Семинар посвящен разнообразным аспектам применения методов суперкомпьютерного моделирования для решения задач прогноза погоды и климата.

Руководитель семинара:

• В.А. Садовничий, академик, ректор Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Соруководители семинара:

• Вильфанд Р.М., д.т.н., научный руководитель Гидрометцентра России
• Добролюбов С.А., чл.-корр. РАН, декан Географического факультета МГУ
• Лыкосов В.Н., чл.-корр. РАН, гл.н.с. Института вычислительной математики РАН, зав. лабораторией суперкомпьютерного моделирования природно-климатических процессов НИВЦ МГУ
• Степаненко В.М., д.ф.-м.н., зам. директора НИВЦ МГУ

Ученый секретарь семинара:

• Мортиков Е.В., к.ф.-м.н., н.с. НИВЦ МГУ

ПРОГРАММА СЕМИНАРА

БЕСШОВНOЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ: ОТ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЯ К ИНТЕГРИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ ГОРОДСКОЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ, КЛИМАТА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Новое поколение интегрированных моделей динамики и состава атмосферы основано на подходе бесшовного моделирования системы Земли (ESM) для перехода от отдельных компонентов модели к бесшовным моделям гидрометеорология-состав атмосферы-окружающая среда для решения проблем в областях погоды, климата и охраны окружающей среды, интересы которых, приложения и проблемы теперь пересекаются. Этот подход рассматривает несколько аспектов бесшовного соединения и интеграции, которые обсуждаются и демонстрируются в презентации:

• Временные масштабы: от секунд и прогнозов текущей погоды до сезонных и климатических шкал времени;
• Пространственные масштабы: от уличного каньона до глобального масштаба (up- and downscaling);
• Процессы: физические, химические, биологические, социальные;
• Компоненты земной системы: атмосфера, гидросфера, лито- и педосфера, экосистемы/биосфера;
• Различные типы наблюдений и инструменты моделирования: слияние наблюдений и моделей, обработка и ассимиляция данных, верификация моделей;
• Связь со здоровьем и социальными последствиями, воздействием, оценкой, услугами и конечными пользователями.

Современная бесшовная унифицированная система моделирования, которая позволяет единой платформе работать в полном спектре масштабов, представляет собой существенный прогресс как в науке, так и в вычислительной эффективности. Глобальные проблемы, такие как быстрая урбанизация, пандемии, изменение климата, ухудшение состояния окружающей среды, требуют пересмотра нынешнего понимания и традиционных методов. Новая повестка дня ООН в области городов и цель в области устойчивого развития (ЦУР) № 11, сосредоточенная на устойчивом развитии городов, в частности климатической и экологической устойчивости городов, требует совместных междисциплинарных усилий, комплексных исследований и разработки новых интегрированных моделей и методов высокого разрешения.

В презентации рассматривается новая концепция «умных» и устойчивых городов в области климата и окружающей среды и анализируется современная эволюция исследований и разработок от конкретных систем прогнозирования качества воздуха и погоды в городах до комплексных систем интегрированного моделирования для устойчивых городов. В нем представлен обзор и анализ результатов ряда ключевых международных проектов с участием или под руководством автора (например, WMO GURME и IUS, CityIPCC, FUMAPEX, MEGAPOLI, EuMetChem, MarcoPolo, РЕЕХ) и демонстрируются преимущества этого подхода на примерах отдельных магаполисов и развития интегрированной системы моделирования Enviro-HIRLAM. Обсуждаются основные пробелы, проблемы, приложения и достижения, основные тенденции и потребности в исследованиях для дальнейшего развития таких систем. Цель состоит в создании городских интегрированных систем, отвечающих особым потребностям городов, за счет сочетания плотных сетей наблюдений, комплексных прогнозов с высоким разрешением, систем раннего предупреждения о множественных опасностях, реагирования при стихийных бедствиях и климатического обслуживания. Такой подход дает городам инструменты, необходимые для сокращения выбросов, создания процветающих и устойчивых сообществ и реализации ЦУР.