Основное направление деятельности лаборатории -- это создание математических и численных моделей пограничных слоев атмосферы, океана и внутренних вод суши, их реализации для современных высокопроизводительных параллельных вычислительных систем.
Верное описание процессов обмена в пограничных слоях атмосферы и океана необходимо для корректной оценки температуры воздуха, скорости ветра и концентрации аэрозолей, газов и других примесей в прилегающих к поверхности слоях атмосферы, где протекает вся человеческая деятельность; температуры поверхности океана, толщины перемешанного слоя и вертикального распределения концентрации биохимических веществ; динамики углеродного цикла в Земной системе. Пограничные слои являются связывающими звеньями взаимодействия в моделях общей циркуляции атмосферы и океана, а воспроизведение процессов обмена с подстилающей поверхностью во многом определяет локальные особенности изменения климата. Тенденции развития климатических моделей, связанные с увеличением пространственного разрешения, усложнением описания физических процессов и включением дополнительных компонент Земной системы требуют пересмотра, уточнения или разработки новых моделей и параметризаций пограничного слоя. Вычислительные технологии, развиваемые в рамках лаборатории, будут также востребованы для решения прикладных междисциплинарных задач наук о Земле.
Профиль лаборатории уникален для постсоветского пространства, её деятельность позволяет сохранить и усилить в мировом научном ландшафте позиции отечественной школы математического моделирования в фундаментальных вопросах теории геофизической турбулентности, а оригинальные программные коды для современных суперкомпьютеров обеспечивают импортозамещение в практических задачах прогноза погоды, климата и охраны окружающей среды.
1. Разработка математических моделей, численных методов и алгоритмов, параллельных вычислительных технологий для современных и перспективных суперкомпьютеров, предназначенных для исследования геофизической турбулентности и процессов в геофизических пограничных слоях на основе DNS-, LES- и RANS- подходов.
2. Создание параметризаций турбулентного энерго- и массообмена, процессов в пограничных слоях атмосферы, океана и вод суши для моделей Земной системы, отдельных ее компонент, предназначенных для решения задач прогноза погоды и климата.
3. Приложение созданных вычислительных технологий в фундаментальных и прикладных междисциплинарных задачах наук о Земле.
