів у полі сили тяжіння. В межах цієї моделі запропоновано інжекційно-поляризаційний механізм стабілізації лінійних хмарових аномалій хвилями зарядової щільності в неоднорідній (надлишковій) електронно-іонній підсистемі атмосфери у вертикальному стратифікованому полі. Згідно з розрахунками, збурення приземного електростатичного поля від сейсмічно активних розломів або меж осередків землетрусів достатньо для поляризації зарядженої підсистеми водяної пари лінійних хмарових аномалій.

On the basis of spectral methods, a spectral analog of the entropy balance equation which allows us to introduce the second law of thermodynamics into a general model of the atmosphere circulation with the aim to carry out the diagnosis of climate changes of the Earth atmosphere is derived.

Розглянуто зв'язок сферичних функцій з мультиполями, що дає змогу провести порівняльний аналіз спектрального зображення глобального атмосферного процесу та його аналогії у конформному відображенні поверхні сфери на комплексну площину. За таким підходом можна локалізувати характерні основні риси глобального атмосферного процесу в конкретних координатах сферичної поверхні Землі.

Топологічний нерв - один з головних факторів створення фаз за змін клімату. Це основний фактор у формуванні балансу ентропії в термодинамічній системі планетарної атмосфери. На відміну від факторів дрібномасштабних термодинамічних систем, він допускає в планетарних процесах зміни клімату, зниження ентропії в термодинамічному континуумі кліматичної системи.

Викладено аналіз складових рівняння балансу ентропії для планетарної атмосфери. Це рівняння відрізняється від загальноприйнятого рівняння балансу ентропії тим, що воно допускає зниження ентропії для ряду макромасштабних атмосферних процесів і, тим самим, дає змогу здійснювати прогноз перебудов клімату.

Рассмотрены теоретические основы расчета баланса энтропии планетарной атмосферы. Предположено, что изменение баланса энтропии можно проследить, исследуя климатические эпохи прошлого на примере XX-го столетия.

Розроблено напівемпіричні моделі сучасної динаміки вікового та сезонного ходу глобальної приземної температури в ХХ ст. Виявлено ефект зміщення по фазі вперед (приблизно на 3 місяці) у сезонному ході максимального рівня потепління протягом двох послідовних хвиль квазіперіодичного коливання: 1890 - 1950 рр. і 1940 - 2000 рр. Обговорено проблему різкого похолодання стратосфери протягом декількох останніх десятиліть (з темпом 0,25 - 0,35 <$E symbol Р>C/10 років). Побудовано сценарії подальшого глобального потепління в ХІ ст. на підставі безпосередньої екстраполяції тенденцій у віковому ході глобальної приземної температури протягом ХХ ст. і логарифмічного закону залежності рівня глобального термічного режиму від вмісту CO2 в атмосфері за умови безпосередньої екстраполяції експоненціального закону його росту в останній чверті ХХ ст.

Semiempirical models of the modern dynamics of century and seasonal courses of the global temperature of air in the 20-th century are worked out. The effect of a forward displacement of the phase (approximately by 3 months) in the seasonal course of a maximum level of warming for two consecutive waves of quasipenodic oscillations (1885 - 1945 and 1940 - 2000) is revealed. Scenarios of the subsequent global warming in the 21-st century are constructed on the basis of the direct extrapolation of tendencies in a century course of the global temperature of air during the 20-th century and the logarithmic law of the dependence of the global thermal regime on the content of CO2 in the atmosphere upon the direct extrapolation of the exponential law of its growth in the last quarter of the 20-th century.

Розроблено метод, який дозволяє за даними стандартних метеорологічних спостережень оцінити поточний стан дифузійних властивостей нижньої частини межового шару атмосфери. Метод передбачає визначення аналога параметра Моніна - Обухова та враховує географічні, геофізичні та клімачні особливості України. З використанням архіву метеорологічних і аерологічних даних зроблено верифікацію методу та показано задовільне узгодження. Запропоновано новий параметр стійкості для визначення метеорологічного та кліматичного потенціалу забруднення атмосфери. Зроблено спробу районування території України з кліматичним потенціалом забруднення для теплого та холодного сезонів року.

Приведены климатические характеристики общей циркуляции атмосферы. Изучены основные черты многолетних полей температуры в тропо- и стратосфере. Охарактеризованы особенности глобальных полей геопотенциала в свободной атмосфере. Исследована структура глобальных полей составляющих скорости ветра в тропо- и стратосфере. Уделено внимание статистической структуре телеконекций в полях основных параметров общей циркуляции атмосферы в атлантико-европейском секторе в зимний период.

Проведено широкомасштабний моніторинг густини потоку теплових нейтронів біля поверхні Землі в Європейській частині Росії та в Атлантиці (від Балтійська до Ушуаї), на Північному полюсі, а також в тропосфері під час висотних авіаперельотів. В Атлантичному океані виявлено зони посиленої емісії теплових нейтронів до 300 н/(с <$E cdot> м<^>2), що в 20 - 30 разів перевищують фоновий рівень і збігаються за локалізацією з океанськими фронтами, зонами підвищеної концентрації фітопланктону. Розглянуто роль кінетичного захоплення фонових нейтронів у формуванні аномально високого корпускулярного випромінювання від біомаси.

Розглянуто всі основні формули визначення індексу показника заломлення повітря для ультракоротких радіохвиль. За ними визначено суху та гідростатичну складові зенітної тропосферної затримки числовим інтегруванням за даними радіозондування на станціях основних кліматичних зон земної кулі. Виконано порівняння з відповідними затримками, одержаними за моделями Саастамойнена та Гопфілд. Надано рекомендації щодо подальшого дослідження цього питання.

Выполнена оценка систематической ошибки региональной модели ММ5v3.7 при использовании различных схем параметризации пограничного слоя, кучевой конвекции, радиационных и микрофизических процессов. Оценивание выполнено на основании сравнения прогностических полей метеорологических элементов с полями ре-анализа ERA40. Получены характеристики временной эволюции, вертикальные профили и пространственное распределение систематической ошибки модели, а также оценки спектральной плотности основных прогностических переменных в модели и ре-анализе. Предложены рекомендации по выбору оптимальных схем параметризации для использования в численных прогнозах метеорологических элементов.

Зазначено, що характерною особливістю внутрішньої структури пограничного шару атмосфери (ПША) в період слабкого вітру біля поверхні землі на північно-західному Причорномор'ї є наявність струминної течії нижнього рівня на висотах піднесеної або верхньої частини приземної інверсії. Показано, що термічна компонента виконує визначальну роль у формуванні внутрішньої структури ПША, а також істотний вплив адвективних чинників і турбулентного обміну.

Приведены оценки влияния тропосферы на точность определения координат в сети активных референцных станций ZAKPOS.

Предложен алгоритм построения изоповерхностей тропосферных задержек в режиме реального времени наблюдения.

На основании данных эксперимента Wangara осуществлена апробация одномерной численной модели пограничного слоя атмосферы в воспроизведении его термодинамической структури в разное время суток над сушей. Система уравнений модели замыкалась, во-первых, с различным порядком (первым или полуторным), во-вторых, различными методами замыкания (b-l или <$E roman b - epsilon>). Среди моделей первого порядка замыкания есть такие, в которых диагностические уравнения для коэффициентов турбулентности получены с модели высокого порядка замыкания, требующей использования кинетической энергии турбулентности вертикальных пульсаций скорости при условии наличия устойчивого пограничного слоя. Всего было проведено 12 экспериментов. Проведен детальный анализ качественного и количественного согласия результатов расчета с натурными данными с помощью статистических методов обработки.