| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом возрастающей актуальности синтетических научных дисциплин, созданных на стыке психологии, социологии, политологии, истории и научных исследований, связанных с этическими аспектами научно-технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений |
| 16. |
Аннотация |
В основе климатической изменчивости лежит сложная сильно неоднородная динамическая система, демонстрирующая поведение в широком спектре пространственных и временных масштабов. Динамика климатической системы в диапазоне масштабов от сезонных до десятилетних (декадных) во многом определяется взаимодействием атмосферы и океана – двух сред, имеющих различные, но при этом пересекающиеся в указанном диапазоне полосы масштабов собственной динамики. Динамические свойства атмосферно-океанической системы на таких масштабах существенно различаются в тропических и внетропических широтах как вследствие различных значений параметра Кориолиса, так и различной инсоляции, что приводит к качественно различным законам изменчивости. Если в тропических широтах ключевую роль играет глубокая атмосферная конвекция, индуцированная теплым океаном, то в средних и полярных широтах на первый план выходят атмосферные планетарные волны, определяющие изменчивость крупномасштабной (на масштабе полушария) циркуляции атмосферы. Моделирование таких систем чрезвычайно важно как для долгосрочного прогноза паттернов погоды над обширными территориями и изменчивости климатических зон, так и с точки зрения понимания механизмов долгопериодной изменчивости климата. Поскольку возможности современных детальных глобальных климатических моделей ограничены из-за ресурсоемкости экспериментов, а также неопределенностей в параметризациях подсеточных масштабов, в настоящее время активно развиваются модели промежуточной сложности, акцентированные на исследуемый регион, и эмпирические модели, которые строятся на базе анализа данных наблюдений. Моделированию различных подсистем (мод) как тропического, так и внетропического климата посвящено большое число работ, однако учет взаимодействий между подсистемами во многих случаях является нерешенной задачей, что, на наш взгляд, сильно ограничивает прогностические возможности современных моделей (например, методик надежного межсезонного прогноза климата просто не существует). В последние десятилетия описаны возможные механизмы двунаправленного влияния тропических мод климата на среднеширотные атмосферные паттерны, но не построено статистически обоснованных моделей этих связей. В частности, к настоящему времени так и нет значимого описания влияния колебания Эль-Ниньо на климат в евроатлантическом регионе, также как влияния атмосферных волн в средних широтах на Эль-Ниньо.
В настоящем проекте будут разработаны нелинейно-динамические методы детектирования и моделирования взаимодействий между динамическими системами, основанные на байесовых алгоритмах построения оптимальных моделей наблюдаемой динамики. Методы будут применены для анализа взаимодействий между модами климата, связанными как с тропическими явлениями (колебание Эль-Ниньо, система азиатских муссонов), так и с внетропическими крупномасштабными структурами (арктическое колебание, северо-атлантическое и северо-тихоокеанское колебания). Используемые нелинейные параметризации (в том числе, на основе искусственных нейронных сетей) делают возможными реконструкцию и описание всех значимых нелинейных взаимодействий, что может привести к существенному усовершенствованию существующих методик долгосрочного прогноза климатических явлений. |