Дисертаційна робота присвячена визначенню характеристик хмар та опадів на мікро-, мезо- та кліматичному просторово-часових масштабах для регіону Антарктичного півострова з основним фокусом на випадках інтенсивних опадів зі зміною фази та багаторічних кліматичних індексах і параметрах атмосфери, пов’язаних із зміною хмаро- та опадоутворення з кінця ХХ до кінця ХХІ сторіччя за сучасними кліматичними проєкціями.
Актуальність роботи полягає у необхідності вивчення властивостей хмар та опадів у полярних регіонах, оскільки полярні атмосферні процеси, які є істотною складовою глобальної циркуляції, значно чутливі до зміни клімату та безпосередньо впливають на формування режиму погоди у помірних широтах. Однак властивості хмар і опадів у полярних регіонах залишаються недостатньо вивченими через відсутність польових, аерологічних і супутникових даних вимірювань. Саме тому параметризація хмар і опадів у кліматичних і прогностичних регіональних моделях залишається джерелом помилок, що унеможливлює отримання достовірної інформації про стан полярної екосистеми загалом і атмосфери зокрема. Таким чином, ґрунтовне вивчення процесів утворення хмар і опадів за допомогою регіонального моделювання з високою просторовою і часовою роздільною здатністю та їх верифікація за даними вимірювань, а також оцінка кліматичних проекцій може покращити розуміння атмосферних процесів у полярних регіонах і якість числового моделювання, включаючи моделювання клімату, у майбутньому.
Метою дисертаційної роботи є визначення мезомасштабних та мікрофізичних особливостей процесів хмаро- та опадоутворення під час випадків інтенсивних опадів в районі Антарктичного півострова та аналіз їх кліматичних проєкцій до кінця ХХІ століття. Об’єктом дослідження є хмари і опади в районі Антарктичного півострова. Предметом дослідження є мезомасштабні та мікрофізичні процеси хмаро- та опадоутворення під час випадків інтенсивних опадів зі зміною фази в регіоні Антарктичного півострова.
До сучасних інструментів, що використовуються для дослідження процесів хмаро- та опадоутворення і зміни клімату належать глобальні кліматичні моделі, реаналіз ERA5, та мезомасштабна числова модель Polar WRF. Проведений порівняльний аналіз конфігурацій моделі дає можливість зробити припущення, що обрана конфігурація Polar WRF з мікрофізичною параметризацією Томсона найкраще передає характеристики хмар та опадів в районі північно-західного Антарктичного півострова. Виконано апробацію запропонованої конфігурації моделі Polar WRF для моделювання випадку інтенсивного снігопаду у березні 2013 року для території Європи, всієї України та центру і заходу України. В дослідженні показано, що отримана кількість опадів за обраною конфігурацією чисельної моделі WRF є достатньо наближеною до виміряної кількості опадів, і тому апробована конфігурація моделі може бути використана для дослідження інтенсивних процесів снігопаду в Україні
Було проаналізовано процеси атмосферної циркуляції, мезомасштабні умови та мікрофізичні процеси формування хмар та опадів, що асоціюються з утворенням інтенсивних опадів зі зміною фази в районі Антарктичного півострова. На основі аналізу 3D візуалізації розподілу крапель та кристалів було визначено наявність осередків дощу вздовж західного узбережжя Антарктичного півострова, навіть впродовж зимової циклонічної події, а також взаємне розташування кристалів снігу, льоду та крапель різного розміру в регіоні Антарктичного півострова під час моментів настання інтенсивних опадів на західному узбережжі півострова.
Обрано та розраховано кліматичні індекси і параметри, що запропоновані ВМО, для уніфікації досліджень зміни клімату. Використання спеціальних кліматичних індексів забезпечує представлення зміни різних кліматичних характеристик від кількості днів з температурою нижчої за нуль, що асоціюється з наявністю чи відсутністю процесів танення криги; до безперервних періодів з/без суттєвих опадів, які асоціюються з накопиченням/абляцією маси льодовиків. Просторовий аналіз обраних індексів забезпечує можливість визначення регіональних особливостей клімату Антарктичного півострова, оскільки представляють не тільки часовий хід базового кліматичного параметру, а й зміну режиму температури, опадів чи хмарності.
Виявлено, що зміни розглянутих параметрів наприкінці століття за сценарієм RCP 4.5 переважно співставні зі змінами у середині століття за сценарієм RCP 8.5. Встановлено окремі субрегіони Антарктичного півострова з різними прогнозованими змінами кліматичних умов.
Отримані результати можуть бути використані для покращення прогнозу інтенсивних опадів, а отже планування безпечніших експедиційних місій та навігації у регіоні; для визначення мас-балансу льодовиків, формування поверхневого стоку та інших процесів в регіоні Антарктичного півострова, а також у помірних широтах, наприклад для випадків інтенсивних снігопадів в Україні. Результати дослідження можуть бути використані як база для досліджень у суміжних наукових галузях.
