Валерий Павлович Пархоменко (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН) :
Статьи:
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2016-3-93109
Представлен анализ некоторых факторов, влияющих на выполнение параллельной реализации модели общей циркуляции атмосферы на многопроцессорной электронно-вычислительной машине кластерного типа. Рассмотрены несколько модификаций первоначального параллельного кода этой модели, направленных на улучшение его вычислительной эффективности, баланса загрузки процессоров. Осуществлена модификация численной схемы по времени модели общей циркуляции атмосферы для возможности осуществления параллельных расчетов блоков динамики и физики. Предлагаемая процедура используется вместе с процедурами распараллеливания блоков динамики и физики на основе декомпозиции расчетной области, что позволяет оптимизировать загрузку процессоров и повысить эффективность распараллеливания. Результаты применения схемы баланса загрузки блока физики рассмотренной модели дают возможность усложнения блока физики без увеличения общего времени счета. Приведены результаты численных экспериментов.
Пархоменко В. П. Алгоритм увеличения вычислительной производительности и баланса загрузки процессоров для моделирования общей циркуляции атмосферы. Математическое моделирование и численные методы, 2016, №3 (11), c. 93-109
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2021-2-3853
Целью данной работы является построение глобальной модели цикла углерода. Модель описывает продукционный процесс лесных экосистем с учетом сезонного хода климатических факторов. Она предназначена для моделирования длительного периода времени в составе глобальной климатической модели промежуточной сложности. Установлено, что глобальные характеристики климатической системы выходят на установившейся режим за время около 2000 лет и модель устойчиво работает. Приведены временные и пространственные распределения полученных климатических характеристик и биогеохимического углеродного цикла наземной растительности.
Пархоменко В.П. Глобальная климатическая модель с учетом биогеохимического углеродного цикла растительности суши. Математическое моделирование и численные методы, 2021, № 2, с. 38–53.
551.509.313.41 Глобальная модель климата с описанием термохалинной циркуляции Мирового океана
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2015-1-94108
Рассмотрена модель климата, включающая блоки океана, атмосферы и морского льда, взаимодействующие между собой. Модель описывает глубинную термохалинную циркуляцию Мирового океана и основные характеристики остальных элементов климатической системы. В работе представлено функционирование модели в режиме сезонного хода солнечной радиации. Рассчитаны изменения температуры атмосферы в XXI в. для различных сценариев изменения концентрации СО2.
Пархоменко В. П. Глобальная модель климата с описанием термохалинной циркуляции Мирового океана. Математическое моделирование и численные методы, 2015, №1 (5), c. 94-108
004.85:551.5051 Методы интеллектуального анализа данных в модели наукастинга опасных явлений
Шершакова А. О. (МГТУ им.Н.Э.Баумана), Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2021-3-88104
Настоящая работа посвящена исследованию и применению методов интеллектуального анализа для реализации схемы наукастинга опасных явлений. В ходе работы были сформированы большие наборы данных на основе метеорологических наблюдений облачных ячеек, отличающиеся методами обработки информации для их подготовки. Для каждого набора был построен ряд математических моделей классификации облачных ячеек по степени опасности формирования из них смерчей. В качестве основного языка разработки выбран язык программирования Python. Работа имеет большое практическое значение в сфере прогнозирования погодных явлений. Ее новизна заключается в использовании современной методологии машинного обучения вместо традиционного подхода экстраполяции данных, широко применяемого в различных схемах наукастинга.
Шершакова А.О., Пархоменко В.П. Методы интеллектуального анализа данных в модели наукастинга опасных явлений. Математическое моделирование и численные методы, 2021, № 3, с. 88–104.
551.513 Моделирование климатических последствий падения крупного астероида 66 млн лет назад
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2019-2-6883
Исследования указывают на массовую гибель на Земле значительного количества биологических групп, в частности - динозавров, в конце мелового периода 66 миллионов лет назад. Окончательная причина этого явления остается предметом обсуждения. В настоящее время существуют две основные теории: крупномасштабные извержения вулканов и воздействие астероида, образовавшее кратер Чиксулуб (Мексика). Производство серосодержащих газов из испарений поверхностных слоев Земли при соударении сейчас считается основным источником климатических эффектов, поскольку они образуют стратосферные сульфатные аэрозоли, которые блокируют солнечный свет и таким образом охлаждают атмосферу Земли и препятствуют фотосинтезу. В настоящей работе представлено применение совместной модели климата для изучения эффектов воздействия этого астероида на климат Земли. Установлено, что в зависимости от времени пребывания в стратосфере аэрозоля, глобальная годовая средняя температура приземного воздуха уменьшалась, на 18°С–26°С, оставалась ниже нуля в течение 4–30 лет и наблюдалось время восстановления более 30 лет.
Пархоменко В.П. Моделирование климатических последствий падения крупного астероида 66 млн лет назад. Математическое моделирование и численные методы, 2019, № 2, с. 68–83.
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2018-4-107119
Приведены расчеты для оценки возможности стабилизации климата на совре-менном уровне путем управляемых выбросов в стратосферу сульфатных аэрозо-лей, отражающих часть поступающего солнечного излучения (геоинженерия).
Исследование основано на трехмерной гидродинамической модели глобального климата, включающей модель океана с реальной конфигурацией глубин и конти-нентов, модель эволюции морского льда и модель общей циркуляции атмосферы. Исследована возможность получения предписанного пространственного и вре-менного глобального распределения стратосферного аэрозоля в условиях, когда существует ограниченное количество источников аэрозолей. Приняты во внимание ветровой перенос и осаждение аэрозоля.
Пархоменко В.П. Моделирование пространственного и временного глобально-го распределения стратосферного аэрозоля искусственного происхождения для стабилизации климата. Математическое моделирование и численные методы, 2018, № 4, с. 107–119.
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2017-3-105118
Приведены результаты численных расчетов по описанию климата Земли при смещении ее оси вращения, о возможности которого имеются некоторые геологические, археологические и исторические данные. При этом предполагается сохранение угла наклона оси к плоскости эклиптики. Проведены расчеты по моделированию процесса перехода от палеоклимата к современному в результате смещения оси вращения Земли в современное положение. Вычисления проведены на основе гидродинамической трехмерной глобальной модели климата. Предложена процедура вычисления скорости ветра в энерговлагобалансовой модели атмосферы. Развита методика формирования и использования необходимых карт и связей между ними при повороте оси вращения Земли.
Пархоменко В.П. Моделирование процесса перехода от палеоклимата к совре- менному в результате сильного изменения условий. Математическое моделирова- ние и численные методы, 2017, No 3, с. 105–118.
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2014-2-115126
В течение последних десятилетий наблюдаются изменения климата, выражающиеся в его глобальном потеплении. Эти изменения в основном связывают с антропогенным увеличением количества парниковых газов в атмосфере (главный из них — СО2). В статье рассматривается проблема и возможность стабилизации климата на современном уровне. Исследование ведется на основе сезонной глобальной совместной трехмерной гидродинамической модели климата, включающей модель Мирового океана с реальными глубинами и конфигурацией материков,
модель эволюции морского льда и энерго-влагобалансовую модель атмосферы. На первом этапе проведены расчеты прогнозирования климата до 2100 г. с использованием сценария роста СО2 А2, предложенного IPCC. Они дают увеличение среднегодовой поверхностной температуры атмосферы на 3,5 С. Проведены серии расчетов для оценки возможности стабилизации климата на уровне 2010 г. путем управления выбросами в стратосферу сульфатного аэрозоля, отражающего и рассеивающего часть приходящего солнечного излучения. Вычислены концентрации (альбедо) аэрозоля с 2010 до 2100 г., позволяющие стабилизировать среднегодовую температуру поверхностного слоя атмосферы. Показано, что таким путем невозможно добиться приближения климата к существующему, хотя можно значительно ослабить парниковый эффект. При условии однородного по пространству распределения аэрозоля в стратосфере можно стабилизировать среднюю глобальную температуру атмосферы, но при этом в низких и средних иротах климат будет холоднее на 0,1…0,2 С, а в высоких широтах — теплее на 0,2…1,2 С. Кроме того, эти различия имеют сильно выраженный сезонный ход — в зимний период они увеличиваются. Прекращение выбросов аэрозоля в 2080 г. приведет к быстрому увеличению средней глобальной температуры атмосферы, приближающейся в 2100 г. к значению температуры без аэрозоля.
Пархоменко В. П. Моделирование стабилизации глобального климата управляемыми выбросами стратосферного аэрозоля. Математическое моделирование и численные методы, 2014, №2 (2), c. 115-126
551.5; 519.6 Организация численных экспериментов на совместной глобальной модели атмосферы и океана
Пархоменко В. П. (МГТУ им.Н.Э.Баумана/ФИЦ ИУ РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2022-4-3147
Представлена трехмерная гидродинамическая модель глобального климата, включающая блок общей циркуляции атмосферы, блок океана в геострофическом приближении с фрикционным членом в уравнениях горизонтального импульса с реальным распределением глубин и материков, блок эволюции морского льда. Приведены расчеты возможного изменения климата до 2100 года на основе нескольких сценариев роста СО2. Установлено существенное уменьшение меридионального переноса воды в Атлантике при реализации жесткого сценария роста СО2. Проведены численные эксперименты по выявлению потенциального гистерезиса, связанного с ослаблением, вплоть до блокировки (при некоторых условиях) Атлантической меридиональной термохалинной циркуляции.
Пархоменко В.П. Организация численных экспериментов на совместной глобальной модели атмосферы и океана. Математическое моделирование и численные методы, 2022, № 4, с. 31–4