Отчет ИВМ СО РАН за 2005 год

Интеграционные, целевые, экспедиционные проекты, гранты СО РАН

• Комплексные интеграционные проекты
• Междисциплинарные интеграционные проекты
• Проект № 115: «Новые подходы в исследовании биологии клеток на базе поляризационной сканирующей проточной цитометрии: динамика функций распределения клеточных элементов, характеризация клеток в реальном времени с решением обратной задачи светорассеяния дл
• Проект № 121: «Хронология и периодичность глобальных изменений климата и природной сферы в позднем кайнозое Сибири и их воздействие на человека»
• Проект № 131: «Гидродинамика вод Байкала»
• Проект № 137: «Комплексный мониторинг Большого Васюганского болота: исследование современного состояния и процессов развития»
• Проект № 138: «Сибирская геосферно-биосферная программа: интегрирова-нные региональные исследования современных природно-климатических изменений»
• Экспедиционные проекты
• Целевая программа СО РАН «СуперЭВМ»
• Целевая программа СО РАН «Информационные и телекоммуникационные ресурсы СО РАН»

Междисциплинарные интеграционные проекты

Организации-исполнители:
ИЦГ СО РАН, ИХКиГ СО РАН, ИФП СО РАН, ИАиЭ СО РАН, ИМ СО РАН, ИВМ СО РАН, КТИВТ СО РАН, ИБФ СО РАН

Координаторы:
д.ф.-м.н. В. П. Мальцев, д.б.н. А. Д. Груздев

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.ф.-м.н., проф. В. Н. Лопатин

Совместное Ми-решение для интегральной индикатрисы светорассеяния F(ρθ) и уравнения

позволяет установить опосредованную связь относительного показателя преломления с интегральной индикатрисой оптически мягких сферических непоглощающих и поглощающих (в полосе просветления) частиц в широких пределах изменения их размеров (вплоть до значений фазового сдвига Δ=2ρ|m-1|≈4). При этом положение точки пересечения Ми-кривых интегральной индикатрисы светорассеяния и уравнения (1) в угловой развертке не зависит от значений дифракционного параметра и практически удовлетворяет условию 2ρθ₀=2ρ|m-1|, или θ₀=θ_m=|m-1|; т.е. для диапазона значений относительного показателя преломления не больше 1.15 рабочей областью для его определения будут являться телесные углы со значениями апертурного угла не более 0.15 радиан, или 10 градусов. Нижний предел этого диапазона углов выше минимальных значений, для которых современные оптические приборы позволяют производить измерения интегральной индикатрисы (рис. 19).

Рис. 19. Особенности совместного решения (1) и выражения для интегральной индикатрисы однородного шара, рассчитанных по теории Ми, от значений относительного показателя преломления m (Δ≤4).

Основные публикации:

1. Lopatin V. N., Shepelevich N. V., Prostakova I. V.
   Modelling optical properties of organic-mineral complexes in water ecosystems // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2005. — Vol. 38. — № 15. — P. 2556–2563.

(Отдел вычислительной физики)

Организации-исполнители:
ИАЭТ СО РАН, ИГ ОИГГМ СО РАН, ИГФ ОИГГМ СО РАН, ИГХ СО РАН, ЛИН СО РАН, ИЛ СО РАН, ИВМ СО РАН

Координаторы:
ак. РАН. А. П. Деревянко, ак. РАН. Е. В. Ваганов, ак. РАН. М. И. Кузьмин, чл.-корр. РАН Н. А. Грачев

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.т.н., проф. Л. Ф. Ноженкова

Продолжены исследования по выявлению взаимосвязей между различными глобальными показателями и климатическими параметрами на территории Сибири. В дополнение к индексам Северо-Атлантической осцилляции и Южной осцилляции была исследована взаимосвязь средней температуры Южного полушария, т.е. фактически Южного океана. Временной лаг, при котором значение коэффициента корреляции между температурами воздуха в феврале, измеренными на станциях (T_st), и средней температурой Южного полушария (T_SH) достигает 0.66 (corr(T_SH(t-9), T_st(t)), составляет 9 месяцев. Причем февраль является единственным, когда влияние Южного океана прослеживается так значимо. Причиной повышения корреляции в этом месяце является тот факт, что на большом расстоянии от океана повышение его температуры влияет не на прямое увеличение температуры воздуха, а на изменение атмосферной циркуляции. Увеличение температуры воздуха происходит за счет смены Сибирского антициклона на циклоны, приходящие с Тихого океана.

Основные публикации:

1. Корец М. А., Шишов В. В., Высоцкая Г. С. Введение в структуру баз данных и ГИС для дендроклиматических исследований // В монографии «Глобальные и региональные изменения климата и природной среды позднего кайнозоя Сибири». Под ред. Деревянко А. П., Ваганова Е. А., Грачева М. А.
   — Новосибирск: Изд. Президиума СО РАН. — 2005. — (в печати).

2. Высоцкая Г. С., Ноженкова Л. Ф. Изменчивость температуры воздуха в XX столетии по данным инструментальных наблюдений. // В монографии «Глобальные и региональные изменения климата и природной среды позднего кайнозоя Сибири». Под ред. Деревянко А. П., Ваганова Е. А., Грачева М. А.
   — Новосибирск: Изд. Президиума СО РАН. — 2005. — (в печати).

3. Высоцкая Г. С.
   Типизация трендов на территории Сибири и Дальнего Востока // Материалы VI Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу. -Томск — 2005. — С. 506–510.

(Отдел прикладной информатики)

Организации-исполнители:
ИГиЛ СО РАН, ЛИН СО РАН, ИВМиМГ СО РАН, ИВМ СО РАН, ИВЭП СО РАН, ИЭСТУ СО РАН

Координатор:
чл.-корр. РАН В. В. Пухначев

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.ф.-м.н., проф. В. К. Андреев

Изучена устойчивость двухслойной системы неоднородных жидкостей в поле силы тяжести. Верхняя жидкость имеет свободную границу с атмосферой и контактирует с нижней через границу раздела. Вторая жидкость имеет конечную глубину. В обеих жидкостях плотность зависит от температуры и давления по нелинейному закону. Соответствующая спектральная задача решена численно методом ортогонализации. Построены нейтральные кривые и определены критические длины волн, при которых возникает конвекция, для различных областей оз. Байкал (В. К. Андреев, В. Б. Бекежанова).

Исследована задача о возникновении конвекции в слое вязкой жидкости со свободной границей (поверхность оз. Байкал) при периодическом изменении температуры (смена дня и ночи, весна-лето, лето-осень). Анализ решений проведен для слоев жидкости различной глубины, дана оценка влияния величины волнового числа и частоты колебаний температуры на амплитуду. Результаты численного моделирования показывают, что в зависимости от параметров задачи наблюдаются области неустойчивости (Ю. А. Гапоненко).

Основные публикации:

1. Андреев В. К., Бекежанова В. Б.
   Неустойчивость равновесного состояния двухслойной жидкости с учетом зависимости плотности от температуры и давления // Тез. докл. II Всерос. конф. «Задачи со свободными границами: теория, эксперимент и приложения». — Бийск: АлтГТУ. — 2005. — С. 6-7.

2. Гапоненко Ю. А.
   Неустойчивость равновесного состояния двухслойной жидкости с учетом зависимости плотности от температуры и давления // Тез. докл. II Всерос. конф. «Задачи со свободными границами: теория, эксперимент и приложения». — Бийск: АлтГТУ. — 2005. — С. 31.

(Отдел дифференциальных уравнений механики)

Организации-исполнители:
ИОМ СО РАН, ИВЭП СО РАН, ИОА СО РАН, ИХН СО РАН, ИЛ СО РАН, ИГиЛ СО РАН, ИВМиМГ СО РАН, ИВМ СО РАН

Координатор:
чл.-корр. РАН М. В. Кабанов

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.т.н., проф. Л. Ф. Ноженкова

Продолжена разработка комплекса программ, позволяющего создавать карты и диаграммы, демонстрирующие сходство и различие в тенденциях изменения климатических параметров для района больших Васюганских болот и всей территории Сибири, выявлять климатические параметры, наиболее сильно влияющие на биоценозы больших Васюганских болот. В 2005 году основное внимание было уделено исследованию экстремальных явлений, связанных как с температурой, так и с осадками. Хотя экстремальные климатические явления анализировались различными учеными, однако сравнение полученных результатов было затруднено отсутствием единообразия в вычисляемых показателях. В настоящее время разработан список индексов для определения экстремальных явлений совместной рабочей группой World Meteorological Organization — Comission for Climatilogy и Research Programme on Climate Variability and Predictability. Этот список состоит из более чем 50 индексов и доступен на http://www.knmi.nl/samenw/eca.

Система «История климата Сибири» уже позволяла вычислять некоторые из этих показателей. В 2005 году система была дополнена такими показателями, как максимальная длина сухого периода (количество осадков < 1 mm), разность максимальной и минимальной дневных температур, количество дней с уровнем осадков выше порогового и т.д. Выявлено, что единственным районом Сибири, где достоверно возрастает количество экстремально теплых дней, является район Большого Васюганского болота.

Основные публикации:

1. Высоцкая Г. С.
   Типизация трендов на территории Сибири и Дальнего Востока // Материалы VI Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу. -Томск. — 2005. — С. 506–510.

(Отдел прикладной информатики)

Организации-исполнители:
ИПА СО РАН, ИОМ СО РАН, ИК СО РАН, ИХКГ СО РАН, ИВМ СО РАН, ИВМиМГ СО РАН

Координаторы:
чл.-корр. РАН И. М. Гадишев, чл.-корр. РАН М. В. Кабанов, чл.-корр. РАН В. А. Снытко

Исполнитель от ИВМ СО РАН:
д.т.н., проф. Л. Ф. Ноженкова

Продолжены исследования основных типов климатических процессов на территории Сибири. Период с 1936 по 1990 гг. был разделен на два отрезка: с 1936 по 1965 гг. и с 1966 по 1990 гг. Для каждой станции были вычислены тренды среднемесячных температур и построены кривые, характеризующие изменения климата за эти периоды. С использованием алгоритма классификации, разработанного в ходе работы по проекту в 2004 г., были получены два варианта разделения на классы — для первого и для второго отрезка времени. Было проведено их сравнение. В результате, например, если г. Красноярск в период с 1936 по 1965 гг. попадает в один класс с такими городами, как Омск, Рубцовск, Кокчетав, Барабинск, Барнаул, т.е. с городами юга Западной Сибири, то в период с 1966 по 1990 гг. г. Красноярск находится в одном классе с такими городами, как Бор и Енисейск. Поскольку дата разделения — 1965 г. — была выбрана как дата, когда температура р. Енисей приблизилась к нынешнему уровню, то такое изменение вполне может быть с этим связано.

Основные публикации:

1. Высоцкая Г. С.
   Типизация трендов на территории Сибири и Дальнего Востока // Материалы VI Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу. -Томск. — 2005. — С. 506–510.

(Отдел прикладной информатики)