ИЗВЕСТИЯ РАН. ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА, 2009, том 45, № 1, с. 3-6
ВАЛЕНТИН ПАВЛОВИЧ ДЫМНИКОВ (К 70-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ)
Выдающийся ученый в области геофизической гидродинамики и математического моделирования климатических процессов, директор Института вычислительной математики РАН, академик Валентин Павлович Дымников родился 26 ноября 1938 г. в поселке Юрино Юринского района Марийской АССР. В 1961 г. он окончил Московский инженерно-физический институт; в 1970 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по теме "Численный метод прогноза полей влажности в атмосфере", а в 1981 г. - докторскую диссертацию "Математическое моделирование влажной атмосферы". В 1990 г. В.П. Дымников избран членом-корреспондентом АН СССР по специальности "физика атмосферы", а в 1997 г. - академиком РАН по той же специальности. В настоящее время он состоит в Отделении математических наук РАН и является членом его бюро. В.П. Дымников избран членом Европейской академии наук и членом Американского метеорологического общества.
Активная научная деятельность В.П. Дымнико-ва началась в 1964 г. в Вычислительном центре Сибирского отделения АН СССР (г. Новосибирск). С 1980 г. он работает в Москве, в Институте вычислительной математики РАН, являясь с 2000 г. его директором. К настоящему времени В.П. Дымников - автор свыше 200 научных работ, в том числе 16 монографий, опубликованных по результатам проведенных им исследований в рамках следующих фундаментальных направлений современной геофизики: теория баротропной и бароклинной неустойчивости крупномасштабных атмосферных процессов; разработка численных моделей прогноза погоды, общей циркуляции атмосферы и климата; крупномасштабное взаимодействие атмосферы и океана; математическая теория климата.
Первые работы В.П. Дымникова посвящены созданию эффективных численных методов краткосрочного прогноза погоды. Особое внимание им было уделено проблеме прогноза полей влажности
и облачности в атмосфере. В.П. Дымниковым сформулированы новые уравнения переноса влажности и облачности, разработаны монотонные схемы их численного решения, получены функциональные соотношения между баллом облачности и водностью. Результаты этих теоретических исследований были использованы в Западно-Сибирском научно-исследовательском гидрометеорологическом институте при разработке технологической линии оперативной схемы краткосрочного прогноза погоды для территории Западной Сибири.
В 1974 г. по инициативе академика Г.И. Марчука в Вычислительном центре Сибирского отделения АН СССР были начаты работы по моделированию общей циркуляции атмосферы и океана. С этого момента и по настоящее время деятельность В.П. Дымникова, возглавившего это направление, связана с созданием физически полных и вычислительно эффективных моделей общей циркуляции атмосферы и океана, направленных, в конечном счете, на разработку глобальной модели климата в целях исследования его современного состояния и оценки будущих изменений. Сформулированная им симметризованная форма уравнений гидротермодинамики атмосферы дала возможность построить на основе метода расщепления новый класс разностных схем, обладающих точными квадратичными законами сохранения, что позволило решить ряд новых задач нелинейной динамики атмосферы. Результаты этих исследований представлены в монографии [1], опубликованной в 1984 г. и ставшей первой в мире книгой, в которой проблема моделирования общей циркуляции атмосферы и океана была рассмотрена с различных точек зрения - как задача физики, как задача математики (главным образом, вычислительной) и как проблема реализации больших комплексов программ на существовавших в то время вычислительных системах.
В 70-е же годы В.П. Дымниковым был начат цикл исследований, связанных с разработкой теории бароклинной неустойчивости крупномасштабных атмосферных течений. Эта теория с успехом была применена для объяснения процесса развития бароклинной неустойчивости во влажной атмосфере при наличии крупномасштабной конденсации. Поскольку бароклинная неустойчивость относится к числу основных процессов, ответственных за формирование общей циркуляции атмосферы, важной задачей является исследование разрабатываемых для ее моделирования разностных схем с целью оценки аппроксимации по спектру и по вертикали. Принципы такого рода "связывания воедино" конкретного физического процесса и методов его численного воспроизведения систематизированы в монографии [2], вышедшей в свет в 1984 г., и в книге [3], опубликованной в 1987 г.
Дальнейшее развитие работ по теории устойчивости крупномасштабных атмосферных процессов
проведено В.П. Дымниковым в направлении изучения устойчивости зонально-несимметричных ква-зибаротропных течений на вращающейся сфере. В рамках этих исследований им были получены априорные оценки устойчивости, предложена классификация режимов атмосферной циркуляции по степени их устойчивости, изучена связь между средним "временем жизни" режимов циркуляции и степенью их устойчивости, предложен метод построения оптимального возбуждения крупномасштабных компонентов атмосферной циркуляции, сформулирована задача о потенциальной предсказуемости первого рода и предложен метод ее решения на основе сведения динамической системы к динамико-стоха-стической. По результатам этих работ В.П. Дымниковым в 1990 г. опубликована книга [4], а в 2007 г. -монография [5].
В 80-х годах В.П. Дымников обращается к исследованию проблемы взаимодействия атмосферы и океана, изучению природы низкочастотной изменчивости атмосферной циркуляции и выявлению роли океана в формировании короткопериодных колебаний климата. В рамках этого направления им и его учениками впервые был осуществлен цикл диагностических исследований с использованием методов выделения максимально скоррелированных полей атмосферных характеристик и аномалий температуры поверхности океана. Предложенный подход, основанный на фундаментальной идее о связи между сингулярными векторами линеаризированного относительно среднего состояния оператора баротропной задачи и естественными ортогональными составляющими низкочастотной изменчивости квазибаротропной крупномасштабной циркуляции атмосферы, позволил изучить механизмы формирования атмосферного отклика на среднеширотные аномалии температуры поверхности океана. Результаты этих исследований внесли значительный вклад в организацию работ (в том числе, и экспериментальных) по выполнявшейся в те годы в СССР национальной программе "Разрезы", направленной на изучение роли океана в короткопериодных колебаниях климата.
С 1990 г. научная деятельность В.П. Дымникова сконцентрирована на разработке двух фундаментальных направлений. Первое из них, традиционное, связано с созданием (на базе глобальной модели общей циркуляции атмосферы и океана высокого пространственного и временного разрешения) модели климата, реализованной на современных параллельных вычислительных системах и способной на определенном этапе своего развития стать основой национальной российской экспертной системы оценки глобальных и региональных изменений климата. Разработанная к настоящему времени в Институте вычислительной математики РАН климатическая модель "участвует" в международной программе по сравнению результатов моделирования современного климата и его возможных
изменений в будущем и, как показывает опыт такого сравнения, относится к моделям мирового класса. Результаты численных экспериментов с этой моделью вошли в IV доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
Второе направление является новым в современной геофизической гидродинамике и связано с разработкой математической теории климата, целью которой является изучение поведения решений климатических моделей на произвольно больших временны х интервалах. Численное моделирование глобального климата и его изменений, получив в настоящее время широкое распространение, быстро развивается, все время усложняясь, благодаря постоянно возрастающим вычислительным возможностям. В.П. Дымниковым поставлены и исследованы фундаментальные вопросы о соответствии конечномерных моделей исходным бесконечномерным дифференциальным уравнениям в частных производных и о соответствии модельной динамики реально наблюдаемой на произвольно больших временных масштабах. Использование методов теории нелинейных полудинамических диссипатив-ных систем в приложении к уравнениям гидротермодинамики атмосферы позволило ему получить строгие математические результаты (теоремы существования аттракторов и инерциальных многообразий; аппроксимация уравнений динамики атмосферы, обеспечивающая близость топологических характеристик; показатели Ляпунова и т.д.) и сформулировать выводы глубокого физического содержания, которые нашли свое подтверждение в результатах прямого численного моделирования с помощью полных климатических моделей. Полученные в рамках этого направления результаты опубликованы в книге [6], вышедшей в свет в 1996 г.
За исследования по теории устойчивости крупномасштабных атмосферных процессов и по теории климата В.П. Дымников удостоен в 1993 г. (совместно с А.С. Мониным и А.Н. Филатовым) премии им. А.А. Фридмана Президиума РАН, а за цикл работ "Модели и методы в задачах физики атмосферы и океана" - Государственной премии Российской Федерации 2000 г. в области науки и техники (совместно с Г.И. Марчуком, В.Я. Галиным, В.Б. Залесным, В.Н. Лыкосовым и А.С. Саркисяном).
Наряду с активной и плодотворной научной деятельностью, В.П. Дымников ведет также большую научно-организационную работу. Будучи заместителем научного руководителя программы "Разрезы" Г.И. Марчука, он много времени уделял координации научных исследований и организации конференций, семинаров и других мероприятий, проводившихся в рамках этой программы. Он также многие годы был членом руководящего научного комитета по международной программе "Тропический океан и глобальная атмосфера", входил в состав международной комиссии по дина-
мической метеорологии при Международной ассоциации по метеорологии и физике атмосферы, активно участвовал в работе Объединенного научного ко
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.