CC BY
1488 Секция 5
Исследование метеорологического режима и загрязнения атмосферы г. Красноярска с помощью модели WRF-CHEM
А. А. Леженин1, С. В. Михайлюта2, О. А. Коробов,3
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 2Ассоциация экологических расследований 3Новосибирский государственный университет Email: lezhenin@ommfao.sscc.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10149
В работе на основе адаптированной к территории г. Красноярска модели WRF-СНЕМ исследованы особенности эволюции пограничного слоя атмосферы над городом в неблагоприятных метеорологических условиях. Изучены процессы распространения промышленных выбросов и формирования сверхнормативных концентраций в приземном слое атмосферного воздуха. Выполнена верификация расчетных значений концентраций загрязняющих веществ на примере хлористого водорода по данным наземных измерений.
Модель оценивания параметров дымового шлейфа
А. А. Леженин1, В. Ф. Рапута1, Р. А. Амикишиева1,2
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 2Новосибирский государственный университет Email: lezhenin@ommfao.sscc.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10150
Спутниковые снимки дымовых шлейфов позволяют получать оперативную информацию о процессах распространения примесей в атмосфере [1]. В работе рассмотрен метод численного анализа параметров активной стадии подъема дымовой струи. Предложены модели оценивания процессов подъема газовоздушной смеси от источника выброса. В качестве основных соотношений использованы уравнения гидротермодинамики в осесимметричном приближении. Проведен численный анализ активной фазы подъема дымовых шлейфов от труб ТЭЦ г. Новосибирска.
Работа выполнена в рамках Госзадания (0315-2019-0004), при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства Новосибирской области (код проекта 19-47-540008).
Список литературы
1. Балтер Б. М., Балтер Д. Б., Егоров В. В., Стальная М. В. Использование данных ИСЗ Landsat для определения концентрации загрязнителей в шлейфах от продувки газовых скважин на основании модели источника // Исследование Земли из космоса. 2014. № 2. С. 55-66.
Простая математическая модель процесса образования морского льда с плоской границей раздела твердой и жидкой фазы
М. Е. Макаренко
Новосибирский государственный университет Email: mishamakarenko1@gmail.com DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10356
Объектом исследования является математическая модель, описывающая термодинамический процесс замерзания/плавления морского льда.
Для описания процесса рассматривается задача Стефана, когда нижняя граница слоя морского льда растет в морской воде, в результате охлаждается на верхней границе. Предполагается, что жидкая часть имеет температуру плавления и остается при этой температуре. Основным уравнением является уравнение термодиффузии тепла в слое льда.
В работе было найдено аналитическое решение задачи Стефана, с помощью метода подобия, на основе масштабного анализа. Был подготовлен численный эксперимент, реализованный на языке Scilab, в ходе которого были получены графики движения межфазовой границы, профилей температуры и график распределения температуры.
Математические модели физики атмосферы, океана и окружающей среды
89
Список литературы
1. G.A. Maykut and N. Untersteiner, Some results from a time dependent thermodynamic model of sea ice // J. of Geophysical Research, vol. 76, no. 6, pp. 1550-1575, 1971.
2. N. Untersteiner, On the mass and heat budget of Arctic sea ice. // Arch. Meteorol. Geophys. Bioklimatol., A, vol. 12, N 2. P. 151-182. 1961.
3. Тихонов А. Н., Самарский А. А., Уравнения математической физики: Учеб. пособ. 6-е изд., испр. и доп. М.: Изд-во МГУ, 1999. 798 с.
4. T. C. Smith A finite difference method for a Stefan problem // Calcolo . 1981. N 18. P. 131-154.
Моделирование разложения газогидратной залежи, сформировавшейся в многолетнемерзлых породах
В. В. Малахова
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
Email: malax@sscc.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10151
Вечная мерзлота занимает большую площадь в Арктическом регионе как в континентальной области, так и на обширных территориях мелководного шельфа арктических морей. Многолетняя мерзлота содержит большое количество газа в гидратной форме, особенно метана. Метангидраты могут образовываться и существовать внутри зоны стабильности гидратов метана (ЗСГМ) в течение длительного времени. В области распространения вечной мерзлоты ЗСГМ в настоящее время начинается с глубин 200-250 м. Однако при дополнительном промерзании пород, которое происходило в ледниковые периоды, условия для формирования метангидратов выполнялись на меньших глубинах, порядка нескольких десятков метров. Покровное оледенение прибрежных равнин также способствовало гидратообразо-ванию в неглубоких мерзлых породах [1]. В дальнейшем часть газовых гидратов могла сохраниться за счет проявления эффекта самоконсервации при отрицательных температурах пород [2]. Существование метангидратов в верхних слоях мерзлых толщ в неравновесных условиях считается одной из возможных причин постоянных газопроявлений при эксплуатации скважин на газовых месторождениях Ямала, а также представляет опасность при освоении недр.
В данной работе исследуется состояние газогидратной залежи, образованной в многолетнемерзлых породах неглубокого залегания под влиянием покровного оледенения и в дальнейшем оказавшейся в неравновесных условиях.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проектов 18-05-00087, 19-05-00409, 20-05-00241).
Список литературы
1. Аржанов М. М., Малахова В. В., Мохов И. И. Условия формирования и диссоциации метангидратов в течение последних 130 тысяч лет по модельным расчетам // Доклады АН. 2018. Т.480. № 6. C. 725-729.
2. Истомин В. А., Якушев В. С., Махонина Н. А., Квон В. Г., Чувилин Е. М. Самоконсервация газовых гидратов // Газовая промышленность. Спец. выпуск: Газовые гидраты. 2006. С. 36-46.
Математическое моделирование эволюции и современного состояния криолитозоны севера Восточно-Сибирского шельфа
В. В. Малахова1, А. В. Гаврилов2, Е. И. Пижанкова2, А. А. Попова3
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет
3ООО "Северные Изыскания ", Москва
Email: malax@sscc.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10340
С помощью теплового математического моделирования исследуется роль оледенения, датированного концом среднего неоплейстоцена, в формировании криолитозоны, включающей зону стабильности гидратов газов (ЗСГГ) северной части Восточно-Сибирского шельфа. Построены палеогеографический сценарий развития шельфа в последние 200 тыс. лет и модель геологического строения, характеризующая состав, водно-физические и теплофизические свойства пород как в ледниковой области, так и
