CC BY
1370 Секция 4
Моделирование речного стока в бассейне р. Лены на основе гидрологически-корректной цифровой модели рельефа
А. И. Крылова1, Н. А. Лаптева2
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
2ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора
Email: [email protected]
DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10143
Построена гидрологически-корректная цифровая модель рельефа бассейна р. Лены на основе данных радарной топографической съемки SRTM с разрешением 30 секунд. Проведен анализ методов пространственной интерполяции и геостатистики. Рассмотрены пять наиболее известных в научной литературе методов: IDW-метод обратных взвешенных расстояний, геостатистический метод Криге (кри-гинг), метод минимальной кривизны, метод естественной окрестности, метод Шепарда. Проведен мор-фометрический анализ рельефа на основе топографических карт всего бассейна. Для проведения модельных расчетов речного стока на основе линейной модели водного баланса в русле реки выполнена схематизация бассейна и ее речной сети с притоками.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИВМиМГ СО РАН (проект№ 0315-2019-0004) и программы Президиума РАН (проект № 0315-2018-0016).
Список литературы
1. Zhang W., Montgomery D.R. Digital elevation model grid size, landscape, representation, and hydrologic simulations // Water Resources Research. 1994. T.30. P. 1019-1028.
2. Planchon O., Darboux F. A fast, simple and versatile algorithm to fill the depressions of digital elevation models // Catena. 2002. T.46.2. P. 159-176..
Математическое моделирование турбулентных течений в устойчиво стратифицированной среде: циркуляция над городским островом тепла
Л. И. Курбацкая
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Email: [email protected] DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10144
Математическая модель городского острова тепла построена на основе RANS приближения второго порядка замыкания [1] для численного моделирования структурных особенностей проникающей турбулентной конвекции над городским островом тепла малого относительного удлинения в устойчиво стратифицированной атмосфере при слабом ветре. Турбулентные потоки импульса и тепла, зависящие от трех параметров - кинетической энергии турбулентности, скорости ее спектрального расходования и дисперсии температурных флуктуаций - находятся из решения замкнутых дифференциальных уравнений баланса. Вычисленные по трехпараметрическому RANS приближению вертикальные распределения температуры над островом тепла показывают, что профили температуры внутри факела имеют характерное "вздутие": температура внутри факела оказывается ниже температуры вне его на той же высоте, фиксируя тем самым область отрицательной плавучести, вследствие возвышения факела в центре [2]. Такое поведение температуры с высотой относится к реальным ночным пограничным слоям, когда преобладает неустойчивая термическая стратификация (развитие конвекции), вследствие восходящего потока тепла, при слабом окружающем ветре в устойчиво стратифицированной окружающей атмосфере.
Работа была выполнена в рамках госзадания Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН № 0315-2019-0004 и при частичной финансовой поддержке РФФИ и Правительства Новосибирской области в рамках научного проекта 18-48-540005.
Список литературы
1. Курбацкий А.Ф., Курбацкая Л.И. О турбулентном числе Прандтля в устойчиво стратифицированном атмосферном пограничном слое // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2010. Т. 46, № 2. С.187-196.
Математическое моделирование в задачах физики атмосферы, океана, климата
71
2. A. F. Kurbatskii and L. I. Kurbatskaya Urban aeromechanics: Turbulent circulation and contaminant dispersion above city in stably stratified environment AIP Conference Proceedings 2027, 030024 (2018); https://DOI. org/10.1063/1.5065118
Экспериментальные и численные исследования процессов распространения примесей от высотных источников
А. А. Леженин1, В. Ф. Рапута1, Т. В. Ярославцева2
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 2Новосибирский институт гигиены Email: [email protected] DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10145
Спутниковые снимки позволяют прослеживать траектории дымовых шлейфов от высотных труб ТЭЦ и промышленных предприятий. При определенных метеорологических условиях на снимках отчетливо видна активная фаза подъема дымового факела, а его распространение происходит по направлениям ветра на высотах выбросов [1].
В докладе изложен способ вычисления вертикальных профилей ветра и коэффициента турбулентного обмена в пограничном слое атмосферы. Метод основан на использовании спутниковых снимков дымовых факелов от высотных труб промышленных предприятий, данных метеорологических и аэрологических наблюдений. Модель оценивания базируется на решениях уравнений экмановского пограничного слоя. Для г. Барнаула приведен анализ распространения дымового шлейфа ТЭЦ-3 и представлены расчеты компонентов скорости ветра в нижней атмосфере.
Показана возможность применения предложенного подхода для исследования загрязнения атмосферы города.
Работа выполнена в рамках Госзадания (№ 0315-2019-0004) и программы РАН № 51 (№ 0315-2018-0016). Список литературы
1. Obolkin V. A., Potemkin V. L., Makukhin V. L., Chipanina Y. V, Marinayte I. I. Low-level atmospheric jets as main mechanism of long-range transport of power plant plumes in the Lake Baikal Region // Int. J. Environ. Studies. 2014. Vol. 71 (3). P. 391-397.
Исследование спектральной методики оценки частоты появления аномально высоких океанических волн
К. В. Литвенко
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Email: [email protected] DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10146
Экспериментальные данные о статистических свойствах ветрового волнения водной поверхности свидетельствуют о том, что оно с высокой точностью может быть описано однородным гауссовским полем случайным полем возвышений относительно среднего уровня [1]. Результаты теории выбросов га-уссовских случайных процессов и полей позволяют вычислять среднее число выбросов за заданный уровень на определенном участке или за фиксированный промежуток времени [2, 3]. В нашей работе мы используем эти результаты для оценки появления аномально высоких волн-убийц [4].
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 18-31-00159).
Список литературы
1. Крылов Ю.М. Спектральные методы исследования и расчета ветровых волн. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.
2. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных процессов - М.:Наука, 1968
3. Тихонов В.И., Хименко В.И. Выбросы траекторий случайных процессов -М.: Наука, 1987.
4. Сайт Моделирование морского волнения и гигантских волн-убийц. [Электрон. ресурс]. URL: http://osmf. sscc.ru/~smp/RogueWaves.WEB/RogueWavesICMMG.htm (дата обращения: 27.03.2019).
