|
Краткий обзор научной деятельности
Г.С.
Голицын родился 23 января 1935 г. в Москве. Он является доктором
физико-математических наук (с 1971 г.), профессором (с 1981 г.),
членом-корреспондентом АН СССР (с 1979 г.), академиком (с 1987 г.). С января
1990 г. по настоящее время - директор Института физики атмосферы им.
А.М.Обухова РАН, в котором работает с начала 1958 г.
В 1988 г. был избран членом Президиума АН СССР, в 1992 и 1996
гг. избирался членом Президиума РАН. В 1999 г. был избран членом Академии наук
Европы. В 1990 г. получил премию АН СССР имени А.А.Фридмана за выдающиеся
работы по динамической метеорологии. В 1996 г. ему была присуждена Демидовская
премия за выдающиеся достижения в области наук о Земле. В ноябре 2004 г. за
заслуги в области наук об океане, атмосфере и климате Г.С.Голицыну присуждена
медаль Альфреда Вегенера, высшая награда Европейского союза наук о Земле.
Г.С.Голицын автор свыше 200 научных трудов, в том числе 5
монографий, 4 из которых переведены на иностранные языки. В 1981-86 и 1991-96
гг. он являлся членом Объединённого научного комитета, управляющего Всемирной
программой исследований климата, в 1992-1997 гг. он – председатель Совета
Международного института прикладного системного анализа (Австрия). Г.С.Голицын
- председатель Совета РАН по теории климата, главный редактор журнала Известия
РАН. Физика атмосферы и океана. Также он является членом редколлегий Докладов
РАН, Вестника РАН. На протяжении ряда лет он член редколлегии иностранных
журналов: Теллус (1976-1986), Икарус (1973-1989), Динамика атмосферы и океана
(1990-2004), Геофизическая и астрофизическая динамика жидкости (1996-н/вр). В
1994-2003 гг. он член Совета Российского гуманитарного научного фонда, а с 2004
г. – Совета Российского фонда фундаментальных исследований и член его бюро,
отвечая за науки о Земле, 1992-2004 г. – член Комитета по Государственным
премиям РФ.
В четырёх разделах наук Г.С.Голицын является признанным
авторитетом. В начале 1970-х годов он опубликовал серию работ по общей
циркуляции в атмосферах планет. Путём анализа уравнений динамики с учётом
расстояний до Солнца, размера и скорости вращения планеты, состава её
атмосферы, были найдены параметры подобия, определяющие режимы циркуляции. Для
планет земной группы (Земля, Венера, Марс, к которым был позднее присоединён
Титан, спутник Сатурна, с атмосферой на порядок более мощной земной) были
оценены скорости ветра и разности температур их вызывающие. Найденные величины
были позднее подтверждены прямыми измерениями на Венере и Марсе и численными
экспериментами для Титана, проведёнными во Франции.
Результаты о ветре для Венеры и Марса использовались в ОКБ им.
Лавочкина при проектировании посадочных модулей советских автоматических
межпланетных станций серий “Венера” и “Марс”. Для Земли эта теория впервые
позволила объяснить, почему у нас в среднем по атмосфере ветер порядка 15 м/с,
а не существенно больше, или меньше.
Тогда же Голицын развил представления о глобальных пыльных бурях
на Марсе (одновременно с учёными США). Во время таких бурь пыль в атмосфере
поглощает существенную долю солнечной радиации. При этом атмосфера нагревается,
а поверхность планеты охлаждается из-за недостатка этой радиации. Всё это
направление исследований подытожено в монографии “Г.С.Голицын. Введение в
динамику планетных атмосфер”. Книга переведена в качестве рабочего документа
Национального управления по аэронавтике и космическим исследованиям США.
В начале 1980-х годов резко обострилась международная
обстановка. Учёные разных стран проявили обеспокоенность возможными
последствиями ядерной войны. Весной 1983 г. в СССР был создан Комитет советских
учёных за мир, против ядерной угрозы, одним из заместителей председателя
которого стал Г.С.Голицын. В мае 1983 г. проходила первая сессия этого
комитета. Один из докладов был посвящён климатическим последствиям ядерной
войны, с которым выступил Голицын. Из-за большого количества дыма в атмосфере
вследствие пожаров были оценены эффекты нагрева атмосферы вследствие поглощения
солнечной радиации и похолодания поверхности из-за недостатка радиации;
уменьшится испарение и, как следствие, осадки; изменится режим циркуляции и
т.д. Подробное изложение этих результатов вместе с описанием работы упомянутого
Комитета было опубликовано в сентябрьском номере Вестника АН СССР, на месяц
раньше статьи Турко, Туна, Аккермана, Поллака и Сагана, в которой был введён
термин “ядерная зима”: журнал Сайенс от 31 октября 1983г.
В течение 1984-1990 г.г. под его руководством усилиями ряда
организаций была проведена большая серия экспериментов по количественному
изучению выхода дыма при различных режимах горения самых разнообразных
материалов, по определению оптических и микрофизических характеристик дымовых
частиц, измерению поглощения и рассеяния на них солнечного и теплового
излучения в диапазоне 0.3-20 микрон. Эти результаты описаны в монографии
“Глобальные климатические катастрофы”. Л.: Гидрометеоиздат, 1986, со-авторы
М.И.Будыко и Ю.А.Израэль, переведённой на английский и японские языки. Описанию
экспериментов по свойствам дыма посвящён специальный выпуск журнала “Известия
АН СССР. Физика атмосферы и океана.
В 1987-1988 г.г. Голицын был одним из 12 экспертов,
подготовивших для ООН доклад “Климатические и другие последствия
крупномасштабной ядерной войны”. На основе этого доклада
XXV сессия
Генеральной ассамблеи ООН в декабре 1988 г. приняла специальную резолюцию о
недопустимости ядерной войны и распространила доклад правительствам всех стран,
членов ООН.
С середины 1970-х годов Голицын начал исследования конвекции,
движения жидкости в поле силы тяжести, вызываемого неоднородным нагревом. Им
был определён к.п.д. слоя жидкости, какая доля подводимого тепла превращается в
скорость генерации кинетической энергии, получено выражение для скорости
движений, теплопередачи, в том числе для очень вязкой жидкости. Были поставлены
многочисленные лабораторные эксперименты по проверке теоретических результатов.
Всё это использовалось для параметризаций обмена импульсом, теплом и водяным
паром между атмосферой и океаном, а в вязком пределе – для оценки скоростей
литосферных плит под влиянием конвекции в мантии Земли. Результаты описаны в
его монографии. Предложенные параметризации обмена при слабых ветрах с успехом
применялись в начале 1990-х годов в Европейском центре среднесрочных прогнозов
погоды.
В 1980-х г.г. теоретические и экспериментальные исследования
конвекции были продолжены с включением эффектов вращения, которое играет
определяющую роль для приложений к атмосфере и океану. Опыты, начатые в
Институте физики атмосферы, были с конца 1980-х продолжены в США, Германии и
других странах. Тогда же там началось численное изучение конвекции вращающейся
жидкости. Результаты советских работ описаны в обзоре. Эти работы послужили
основанием для разработки теории движений в жидком ядре Земли, где генерируется
геомагнитное поле для параметризации глубокой конвекции в океане,
осуществляющей его вентиляцию. Последнее сделано в основном в США.
В
середине 1990-х годов Голицын на основе своих исследований смог впервые
объяснить почему энергия тропических ураганов достигает
 Джоулей, а небольшие полярные ураганы имеют энергии на
полтора порядка меньше, хотя и там ветер достигает 30-40 м/с.
В
последнее время Голицын разрабатывает общий подход к описанию статистики и
энергетики природных процессов и явлений, в том числе катастрофического
характера. Основная идея – воздействие на систему случайных сил, время
корреляции которых много меньше времени реакции системы. Теория случайных
процессов со стационарными приращениями позволяет оценить энергетические
спектры процессов, т.е. как часто в рассматриваемой системе можно ожидать
события того или иного масштаба. На этом пути методически по-новому объясняются
основные результаты теории мелкомасштабной турбулентности Колмогорова-Обухова,
универсальная часть спектра морского волнения, полученная В.Е.Захаровым в 1966
г. на основе кинетического уравнения, закон повторяемости землетрясений, для
которого найдено, что определяет общий уровень сейсмичности, объяснены
эмпирические законы повторяемости для волн цунами и извержений вулканов.
Объяснена статистическая структура рельефа земной поверхности, где также
показано, почему тектонические процессы имеют временные масштабы во много
миллионов лет. Развиваемый подход подводит единую физико-математическую
основу для описания широкого круга природных процессов и явлений. Практическая
важность этого особенно актуальна в связи с глобальными изменениями природной
среды и климата, когда нужно уметь оценивать усиливающиеся риски
катастрофических явлений, знать частоту их появлений. |
