- № 2(2) 2022
«Метеорологія. Гідрологія. Моніторинг довкілля»
“АТМОСФЕРНІ РІКИ: ПОТЕНЦІЙНИЙ ВПЛИВ НА АТМОСФЕРНІ ПРОЦЕСИ ТА МЕТЕОРОЛОГІЧНІ ЯВИЩА НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ
У статті проведено огляд наукових публікацій, які присвячені відносно новому для вітчизняного наукового метеорологічного співтовариства поняттю “атмосферні ріки”, піднімається питання щодо необхідності його введення в вітчизняну термінологію. На основі зарубіжних наукових праць проаналізовано зв’язок атмосферних рік із великомасштабною атмосферною циркуляцією та екстремальними опадами, наведено підходи та методи ідентифікації атмосферних рік. Аналіз вітчизняних досліджень дозволив дійти висновку, що в Україні не розглядають питання щодо запасів вологи в атмосфері та умов формування екстремальних опадів крізь призму концепції атмосферних рік. Проаналізувавши наукові праці, зроблено припущення, що із високою ймовірністю АР відмічаються і на території України. Найбільш імовірний прояв АР може бути під час переміщення південних циклонів з півдня або південного заходу на північ або північний схід Східноєвропейського регіону. Окреслено основні напрями подальшого вивчення атмосферних рік: зв’язок атмосферних рік з великомасштабною циркуляцією; роль атмосферних рік у транспортуванні вологи на макро- та мезомасштабному рівнях; зв’язок атмосферних рік з екстремальними та стихійними метеорологічними явищами, зокрема сильними опадами.
“СПЕКТРАЛЬНА МІКРОФІЗИЧНА МОДЕЛЬ ХМАРИ ДЛЯ ОЦІНКИ ПАРАМЕТРИЗАЦІЙ ПРОЦЕСІВ ФОРМУВАННЯ ТЕПЛИХ ХМАР ТА ОПАДІВ У МОДЕЛЯХ З УЗАГАЛЬНЕНОЮ МІКРОФІЗИКОЮ
Проведено декілька серій числових експериментів із застосуванням одновимірної спектральної мікрофізичної моделі хмари, розробленої в УкрГМІ, для морських шарувато-купчастих хмар у межах приземного шару та побудовано діаграми для визначення коефіцієнтів коагуляції часток хмар та опадів. Оцінено швидкості автоконверсій, акреції та седиментації за узагальненими параметризаціями мікрофізики з регіональних моделей атмосфери (Кесслера, Бехенга та Хайрутдінова-Когана) і відповідні характеристики зі спектральної моделі хмари. Проаналізовано отримані результати й визначено межі, де можуть застосовуватися вищезазначені узагальнені параметризації. За оцінками спектральної моделі хмари запропоновано нові нелінійні формули для параметризацій швидкостей седиментації концентрації крапель та водності в моделях з узагальненою мікрофізикою, але вони потребують апробації та за можливості кількісної оцінки похибок за даними натурних експериментів. Наведено та проаналізовано розвиток у часі спектрів крапель дощу на різних рівнях хмари, які мали подібний до того, що, як правило, спостерігається у хмарах, розподіл із двома максимумами.
“ОСОБЛИВОСТІ ТЕМПЕРАТУРНО-ВОЛОГІСНОГО РЕЖИМУ ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ З ПОЧАТКУ ХХІ СТОРІЧЧЯ ПІД ВПЛИВОМ ЗМІН ВЕЛИКОМАСШТАБНОЇ АТМОСФЕРНОЇ ЦИРКУЛЯЦІЇ
Розглянуто сучасний стан температурно-вологісного режиму території України з 1991 р. до сьогодні під впливом змін великомасштабної атмосферної циркуляції. За допомогою моделі атмосферної циркуляції В. Мартазінової та розкладання полів тиску за EOF визначено початок формування сучасного кліматичного режиму з 2006 року. Для аналізу сучасного температурно-вологісного режиму було використано дані полів температури повітря, атмосферних опадів, тиску, геопотенціалу у вузлах географічної сітки Атлантико-Європейського сектору архіву УкрГМІ-КДДПП; архіву NOAA Північної півкулі; температури повітря, опадів, прямої сонячної радіації українських станцій з 1991 р. Встановлено, що температура з початку нашого століття на території України зростає, посушливі процеси з дефіцитом опадів спостерігаються у квітні, серпні та вересні. Збільшення посушливих процесів позначається на сучасному стані прямої сонячної радіації, яка у теплий період останніх 15 років перевищує норму попередніх років практично по всій території України, особливо у північних та центральних областях.
“ОПТИМАЛЬНІ ПАРАМЕТРИ НАЛАШТУВАННЯ ОНЛАЙН-ІНТЕГРОВАНОЇ МОДЕЛІ ENVIRO-HIRLAM ДЛЯ ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ З МЕТОЮ МОДЕЛЮВАННЯ ВЗАЄМОДІЇ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ТА ХІМІЧНОГО СКЛАДУ АТМОСФЕРИ
Стаття висвітлює технічний огляд підібраних оптимальних параметрів налаштування та наборів вхідних даних до моделі Enviro-HIRLAM з метою проведення онлайн-інтегрованого моделювання взаємодії метеорологічних процесів та хімічного складу атмосфери над територією України. Продемонстровано параметри доменів для території України, у тому числі даунскейлінгу з метою дослідження впливу урбанізованих районів на атмосферу. Здійснено опис процедури налаштування параметрів моделі з огляду на наявні обчислювальні можливості, а також необхідний набір вхідних даних для початкових та крайових умов. Описано режими запуску моделі залежно від включення схем аерозольних ефектів. Використання наведених параметрів моделі дозволить пришвидшити налаштування та зменшити вартість обчислень за рахунок зменшення кількості тестових запусків.
“ПРОГНОЗУВАННЯ СТОКУ ҐРУНТОВИХ ВОД ДО р. ПІВДЕННИЙ БУГ СТАТИСТИЧНИМ МЕТОДОМ ТА З ВИКОРИСТАННЯМ ШТУЧНИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ
Антропогенний вплив та кліматичні зміни призвели до того, що у мережі державного гідрогеологічного моніторингу практично не залишилось об’єктів з непорушеним режимом, який би мав ознаки детермінованості та забезпечував можливість найбільш вірогідного прогнозування. Значна мінливість і непередбачуваність змін традиційних режимоформуючих чинників гідрометеорологічної групи (температури повітря, опадів, рівня та стоку річок) за останні десятиріччя засвідчила невисоку ефективність прогнозування рівня та стоку підземних вод за емпіричними рівняннями регресії. Достовірніші результати вдалось отримати за допомогою нейронно-мережевого моделювання, яке передбачає роботу зі значними рядами суперечливих даних, що змінюються за невідомим алгоритмом. Прогнозування виконане для питомого підземного стоку до р. Південний Буг в районі м. Хмільник. Показано переваги імітаційного прогнозування над прогнозом за часовими рядами
“ОЗНАКИ ПОЖЕЖ, ЯКІ ВИНИКЛИ ВІД БОЙОВИХ ДІЙ, ЗА СУПУТНИКОВИМИ СПОСТЕРЕЖЕННЯМИ
Метою цього дослідження є виявлення дешифрувальних ознак пожеж, які мають альтернативні причини виникнення, ніж господарська та рекреаційна діяльність людини. Щодня впродовж з квітня 2020 р. по вересень 2022 р. проводився аналіз даних супутникового теплового сканування (FIRMS). За результатами аналізу визначено ряд ознак, яким мають відповідати займання негосподарського походження. Це пожежі на нетипових ділянках (міська забудова), які під час військових дій виникають набагато частіше, що мають неправильну форму контурів займань, охоплюють території з різним типом землекористування, занадто потужніші пожежі, що виникають в нетиповий для територій час. З високою ймовірністю господарське походження мають займання на місцях згарищ, які поширилися поступово впродовж кількох діб, пожежі низької та середньої потужності поза зоною бойових дій. Вперше виконано аналіз щодо пожеж за результатами космічної зйомки під час військового конфлікту й виділено дешифрувальні ознаки пожеж від бойових дій.
“ГІДРОМОРФОЛОГІЧНИЙ МОНІТОРИНГ МАСИВІВ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД КАТЕГОРІЇ «РІЧКИ»: ПРОТОКОЛ ДОСЛІДЖЕННЯ МІСЦЕВОСТІ
Україна здійснює процес реформування системи управління водними ресурсами відповідно до вимог Директиви 2000/60/ЄС Європейського парламенту та Ради «Про встановлення рамок діяльності Співтовариства в галузі водної політики» від 23 жовтня 2000 року(ВРД ЄС). 1 січня 2019 вступив у силу новий порядок здійснення державного моніторингу вод. Програма державного моніторингу вод включає проведення спостережень за біологічними, фізико-хімічними та гідроморфологічними показниками. Для проведення гідроморфологічного моніторингу важливим етапом є розроблення єдиної форми протоколу дослідження місцевості, який є обов’язковим при проведенні гідроморфологічного моніторингу гідрометеорологічними організаціями ДСНС України. У статті описано показники і характеристики, які включено до розробленого нами протоколу дослідження місцевості, які надають загальну інформацію щодо головної одиниці гідроморфологічного моніторингу масиву поверхневих вод категорії «Річки» – ділянки обстеження.
“СЕРЕДНІ БАГАТОРІЧНІ ВЕЛИЧИНИ ТА МІНЛИВІСТЬ ПОТОКІВ ВОДИ, СОЛІ ТА РОЗЧИНЕНИХ БІОГЕННИХ РЕЧОВИН В СИСТЕМІ ДНІПРОВСЬКО-БУЗЬКОГО ЛИМАНУ
Метою роботи є отримання оцінок середніх багаторічних величин, а також мінливості показників транспортування й обміну води, солі та поживних речовин у найбільшій естуарній системі Чорного моря – Дніпровсько-Бузькому лимані (ДБЛ). Використано дані моніторингових спостережень 1992-2018 років. Побудовано резервуарну модель транспорту води і речовин, що складається з двох з'єднаних одношарових боксів. Встановлено, що величини виносу поживних речовин з ДБЛ у море становлять 89,3 % DIP і 41,4 % DIN по відношенню до загального обсягу притоку цих речовин у ДБЛ з річковим стоком. В цілому у ДБЛ первинна продукція переважає респірацію, а денітрифікація значно переважає фіксацію азоту. За даними оцінок невизначеності методом Монте-Карло більшість змінних бокс-моделі ДБЛ може варіювати у середньому в межах лише 19 – 25 % від їхніх середніх величин, незважаючи на велику мінливість вхідних потоків біогенних речовин річкового стоку.
