#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.

#ифа_события

7 сентября 2025 исполнилось 110 лет со дня рождения выдающегося советского ученого, специалиста по теории переноса излучения в атмосфере Евы Михайловны Фейгельсон.

☀️✨ Конечно, всем известно, что основным источником жизни и всех климатических изменений на земле является Солнце. Баланс солнечной энергии, его региональное перераспределение в зависимости от широты, типа подстилающей поверхности, рельефа и особенностей строения атмосферы определяет региональную изменчивость климата. Но законы переноса излучения в атмосфере также сложны, как и ее строение. Газы, аэрозоли, облака поглощают, отражают, рассеивают солнечное излучение, преобразуют солнечную энергию в тепловую, которая тоже в свою очередь поглощается, отражается и рассеивается. Чтобы описать все эти процессы необходимы знания теоретической физики, механики, высшей математики.

👨‍🎓 Ева Михайловна Фейгельсон была ведущим специалистом в области атмосферной оптики и теории переноса излучения в облачных средах. Её работы заложили фундамент для современного понимания взаимодействия солнечного и теплового излучения с облаками и аэрозолями и являются основой для климатического и метеорологического моделирования. Она одной из первых начала рассматривать облака не как сплошную среду, а как сложные системы, состоящие из отдельных частиц (капель и кристаллов). Её модели одними из первых стали учитывать неоднородность облаков: размеры капель, их форму (для ледяных кристаллов), фазовый состав (вода/лед) и пространственное распределение. А дальше были работы по исследованию радиационного влияния облаков на климат.

☁️ Облака в зависимости от своей высоты, толщины и микроструктуры могут как охлаждать планету, отражая солнечное излучение обратно в космос, так и нагревать её, поглощая и переизлучая тепловое излучение с поверхности Земли. Этот двойной эффект является ключевой неопределенностью в климатических моделях. Работы Евы Михайловны создали физическую основу для параметризаций радиационных процессов в облаках в моделях Земной системы, используемых для прогноза погоды и моделирования климата, а также нашли прямое применение в методах дистанционного зондирования.

Ева Михайловна была ученицей великого советского учёного Евграфа Сергеевича Кузнецова – одного из создателей теории переноса излучения через вещество. В Институт теоретической геофизики (из которого потом выделился Институт физики атмосферы) она пришла в 1939 году после окончания механико-математического факультета МГУ – и проработала в нём с перерывом на военное время и эвакуацию более полувека. Её долгая жизнь вместила в себя все катаклизмы непростого 20-го века: войны, революции, беспредел 90-х годов – все эти события оставили след в её судьбе. А еще были комсомол, строительство московского метрополитена (да, будущий доктор наук начинала с должности токаря на строительстве первых линий), байдарки, дружная семья и, главное, преданность науке, умение не отвлекаться на сиюминутное и проходящее. А еще она была очень красивым человеком – той красотой, которая определяется не чертами лица, а внутренним смыслом и отношением к окружающим людям. И до сих пор многие её ученики и просто те, с кем её сталкивала научная судьба говорят одну фразу: «Я обязан Еве Михайловне…»

📒 На нашем сайте опубликованы мемуары Е.М. Фейгельсон, которые она начала писать в последние годы жизни.

🕚 В этот четверг, 11 сентября 2025 г. в 14:00, в актовом зале ИФА им. А.М. Обухова РАН состоится семинар, посвященному 110-летию со дня рождения Евы Михайловны Фейгельсон. Завтра мы напишем об этом более подробно.

🤩 Чего стыдится луна?

В ночь с 7 на 8 сентября 2025 года произошло полное лунное затмение, видимое в Европе, Азии, Африке, Австралии и Антарктиде. Это явление часто называют «Кровавой Луной» из-за красноватого оттенка, который приобретает Луна, когда полностью находится в тени Земли.

🌑🌏🌞 Лунное затмение происходит, когда Луна в фазе полнолуния входит в тень, отбрасываемую Землёй. В этот момент Солнце, Земля и Луна выстраиваются в одну линию.

🩸Почему Луна становится «Кровавой»?
Во время полного затмения Луна не исчезает полностью, а приобретает красно-оранжевый оттенок. Этот эффект объясняется тем, что земная атмосфера, подобно линзе, рассеивает солнечный свет. Коротковолновые лучи (синий и фиолетовый) рассеиваются сильнее, а длинноволновые (красный и оранжевый) проходят сквозь атмосферу и попадают в тень, освещая Луну. Этот феномен схож с тем, как солнце выглядит красным на закате или восходе.

🌖 Цвет Луны во время затмения зависит от целого ряда факторов, включая состав атмосферы, наличие аэрозолей и облачности. Учёные из Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН прокомментировали это явление:

Коротковолновое излучение более эффективно рассеивается в атмосфере, поэтому прошедшее через толщу атмосферы солнечное излучение приобретает красноватый оттенок. Повышенное содержание мелкодисперсного аэрозоля в атмосфере также способствует более эффективному рассеянию коротковолнового излучения и может усугубить эффект, связанный с молекулярным рассеянием.

- рассказывает Андрей Алексеевич Вигасин, д.ф.-м.н., заведующий Лабораторией атмосферной спектроскопией ИФА РАН.

В атмосфере всегда присутствуют аэрозоли различного состава и природы. Однако всё зависит от места и времени. Например, на состав атмосферы над Сибирью и Дальним Востоком могло оказать более сильное влияние недавняя серия вулканических извержений на Камчатке. Сопоставление спектрального состава излучения в разных регионах может указать на имеющиеся различия в составе атмосферы. Таким образом, для точных выводов необходимы данные о вертикальном профиле их характеристик (составе, концентрации, размерах) в разных географических регионах.

- комментирует Дина Петровна Губанова, к.ф.-м.н., с.н.с. Лаборатории газовых примесей атмосферы ИФА РАН

Фото: ИИ

Уважаемы коллеги!

🚩Семинар, посвященный 110-летию со дня рождения Евы Михайловны Фейгельсон состоится в четверг 11 сентября 2025 г. в 14 часов в актовом зале ИФА им. А.М. Обухова РАН.

В программе семинара:

👊 Гинзбург А.С. Вступительное слово;
👊Журавлева Т.Б. Имитационное моделирование переноса оптического излучения в задачах пассивного зондирования атмосферы: детерминированная и стохастическая облачность;
👊Фадеев Р.Ю., Толстых М.А. Влияние облачно-радиационных и аэрозольно-радиационных связей на точность воспроизведения атмосферной циркуляции глобальной моделью ПЛАВ на сезонном и межгодовом масштабах;
👊Фомин Б.А. Моделирование атмосферной радиации: в прошлом, настоящем и возможное в будущем;
👊Чубарова Н.Е., Петров Н.А., Пискунова Д.А., Шатунова М.В. Особенности облачно-радиационного взаимодействия по данным модельных расчетов и измерений Метеорологической Обсерватории МГУ;
👊Репина И.А., Нарижная А.И., Чернокульский А.В. Воздействие облаков на радиацию в Арктике;
👊Рублев А. Н., Киселева Ю.В. Определение общего содержания озона с геостационарных спутников в условиях разорванной облачности;
👊Разное (краткие сообщения, воспоминания);

Желающим подключиться удалённо - просьба писать на почту (katunmar@ifaran.ru).

📖 Также в настоящее время в библиотеке ИФА РАН работает выставка научных трудов Евы Михайловны.