Мезомасштабные конвективные системы над территорией России: диагностика и моделирование, механизмы формирования, связь с изменениями климата

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-77-10076

НазваниеМезомасштабные конвективные системы над территорией России: диагностика и моделирование, механизмы формирования, связь с изменениями климата

Руководитель Чернокульский Александр Владимирович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-602 - Диагноз и моделирование климата

Ключевые слова мезомасштабные конвективные системы, экстремальные гидрометеорологические явления конвективного характера, изменение климата, спутниковые данные, машинное обучение, данные допплеровских метеорологических радиолокаторов, мезомасштабные модели, глобальные климатические модели

Код ГРНТИ37.23.31

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Последние три десятилетия в Северной Евразии, включая территорию Российской Федерации, стали самыми теплыми за всю историю метеорологических наблюдений. Рост температуры сопровождается интенсификацией конвективных процессов в атмосфере и увеличением частоты и магнитуды экстремальных погодно-климатических явлений, которые определяют основные риски для населения и окружающей среды, связанные с современными изменениями климата. К важному классу таких явлений относятся опасные гидрометеорологические явления конвективного характера, развивающиеся преимущественно в летний период – ливневые осадки, смерчи, шквалы, грозы, крупный град – и формирующиеся в мезомасштабных конвективных системах (МКС). В России за последнее десятилетие прохождение МКС и формирование сопутствующих им опасных гидрометеорологических явлений привели к экономическому ущербу в несколько десятков миллиардов рублей и гибели более 200 человек (это, в том числе, ливневые осадки и вызванные ими наводнения в Крымске в 2012 году, воздушные смерчи в Краснозаводске (2009 г.), Благовещенске (2011 г.), Ефремове (2013 г.), Янауле (2014 г.), Рузском районе Московской области (2016 г.), мощные шквалы на севере европейской территории России в 2010 году, в Москве в 2017 году). При этом до сих пор недостаточно полно изучены конкретные механизмы, определяющие формирование и изменчивость МКС. Это связано как с редкой сетью данных наблюдений и нехваткой знаний о пространственно-временной структуре этих явлений, так и с недостаточно точным описанием ряда ключевых процессов в климатических региональных и глобальных моделях (например, процессов конвекции и осадкообразования, требующих высокого пространственного разрешения). До сих пор отсутствуют данные не только о долговременных (климатических) тенденциях изменений МКС и сопутствующих им экстремальных явлений конвективного характера на масштабе территории Северной Евразии, но и о климатологии важных характеристик этих событий. Предлагаемый проект направлен на получение новых знаний о пространственно-временной структуре МКС и сопутствующих им экстремальным явлениям конвективного характера, причинах и механизмах их изменчивости, оценке риска формирования и связанных с ними последствий. Впервые для территории России планируется оценить основные закономерности пространственно-временной изменчивости (климатологии) МКС, выявить причины наблюдающейся изменчивости. В рамках проекта условия формирования и основные характеристики МКС будут уточнены на основе новейших данных наблюдений и численного моделирования с наиболее продвинутыми мезомасштабными негидростатическими моделями. Впервые будет дана количественная оценка риска формирования МКС в регионах России и вероятности их прохождения через населенные пункты, определены регионы с наибольшим риском формирования подобных явлений, выявлены тенденции изменений риска в условиях глобальных климатических изменений при различных сценариях антропогенного воздействия. Результаты проекта позволят лучше понять механизмы формирования МКС и сопутствующих им опасных гидрометеорологических явлений конвективного характера в Северной Евразии. Как следствие, они будут способствовать повышению заблаговременности прогнозирования подобных явлений и минимизации связанных с ними социально-экономических рисков.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шихов А.Н., Чернокульский А.В., Спрыгин А.А., Ажигов И.О. Идентификация мезомасштабных конвективных облачных систем со смерчами по спутниковым данным Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, т.16, №1, С.223-236 (год публикации - 2019)
10.21046/2070-7401-2019-16-1-223-236

2. Чернокульский А.В., Козлов Ф.А., Золина О.Г., Булыгина О.Н., Мохов И.И., Семёнов В.А. Observed changes in convective and stratiform precipitation in Northern Eurasia over the last five decades Environmental Research Letters, vol.14, No.4, Article ID: 045001 (год публикации - 2019)
10.1088/1748-9326/aafb82

3. Курганский М.В. On determination of the size-frequency distribution of convective vortices in pressure time-series surveys on Mars Icarus, Volume 335, 113389 (год публикации - 2020)
10.1016/j.icarus.2019.113389

4. Ярынич Ю.И., Чернокульский А.В., Семёнов В.А., Латиф М. Role of sea surface warming in convective activity over Europe and Northern Eurasia: estimates with sensitivity model experiments IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, No 386. (год публикации - 2019)
10.1088/1755-1315/386/1/012051

5. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Мохов И.И., Шихов А.Н., Ажигов И.О., Селезнёва Е.В., Захарченко Д.И., Антонеску Б., Кюне Т. Tornadoes in Northern Eurasia: from the Middle Age to the Information Era Monthly Weather Review (год публикации - 2020)
10.1175/MWR-D-19-0251.1

6. Быков А.В., Шихов А.Н., Чернокульский А.В. Моделирование мезомасштабных конвективных систем со смерчами с использованием модели WRF Всероссийская научно-практическая конференция "Современные проблемы гидрометеорологии и устойчивого развития Российской Федерации". Сборник тезисов, С. 66-67 (год публикации - 2019)

7. Вазаева Н.В., Чернокульский А.В., Шихов А.Н. Ивановская вспышка смерчей 1984 г.: диагностика и моделирование Тезисы 17-й Всероссийской Открытой конференции «Cовременные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса», с.159 (год публикации - 2019)

8. Спрыгин А.А. Параметры долгоживущих мощных конвективных структур на Европейской территории России и сопредельных территориях и возможности унификации их прогноза Гидрометеорологические исследования и прогнозы, № 1 (375). С. 21-47 (год публикации - 2020)
10.37162/2618-9631-2020-1-21-47

9. Чернокульский А.В., Криницкий М.А., Спрыгин А.А., Ерошкина Н.А., Курганский М.В., Шихов А.Н. Климатология мезомасштабных конвективных систем в России, полученная по данным спутникового зондирования с применением сверточных нейронных сетей: первые результаты Тезисы 17-й Всероссийской Открытой конференции «Cовременные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса», с.233 (год публикации - 2019)

10. Чернокульский А.В., Козлов Ф.А., Курганский М.В., Мохов И.И., Шихов А.Н., Ярынич Ю.И. Severe convective weather events in Russia: statistics, interannual variability, formation risks in the 21st century Proceedings of International Young Scientists School and Conference on Computational Information Technologies for Environmental Sciences, p.296–299 (год публикации - 2019)

11. Шихов А.Н., Быков А.В., Чернокульский А.В. Анализ условий возникновения и моделирование случаев сильных шквалов, вызвавших катастрофические ветровалы в лесах Европейской России в XXI в Тезисы 17-й Всероссийской Открытой конференции «Cовременные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса», с.236 (год публикации - 2019)

12. Чернокульский А.В. Чернокульский А.В. Влияние изменений климата на формирование опасных погодных явлений конвективного характера в России Всероссийская конференция «Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования», 26–28 ноября 2019 года. Москва. Сборник тезисов докладов., с.311 (год публикации - 2020)

13. Курганский М.В. An estimate of convective vortex activity at the InSight landing site on Mars Icarus (год публикации - 2020)
10.1016/j.icarus.2020.114200

14. Шихов А.Н., Чернокульский А.В., Ажигов И.О., Семакина А.В. A satellite-derived database for stand-replacing windthrows in boreal forests of the European Russia in 1986–2017 Earth System Science Data, vol. 12, pp. 3489–3513 (год публикации - 2020)
10.5194/essd-12-3489-2020

15. Шихов А.Н., Калинин Н.А., Быков А.В., Ажигов И.О., Шумихина А.В. Смерчи в условиях слабой конвективной неустойчивости атмосферы: анализ двух случаев на востоке европейской территории России Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, Т. 17. No 5. С. 255–268 (год публикации - 2020)
10.21046/2070-7401-2020-17-5-255-268

16. Шихов А.Н.,Чернокульский А.В., Шерстюков Б.Г., Курганский М.А., Калинин Н.А., Быков А.В. Условия возникновения и моделирование двух разрушительных шквалов (деречо) в Европейской России летом 2010 г. Сборник трудов Международной конференции и школы молодых ученых по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды, 155-159 (год публикации - 2020)

17. Калинин Н.А., Шихов А.Н., Чернокульский А.В., Быков А.В., Костарев С.В Условия возникновения сильных шквалов и смерчей, вызывающих крупные ветровалы в лесной зоне Европейской территории России и Урала Тезисы докладов XVIII Всероссийской открытой конференции "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА", XVIII.D.423 (год публикации - 2020)

18. Чернокульский А.В., Курганский М.В., Мохов И.И., Шихов А.Н., Ажигов И.О., Селезнева Е.В., Захарченко Д.И., Антонеску Б., Куне Т. Смерчи в российских регионах Метеорология и гидрология, №2, с.17–34 (год публикации - 2021)

19. Калинин Н.А., Шихов А.Н., Чернокульский А.В., Костарев С.В., Быков А.В. Условия возникновения сильных шквалов и смерчей, вызывающих крупные ветровалы в лесной зоне Европейской территории России и Урала Метеорология и гидрология, №2, с.35–49 (год публикации - 2021)

Публикации

13. Курганский М.В. An estimate of convective vortex activity at the InSight landing site on Mars Icarus (год публикации - 2020)
10.1016/j.icarus.2020.114200

Публикации

13. Курганский М.В. An estimate of convective vortex activity at the InSight landing site on Mars Icarus (год публикации - 2020)
10.1016/j.icarus.2020.114200