НИВЦ МГУ
имени М. В. Ломоносова
  • Научно-исследовательский
    вычислительный центр
    Московского государственного
    университета имени М. В. Ломоносова

    Лаборатория математического моделирования геофизических пограничных слоёв

  • Руководитель лаборатории 
    МОРТИКОВ ЕВГЕНИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ
    О лаборатории

    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.

    Основные направления работы 

    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.

    Основные результаты 

    Разработан единый гидродинамический код на основе DNS-, LES- и RANS- подходов, современных численных методов и алгоритмов и технологий параллельного вычисления для численного моделирования процессов в атмосфере (включая атмосферный пограничный слой в условиях городской среды), океане и внутренних водоемах.

    Разработаны параметризации турбулентных процессов в геофизических пограничных слоях для решения задач прогноза погоды и климата в рамках моделей Земной системы.

    Публикации сотрудников:

    Мортиков Евгений Валерьевич https://istina.msu.ru/workers/1173464/

    Дебольский Андрей Владимирович https://istina.msu.ru/workers/9656405/

    Гладских Дарья Сергеевна https://istina.msu.ru/workers/271202568/

    Суязова Виктория Игоревна https://istina.msu.ru/workers/413643177/

    Проекты:

    Сотрудниками лаборатории успешно выполняются проекты Российского Научного Фонда и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации

    Научные семинары 

    1) «Математическое моделирование геофизических процессов: прямые и обратные задачи», руководители: Глазунов А.В., Репина И.А., Степаненко В.М.

    http://agora.guru.ru/display.php?conf=geophysical_seminar

    2) «Суперкомпьютерное моделирование Земной системы», руководитель: Садовничий В.А., секретарь: Суязова В.И.

    http://agora.guru.ru/display.php?conf=superclimate

    Учебная работа 

    Сотрудники лаборатории ведут активную преподавательскую деятельность, читают основные курсы на факультетах Московского университета, руководят курсовыми и дипломными работами студентов и исследованиями аспирантов, проводят занятия в рамках школ и воркшопов.

    Интернет-ресурсы лаборатории 

    Программные коды разрабатываемых в лаборатории моделей http://tesla.parallel.ru

    Контакты 

    Лаборатория математического моделирования геофизических пограничных слоёв НИВЦ МГУ.
    Адрес: 119234, Российская Федерация, Москва, Ленинские горы, дом 1, стр. 4, комнаты 107а, 108а

    Электронная почта: mortikov@srcc.msu.ru (Мортиков Е.В., зав.лабораторией)