Об истории модели переноса солнечного излучения в масштабах планеты - к 50-летию первой сферической модели радиационного поля Земли

Работа посвящается 55-летию ПЕРВОГО полета человека в космос 12 апреля 1961 года - это был гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин (09.03.1934 – 27.03.1968) и Главному Теоретику Космонавтики Мстиславу Всеволодовичу Келдышу (10.02.1911 – 24.06.1978) в год 105-летия со дня его рождения. Гагарин ПЕРВЫЙ увидел «голубую планету» из космоса. Разработка сферической модели радиационного поля Земли – это ответ на вызовы, связанные с покорением космоса и созданием стратегических систем космических исследований и наблюдений.
В 1966 году, 50 лет назад, в отделе «Кинетические уравнения» Отделения прикладной математики Математического института им. В.А.Стеклова АН СССР (б. ОПМ МИАН, н. ФИЦ ИПМ им. М.В. Келдыша РАН) Т.А.Сушкевич - представитель Московской научной школы, созданной профессором Е.С.Кузнецовым, разработала и реализовала глобальную многомерную сферическую 4d-модель переноса солнечного излучения в атмосфере Земли в сферической системе координат [1-3]. Никто в мире не превзошел эти результаты. На настоящем этапе предлагается сферическая 5d-модель для моделирования радиационного поля Земли в масштабе планеты на основе кинетического уравнения Больцмана и детерминированного подхода [4].
За обеспечение запуска первого искусственного спутника Земли (ИСЗ) и космического полета первого космонавта «Институт Келдыша» (ОПМ МИАН – Отделение прикладной математики Математического Института им. В.А. Стеклова Академии наук СССР) был награжден Орденом Ленина. ОПМ МИАН с момента его создания М.В. Келдышем в 1953 году и переименования (с 1966 года Институт прикладной математики Академии наук СССР, с 1978 года Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Академии наук СССР, с 1991 года Институт прикладной математики им. М.В Келдыша Российской академии наук) всегда открыто называли и называют «Институт Келдыша». С 2016 года это Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук» - Keldysh Institute of Applied Mathematics of Russian Academy of Sciences (KIAM RAS). Эта работа – дань памяти трижды Героя Социалистического Труда, академика с 1946 г., Президента Академии наук СССР в 1961-1976 гг. математика, Мстислава Всеволодовича Келдыша, который ещё в 1955 году как государственный деятель дал ответ на вопрос «Зачем нужен космос?»: наблюдение Земли и разведка. За прошедшие более 60 лет человечество уже не мыслит жизни без космоса, но указанные М.В. Келдышем задачи и ныне не только актуальны, а по факту «кто господствует в космосе, тот правит миром».
До середины 90-х годов открытых публикаций было немного, но было много докладов на разных научных конференциях и семинарах. Наши успехи в большой степени определены тем, что работы проводились в «Институте Келдыша» - мировом лидере по прикладной математике, где был огромный опыт численного решения больших задач и где были большие ЭВМ! Без больших ЭВМ подобные большие задачи, требующие большие ресурсы ЭВМ и трудоемкости нельзя было решать с должной точностью расчетов для наиболее реалистичных и адекватных характерных оптико-метеорологических моделей системы «атмосфера – земная поверхность».
«Парижское соглашение» по климату, принятое 12 декабря 2015 года, фактически определило Повестку дня и приоритетные вызову человечеству до 2030 года. Для объективной оценки радиационного форсинга на климат требуется «сценарный» подход на основе глобальной сферической модели. Новые перспективные возможности математического моделирования атмосферной радиации Земли в масштабах планеты связаны с качественными изменениями информационных технологий, обусловленными внедрением высокопроизводительных вычислительных систем, и разработкой математического обеспечения для широкой области приложений на суперкомпьютерах с распараллеливанием вычислений.

Исследование поддержано Российским фондом фундаментальных исследований (проекты № 15-01-00783, № 14-01-00197).