Mathematical modeling of regional environmental problems

Authors

  • Marchuk G.I. Institute of Numerical Mathematics, Russian Academy of Science, Moscow, Russian Federation
  • Aloyan A.E. Institute of Numerical Mathematics, Russian Academy of Science, Moscow, Russian Federation

UDC

575 : 636.082.22 : 639.3

Abstract

The work gives a brief description of the structure of mathematical models presenting the dynamics of meso-scale and regional atmosphere processes and transport of multi-component gas admixtures and aerosols considering their transformation. The processes of photochemical transformation and aerosols formation by nucleation, condensation, evaporation and coagulation have been taken into consideration. The optimization problem dealing with the control over sources intensity has been solved, and the results of numerical experiments for different regions demonstrating some possibilities of mathematical models for solving the problems of ecological forecasting have been obtained.

Funding information

Работа выполнена при поддержке РФФИ (03-05-64484), РФФИ р2003юг (03-01-96519, 03-01-96587, 03-01-96546), МНТЦ (1908).

Author info

  • Guriy I. Marchuk

    академик РАН, д-р физ.-мат. наук, Институт вычислительной математики РАН, советник Президиума РАН

  • Artash E. Aloyan

    д-р физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики РАН

References

  1. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. 319 с.
  2. Алоян А.Е., Бажин Н.М., Пененко В.В., Скубневская Г.И. Численное моделирование фотохимического окисления метана в атмосфере промышленных регионов. Препринт 772. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1987.
  3. Aloyan A.E., Arutyunyan V.O., Marchuk G.I. Dynamics of mesoscale boundary atmospheric layer and impurity spreading with the photochemical transformation allowed for // Russ. J. Num. Anal. Math. Modelling. 1995. Vol. 10. P. 93-114.
  4. Aloyan A.E., Marchuk G.I., Lushnikov A.A., Zagainov V.A., Makarenko S.V. Mathematical modelling of the atmospheric aerosol transfer with coagulation taken into account // Russ. J. Num. Analys. Mathem. Modelling. 1993. Vol. 8. No 1. P. 17-30.
  5. Aloyan A.E., Egorov V.D., Marchuk G.I., Piskunov V.N. Aerosol formation mathematical modelling with consideration for condensation kinetics // Russ. J. Num. Analys. Mathem. Modelling. 1992. Vol. 7. No 7. P. 457-471.
  6. Aloyan A.E., Arutyunyan V.O., Lushnikov A.A., Zagainov V.A. Transport of coagulating aerosol in the atmosphere // J. Aerosol. Sci. 1997. Vol. 28. No 1. P. 67-85.
  7. Алоян А.Е. Динамика и кинетика газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. М.: ИВМ РАН, 2002.
  8. Aloyan A.E. Numerical modeling of the interaction of gas species and aerosols in the atmospheric dispersive systems // Russ. J. Num. Analys. Mathem. Modelling. 2000. Vol. 15. No 3-4. P. 211-224.
  9. Aloyan A.E., Arutyunyan V., Haymet A.D., He J.W., Kuznetsov Y., Lubertino G. Air quality modeling for Houston-Galveston-Brazoria area // Environment International. 2003. Vol. 29. No 2-3. P. 377-383.
  10. Алоян А.Е., Арутюнян В.О., Кузнецов Ю.А., Хи Д. Моделирование регионального переноса газовых примесей в атмосфере с учетом фотохимической трансформации // Изв. РАН: ФАО (в печати).
  11. Kulmala M., Laaksonen A. Pirjola Parameterization for sulfuric acid/water nucleation rates // J. Geophys. Res. 1998. No 103. P. 8301-8307.
  12. Vehkamaki H., Kulmala M., Napari I., Lehtinen KEJ., Timmreck C., Noppel M., Laaksonen A. An improved parameterization for sulfuric acid-water nucleation rates for tropospheric and stratospheric conditions // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107. No D22. P. 4622.
  13. Голубев А.И., Пискунов В.Н., Повышев В.М. Моделирование кинетических процессов объемной конденсации // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Теоретическая и прикладная физика. 1991. Вып. 2. С. 3-9.
  14. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980. 535 с.
  15. Марчук Г.И., Алоян А.Е. Математическое моделирование в задачах экологии. Препринт 234. М.: ОВМ АН СССР, 1989. 36 с.
  16. Марчук Г.И., Алоян А.Е. Глобальный перенос примеси в атмосфере // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1995. Т. 31. № 5.
  17. Балацкий О.Ф. Экономика чистого воздуха. Киев: Наукова думка, 1979.
  18. Кюнци Г.П., Крелли В. Нелинейное программирование. М., 1965.
  19. Зельдович Я.Б. К теории образования новой фазы. Кавитация // ЖЭТФ. 1942. Т. 12. Вып. 11. С. 525-538.

Downloads

Download data is not yet available.

Downloads

Issue

No. 1 (2004)

Pages

88-100

Section

Ecology

Dates

Submitted

December 14, 2003

Accepted

December 30, 2003

Published

March 30, 2004

How to Cite

[1]
Marchuk, G.I., Aloyan, A.E., Mathematical modeling of regional environmental problems. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2004, № 1, pp. 88–100.

License

Copyright (c) 2004 Марчук Г.И., Алоян А.Е.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.