За даними супутникових спостережень проаналізованo збурення розподілу озону в Антарктиці протягом весни. Відхилення розподілу загального вмісту озону від зонально-симетричного інтерпретуються як наслідок впливу великомасштабних хвиль Россбі, що поширюються на висотах нижньої стратосфери. Розглянуто хвилі із зональними числами 1 - 3, які грають найбільшу роль у високоширотній стратосфері. Показано, що спостережувана картина відповідає дисперсійному рівнянню для хвиль Россбі з урахуванням швидкості зонального вітру.

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.

Розроблено математичну модель вертикального розподілу озону та температури в атмосфері, що дає змогу проводити якісний аналіз стану озоносфери, тобто виявити її основні риси без детальних числових розрахунків. Розглянуто традиційний механізм виникнення весняної озонової аномалії в Антарктиді (ВОАА) і показано його внутрішню суперечливість. Запропоновано альтернативний механізм, згідно з яким антикореляція відносин суміші для озону й оксиду хлору, що спостерігається в період ВОАА, обумовлена гетерофазними реакціями прямого руйнування молекул хористого нітрозилу та озону на фотоактивованій поверхні частинок полярних стратосферних хмар. З застосуванням методу температурно-програмованої десорбційної мас-спектрометрії досліджено гетерогенні хімічні реакції за участю озону з метою моделювання відповідних реакцій, потенційно здатних брати участь у балансі озону в атмосфері.

Досліджено характеристики динамічних процесів у мезосфері за допомогою радара часткових відбиттів. Проаналізовано часові залежності вектора спрямованої швидкості вітру, його зонального та меридіонального компонентів, а також стандартного відхилення хаотичної швидкості. Вивчено параметри хвильових процесів (акустико-гравітаційних хвиль). Виявлено значні добові і сезонні варіації досліджуваних величин за час спостереження.

Проаналізовано довготний розподіл загального вмісту озону (ЗВО) у крайовій області антарктичного стратосферного полярного вихору за даними вимірювань супутникового спектрометра TOMS (версія 8) у 1979 - 2004 рр. Розглянуто п'ятимісячний часовий інтервал (серпень - грудень), що охоплює кінець антарктичної зими, весну та початок літа. З використанням щоденних даних TOMS для широт 65<$E symbol Р> S і 70<$E symbol Р> S одержано усереднені за 5 місяців зональні розподіли ЗВО. Домінуючою є хвиля з зональним хвильовим числом 1, яка і формує зональну асиметрію з існуванням розташованих у протилежних довготних секторах максимуму та мінімуму квазістаціонарної хвилі. Впродовж останніх 26-ти років відбувалося збільшення асиметрії, яка в останні роки досягла 70 - 90 одиниць Добсона, або близько 30 % відносно середнього зонального значення. Спостерігаються міжрічні варіації довготи максимуму ЗВО навколо стійкого положення близько 162<$E symbol Р> E і 172<$E symbol Р> E на широтах 65<$E symbol Р> S і 70<$E symbol Р> S відповідно. Довгота мінімуму, крім міжрічних варіацій, у 1979 - 2004 рр. зазнає систематичного зміщення на схід у довготному секторі між 45<$E symbol Р> W і 10<$E symbol Р> E. Спектральний аналіз показує, що ця тенденція зумовлена взаємодією квазістаціонарних складових з зональними хвильовими числами 1 і 2, які в останні десятиліття мають протилежний довготний дрейф фази максимальної амплітуди.

Проаналізовано варіації потоків електронів у радіаційних поясах Землі у травні 2009 р., виміряних супутниковим телескопом електронів і протонів СТЕП-Ф комплексу наукової апаратури ФОТОН космічного апарата КОРОНАС-ФОТОН. Досліджено взаємозв'язок змін інтенсивності часток в поясах біля основи дрейфових оболонок з різними фазами слабкої магнітної бурі 8 травня, а також з динамікою параметрів високошвидкісного потоку сонячного вітру, що передувала цій магнітній бурі. Визначено емпіричні значення часу життя електронів з різними енергіями у основному внутрішньому і зовнішньому радіаційних поясах. Досліджено частоту появи і залежність від геомагнітної активності додаткового внутрішнього радіаційного поясу, що виникає спорадично.

Рассмотрены физические механизмы генерации и методы анализа и прогноза мезомасштабных систем мелкой и глубокой конвекции, мезомасштабных возмущений в циклонических циркуляциях, а также орографически возбужденных мезомасштабных систем и возмущений, генерируемых термической неоднородностью подстилающей поверхности. Приведены использующиеся в настоящее время подходы к математическому моделированию мезомасштабных атмосферных систем, а также методы решения систем уравнений гидротермодинамики для атмосферных процессов мезомасштаба.

Рассмотрено влияние озонового слоя в атмосфере над Антарктическим полуостровом на статистическую связь тропосферной погоды с эффектом F-рассеяния (spread-F). Использованы данные измерений на станции "Академик Вернадский" в период с 1995 по 2004 гг. во время развития озоновой дыры (11 сентября - 5 октября). Показано, что при низком уровне озона (менее 180 единиц Добсона) условная вероятность появления эффекта ионосферного F-рассеяния над атмосферными фронтами больше, чем при их отсутствии. При высоком уровне озона (более 180 единиц Добсона) статистическая связь между фронтальной активностью и F-рассеянием исчезает, т. е. озоновый слой становится экраном тропосферно-ионосферного взаимодействия. Причина этого, по-видимому, состоит в том, что с увеличением уровня озона усиливается прогрев стратосферы, растут вертикальные температурные градиенты средней атмосферы, что ухудшает условия распространения атмосферных гравитационных волн.

Запропоновано поняття озонового шару та визначено основні функції з його охорони, які забезпечують нормальний екологічний стан життєдіяльності людей, розвиток рослинного та тваринного світу. Відзначено, що специфічні природні особливості та властивості озонового шару спричинюють його виділення як самостійного об'єкта у складі атмосферного повітря, який потребує особливих заходів охорони. Аргументовано положення, що внаслідок важливості та специфічності озонового шару є необхідною належна організаційно-правова форма управління його охороною. Наведено конкретні пропозиції щодо вдосконалення чинного законодавства України стосовно організаційно-правових форм цього управління.

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.

Запропоновано активний та пасивний методи діагностики квазіперіодичних процесів (хвильових збурень) у мезосфері, що грунтуються на аналізі статистичних характеристик огинаючих зворотно-розсіяних радіосигналів і радіозавад у діапазоні частот <$E 2~symbol Ш~6> МГц. Викладено теоретичні основи методів і результати комп'ютерного моделювання.

Наведено приклади результатів вимірювань, одержаних у різні години доби та сезони, а також за різних рівнів магнітної активності. Оцінено похибки у визначенні відносних амплітуд хвильових збурень активним та пасивним методами. Показано, що мінімальні відновлювані значення відносних амплітуд становлять <$E 0,03~symbol Ш~0,3>. Одержані результати підтвердили дієвість запропонованих методів.

Запропоновано новий метод дослідження хвильових збурень (ХЗ) у верхній мезосфері за даними середньочастотного радара часткових відбиттів. Наведено теоретичні основи методу та методику обробки, засновану на спектральному аналізі обвідних зворотнорозсіяних сигналів. Представлено приклади результатів вимірів. Проаналізовано залежність статистичних характеристик ХЗ від їх періоду, а також від рівня магнітної активності.

Розглянуто сезонні зміни параметрів квазістаціонарних планетарних хвиль в Антарктиці, основну увагу приділено зимово-весняному періоду. Використано дані про загальний вміст озону в атмосфері (супутниковий спектрометр TOMS) і температуру нижньої стратосфери (NCEP-NCAR). У середньому за 1979 - 2004 рр. максимальне значення амплітуди зональних хвиль (80 ОД) досягається у жовтні на широті 65<$E symbol Р> S. З серпня до листопада положення максимуму амплітуди зміщується з середніх до високих широт. Зіставлення даних за роки з аномальним розвитком озонової діри (1988 і 2002 рр.) показало, що збільшення амплітуди хвиль у кінці зими (серпень) є ознакою зменшення руйнування озону у весняний період. У серпні на широтах 60 - 65<$E symbol Р> S амплітуда стаціонарних хвиль у температурі нижньої стратосфери становила близько 6 і 10 K у 1988 і 2002 рр. відповідно. Це було однією з причин, які зумовили відмінності у розвитку стратосферних процесів у весняний період.

Выявлены основные особенности статистической структуры полей геопотенциальных высот изобарических поверхностей 100 и 50 гПа в Южном полушарии. Получены главные компоненты этих полей. Показаны особенности временной изменчивости крупномасштабных компонент циркуляционных процессов в атмосфере во второй половине ХХ столетия. Определены статистически значимые скрытые периодичности и трендовые составляющие во временных рядах главных компонент.

Розглянуто механізми змін концентрації стратосферного озону у верхніх шарах земної атмосфери (вище 30 км). Запропоновано проект бортового УФ-поляриметра на довжину хвилі <$E lambda~symbol Ы~250> нм для українського молодіжного супутника. Реалізація проекту дозволить одержати спостережні дані, аналіз яких дасть змогу з високою достовірністю визначити значення комплексного показника заломлення, а також розмір частинок, горизонтальну структуру аерозольного шару та дослідити ймовірну її зміну в часі.