Введение 3
Используемые обозначения 5
1 Блокирующие антициклоны: основные понятия и характеристики,
классификация, механизм образования 7
1.1 Понятие и характеристики блокирующего антициклона 7
1.2 Механизмы образования, идентификация и прогнозирование
блокирующих антициклонов 9
1.3 Блокирующие антициклоны на территории России 11
1.3.1 Погода и атмосферные процессы лета 2010 года 12
2 Моделирование блокирующих ситуаций 13
2.1 Основные уравнения модели 14
2.2 Описание мелкомасштабной вихревой диффузии 17
2.3 Расчёт неадиабатического нагрева 20
2.4 Граничные условия 27
3 Описание созданной модели, численные эксперименты и их анализ,
результаты 29
3.1 Прогностические уравнения модели 29
3.2 Постановка начальных условий 30
3.3 Постановка граничных условий 41
3.4 Результаты численных экспериментов 42
Заключение 47
Список использованных источников 48
В последнее время наблюдается рост частоты возникновения блокирующих антициклонов, которые являются малоподвижными и могут стационировать продолжительное время. Эти крупномасштабные процессы в атмосфере являются одной из основных причин крупных аномалий погоды. Именно поэтому ученые со всего мира уделяют особое внимание к блокирующим антициклонам, поскольку как раз они наносят значительный вред здоровью населению, экономической деятельности и экологии. В связи с этим остро встал вопрос о возможности прогнозирования подобных явлений. Все вышесказанное объясняет актуальность данной выпускной квалификационной работы, которая посвящена моделированию процессов, которые могут привести к блокирующим ситуациям.
Цель выпускной квалификационной работы: изучить блокирующие ситуации в атмосфере.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. изучить физические причины образования блокирующих антициклонов, классификацию и основные характеристики;
2. рассмотреть основные методы идентификации и прогнозирования блокирующих антициклонов;
3. разработать алгоритм математического моделирования блокирующих ситуаций на основе уравнений гидродинамики атмосферы;
4. написать программные коды для реализации математической модели;
5. провести численные эксперименты.
Предметом исследования является атмосферные процессы.
Объектом исследования является блокирующие ситуации в атмосферы.
В выпускной квалификационной работе использованы методы математического моделирования, конечно-разностные методы и метод шагов по времени.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.
Во введении поставлена цель работы и определены задачи.
В первой главе описаны основные понятия, характеристика, классификация и механизмы образования блокирующего антициклона.
Во второй главе изложен метод моделирования блокирующих ситуаций.
В третьей главе представлено описание созданной модели, численные эксперименты и их анализ,отражены основные результаты моделирования.
В заключении сформулированы основные выводы.
Список использованных источников содержит 32 наименования.
Результаты выпускной квалификационной работы могут быть использованы при изучении циркуляции атмосферы, а также при проведении занятий по курсу “Математическое моделирование природных процессов”.
Целью данной квалификационной работы было изучение блокирующих ситуаций в атмосфере. Цель была достигнута. В ходе выполнения работы были решены следующие задачи:
-изучены физические причины образования блокирующих антициклонов, классификацию и основные характеристики;
-рассмотрены основные методы идентификации и прогнозирования блокирующих антициклонов;
-разработан алгоритм математического моделирования блокирующих ситуаций на основе уравнений гидродинамики атмосферы;
-написаны программные коды для реализации математической модели; -проведены численные эксперименты.
В процессе выполнения было сделано: создана математическая модель, которая позволяет изучать циркуляционные процессы в атмосфере. В дальнейшей модель может быть уточнена через увеличение дискретизации по вертикале и более точным описание нижнего граничного условия.
