📃 Коллектив авторов из МГИМО, МГУ им. М.В. Ломоносова, ИФА им. А.М. Обухова РАН, ИГКЭ им. Академика Ю. А. Израэля и «КарбонЛаб» подготовили научный Доклад о справедливом международном сотрудничестве в сфере низкоуглеродного развития и адаптации к изменениям климата.

🌎 Доклад предлагает критический анализ существующих подходов к одной из важнейших глобальных проблем — проблеме защиты климата. Несмотря на усилия мирового академического и политического сообщества по созданию эффективной системы международного климатического регулирования, становится очевидным, что эта проблема должна рассматриваться в контексте других вызовов устойчивого развития. Это особенно актуально в условиях обострения международных отношений и растущего понимания того, что успех глобальных климатических усилий зависит от фундаментальных социокультурных факторов.

В докладе отмечается, что перспективная климатическая политика должна включать:
🟢 Справедливый учет вклада стран в изменение климата и распределение выгод и издержек, включая поддержку «зеленой» политики.
🟢 Формирование устойчивой модели потребления, основанной на экологических ценностях.
🟢Создание содружеств для совместной климатической политики на базе общего социально-экономического фундамента, например, в рамках БРИКС, ШОС или ЕАЭС.

Рис. Рейтинг стран по уровню климатического риска
(в порядке убывания величины причиненного ущерба) с учетом опасных явлений, реализовавшихся в 2000–2019 гг. Источник: Global Climate Risk Index 2021 (Germanwatch, 2021).

➡️ Более подробные результаты исследования представлены в девяти тематических главах, охватывающих различные аспекты климатической политики.

#ифа_статьи

🧪 Столкновения атомов и молекул в газах приводят к возникновению появляются "электрических свойств" (дипольных моментов), и это вызывает поглощение света. Такой эффект называется столкновительно-индуцированным поглощением (СИП). Учёт СИП важен для моделирования радиационных свойств атмосфер планет и астрофизических объектов. Однако точное моделирование СИП требует учета квантовых эффектов, что вычислительно затратно, особенно для систем с большим числом степеней свободы.

📑В статье, опубликованной в Physical Review A, исследователи из Лаборатории атмосферной спектроскопии Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (Финенко А. А. и Чистиков Д. Н.) изучают, как свет поглощается газами с учётом столкновения атомов или молекул между собой. В работе было предложено два метода расчёта квантовых поправок к низшим спектральным моментам СИП: разложение Вигнера – раскладывает квантовые эффекты в ряд (как многочлен) и метод континуального интеграла - представляет квантовую частицу как "цепочку бусин". В качестве примера рассмотрена система гелия и аргона (He-Ar), где трансляционные квантовые эффекты особенно заметны из-за малой массы гелия.

🔬Оба метода были проверены сравнением с прямыми квантово-механическими расчетами в формализме волновой механики и показали отличное согласие, подтверждая их надежность. Полученные результаты показали, что методы Вигнера и континуального интеграла позволяют избежать трудоемких квантовых расчетов. Это открывает новые возможности для моделирования СИП в сложных системах. В перспективе эти методы могут быть применены к более сложным молекулам, например, к системам с участием водорода (H₂-X), где классическое описание не способно воспроизвести вращательную структуру спектра.

Рисунок – Температурное изменение относительного отклонения нулевого спектрального момента от классического значения (a) и от квантово-механического значения (b), а также абсолютного значения первого спектрального момента (c) и его относительного отклонения от квантово-механического значения (d).

#ифа_интервью

Атмосфера на кислых водах: почему Кисловодск — уникальный научный полигон?

⛲ Город-курорт Кисловодск известен своим чистым воздухом и целебными источниками. Но для учёных Института физики атмосферы (ИФА) РАН это не просто здравница, а уникальный исследовательский центр. Директор ИФА РАН, академик Владимир Анатольевич Семёнов, в интервью для журнала "Наука и жизнь" рассказал о малоизвестных фактах из истории научной станции и о том, какие открытия были сделаны благодаря её уникальному расположению.

Идея создания научной станции в Кисловодске принадлежала основателю ИФА РАН, академику Александру Михайловичу Обухову. В конце 1970-х годов он искал идеальное место для проведения атмосферных наблюдений. Его выбор пал на Кисловодск по нескольким причинам:
⛰️Чистый воздух и высота
Измерительная площадка на плато Шаджатмаз находится на высоте 2070 метров над уровнем моря. На такой высоте атмосфера более разрежена, а загрязнений гораздо меньше, что позволяет проводить точные измерения.
🌞Солнечное место
Кисловодск известен своим большим количеством солнечных дней, что критически важно для спектрометрических измерений, которые требуют солнечного света.

В 1978 году здесь была основана станция, а её главной задачей стало изучение озонового слоя. В начале 1980-х годов, когда "озоновая проблема" только вышла на первый план в мировой науке, Кисловодск стал важной площадкой для проведения первых фундаментальных исследований в этой области.

🤩 Со временем наблюдения на научной станции в Кисловодске расширялись. Учёные начали наблюдения за приземными газами атмосферы, такими как оксид азота, СО, различными аэрозолями. Проводились уникальные измерения, в том числе, в области физики верхних слоёв атмосферы, которой занимался отец Владимира Семёнова, Анатолий Иванович Семёнов. Его лаборатория, возглавляемая всемирно известным учёным Валерианом Красовским, установила прибор для измерения температуры атмосферы на высоте мезопаузы, около 90 км. В результате было сделано важное открытие о том, как атмосферные потоки, набегающие на Кавказский хребет, создают гравитационные волны, распространяются вверх в атмосферу, диссипируют, разогревая атмосферу на уровне мезопаузы. Это вызывает аномалии атмосферного свечения, которые и измеряли на станции спектрометрами. Это открытие показало, что динамические процессы, происходящие у поверхности Земли, напрямую влияют на температуру и плотность верхних слоёв атмосферы.

🌧 Сегодня научная станция в Кисловодске превратилась в многофункциональную измерительную площадку. Это позволяет не только вести фундаментальные исследования, но и решать прикладные задачи. По словам Владимира Семёнова, уникальная горная метеорология Кисловодска создаёт особые условия. Здесь часто наблюдаются мощные восходящие потоки воздуха, которые могут вызывать экстремальные ливни. Эти явления позволяют учёным разрабатывать более точные модели для прогноза опасных погодных явлений.

🌱 Кисловодск известен своим чистым воздухом, но его состав постоянно меняется из-за туристического потока и развития инфраструктуры. Одной из ключевых задач учёных является мониторинг качества воздуха и моделирование переноса загрязнений.

Мы должны понимать процессы и предлагать технологии. Например, сделать технологию мониторинга, предложить модель, показать, где лучше вести наблюдения, сделать более совершенные методы прогноза качества воздуха на 2-3 дня вперёд.

– отмечает Владимир Семёнов.
Созданные ИФА РАН численные модели помогут прогнозировать состояние воздуха на несколько дней вперёд и обосновывать важные решения в области городского планирования.

❓Каким будет климат в будущем
Климатические изменения неизбежно затронут и Кисловодск. По прогнозам, к 2050 году средняя температура здесь вырастет на 2–2,5°C. Особенно заметным будет рост числа экстремально жарких дней летом: их станет в 3–4 раза больше, чем сейчас. Это ставит важную задачу перед региональными властями — адаптироваться к новым условиям при планировании развития курорта на десятилетия вперёд.

🚩 Полное интервью читайте в журнале «Наука и жизнь».

#ифа_статьи

🍃 Обобщённое двухпараметрическое семейство вихрей: простое решение для сложных явлений

Пыльные вихри и смерчи можно отнести к двум основным морфологическим типам:
1️⃣узкие и сосредоточенные вихри цилиндрической формы, которые простираются высоко вверх в конвективный пограничный слой;
2️⃣более широкие и диффузные вихри, имеющие форму перевёрнутого клина, и часто – двухячеистые.
Существует несколько моделей, описывающих радиальный профиль тангенциальной скорости в вихрях. Самая простая – это модель Рэнкина, в которой скорость растёт линейно от центра до стенки вихря (радиуса максимальной скорости), и далее экспоненциально затухает, создавая, однако, резкое ступенчатое изменение, которое в реальности не наблюдается из-за действия вязкости. Наиболее близкие к реальности модели – это вихрь Бургерса-Ротта и вихрь Салливана, являющиеся решением уравнений Навье-Стокса, практическое использование которых затруднено из-за аналитической сложности.

📒 В статье коллектива авторов из Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН (Курганский М.В., Ярынич Ю.И) предлагается обобщённое двухпараметрическое семейство вихрей, которое представляет собой синтез нескольких моделей (модифицированного вихря Рэнкина и эмпирической формулы Ватистаса для тангенциальной скорости). 🔘Рассмотрены различные комбинации параметров, при которых возможно аналитическое решение для получения радиального профиля давления в вихрях.
🔘Найдены параметры, при которых модель очень хорошо аппроксимирует радиальный профиль азимутальной скорости в вихре Бюргерса–Ротта (для узких, сосредоточенных вихрей). Ввод третьего параметра позволил хорошо аппроксимировать широкий диффузный вихрь Салливана (однако, с отличиями при малых радиусах). В отличие от указанных моделей, обобщённое семейство вихрей с приведёнными в работе параметрами допускает простую аналитическую формулировку радиального профиля падения давления в вихре, что позволяет применять его на практике.

🏃 Полученные результаты применены к суперячейковым смерчам (торнадо). Показано, что ширина полосы на поверхности земли, заметаемой вихрем при его поступательном движении, которая определяется из условия, что скорость ветра превышает определенное пороговое значение (в данном случае, ветер имеет ураганную силу), систематически уменьшается при увеличении значений параметра s, характеризующего отклонение движения воздуха вблизи оси вихря от твердотельного вращения. Эти результаты находят подтверждение при использовании в качестве альтернативной меры интенсивности торнадо (а также в определенной степени и их «разрушительной силы») направленного вниз потока спиральности в вихре.

🚩 Подробнее читайте в статье.