Створений гідрологічний модуль для Європейської СППР у випадку радіаційних аварій «RODOS», який розроблявся за завданням Департаменту радіаційного захисту Комісії Європейських Співтовариств разом з понад 20-ма інститутами західноєвропейських країн.
Створені новітні СППР, які використані для реінжинірингу Європейської СППР «RODOS» («JRODOS»). Розроблені нові алгоритми засвоєння даних моніторингу в прогностичних математичних моделях та новітні СППР, які використані у водних системах СППР «RODOS» на основі інтеграції в систему моделі «POSEIDON» і дозволили значно підвищити ефективність розрахунків та точність моделювання навколишнього середовища; проведене тестування гідромодуля на прикладі басейну р. Вісла. Створена регіональна підсистема обробки даних екологічного моніторингу та прогнозування стану басейну річки Дніпро (впроваджена в Міністерстві надзвичайних ситуацій). Розроблена програма розрахунків атмосферного перенесення внаслідок викидів від українських АЕС на основі удосконалення системи метеорологічного прогнозування «ММ5-ІПММС» за рахунок асиміляції даних вимірювань. Розроблена прототипна програмна система підтримки прийняття рішень на основі нової математичної моделі розповсюдження нафти при аварійних викидах у море. Проведене моделювання поведінки укриття «Арка» в критичних умовах, за результатами якого внесені зміни в конструкцію укриття ЧАЕС. Створені системи прогнозування погоди «ММ5-ІПММС»та «WRF-Україна» над територією України, створений статистичний пост-процесор обробки даних з використанням нейромереж для підвищення точності прогнозів приземної температури. Розроблені нові чисельні моделі двовимірної гідроекодинаміки, на основі яких виконана оцінка трансграничних впливів каналу Дунай-Чорне море. Удосконалені існуючі та створені нові підсистеми системи моніторингу Держводгоспу для обробки даних моніторингу і прогнозування наслідків забруднення та змін екологічного стану водних ресурсів, що проводиться регіональними лабораторіями басейнів річок Причорномор’я, Тиси та Дунаю із спеціалізованим впровадженням ГІС-засобів візуалізації. На основі використання технології 3DVAR розроблені методи засвоєння даних моніторингу в системах прогнозування погоди та річкового стоку для СППР з реагування на катастрофічні повені. Удосконалені математичні моделі транспорту радіонуклідів, на основі яких проведений аналіз впливу розмивів донних намулів при будівництві проектованої кільцевої дороги через Київське водосховище на радіаційне забруднення води біля м. Києва. Створена технологія оперативного чисельного прогнозування метеополів в Україні з деталізацією для регіону Південно-Української (ПУ) АЕС, яка створює в реальному часі метеорологічні умови для регіону ПУ АЕС, на основі яких буде проводитись оперативне прогнозування температури води на водозаборі ПУ АЕС в Ташлицькому водосховищі. Розроблена методологія довготермінового моделювання розподіленої гідрологічної моделі підводозборів басейну Дніпра за результатами даунскейлінгу метеорологічних сценаріїв; розроблені моделі прогнозування довгострокового екологічного режиму Дніпро-Бузького лиману. Для систем високопродуктивних обчислень розроблені паралельні коди обчислювальних моделей прогнозування наслідків надзвичайних ситуацій у прибережних морських акваторіях з впровадженням для Одеської затоки Чорного моря. Розроблені грід-технології об’єднання каскадів математичних моделей гідрометеорологічних явищ і моделей переносу забруднень у навколишньому середовищі на прикладі моделей системи реагування на радіаційні аварії з впровадженням для регіону Рівненської АЕС. Розроблена програмна система чисельного моделювання і прогнозування зон паводкових затоплень у районі м. Києва, яка впроваджена в Українському Гідрометцентрі МНС України. Проведений вибір IPCC/(GCM)-сценаріїв для деталізації кліматичних змін у Карпатському регіоні з використанням чисельної метеорологічної моделі WRF-Україна і розроблена методологія її поєднання з розподіленою гідрологічною моделлю. Створена паралельна версія негідростатичної моделі та чисельно досліджені механізми трансформації внутрішніх хвиль на підводних укосах, показана можливість існування нового сценарію перекидання хвиль великої амплітуди на укосі, коли зсувна нестійкість є основним механізмом трансформації хвилі. Розроблені автоматизована технологія, спеціалізовані ГІС-додатки обробки картографічних матеріалів та Класифікатор умовних знаків об’єктів лісовпорядкування і програмні засоби його використання для систем автоматизації формування картографічних матеріалів об’єктів лісовпорядкування. Проведене прогнозування радіаційного забруднення повітря та морського середовища в районі АЕС «Фукусіма-1» після аварії на основі математичного моделювання з використанням ланцюга моделей розрахунку метеорологічних полів, атмосферного переносу радіонуклідів, тривимірної гідродинаміки та переносу радіонуклідів у прибережній зоні, динаміки забруднення морських організмів внаслідок атмосферних випадів на поверхню моря та прямих скидів з АЕС в прибережну зону. Проведене порівняння прогнозів динаміки концентрації цезію-137 з даними вимірів показало високу прогностичну якість результатів моделювання. Роботи ІПММС НАНУ з моделювання наслідків аварії на АЕС «Фукусіма-1» високо оцінені МАГАТЕ та Продовольчою організацією ООН (FAO). На основі об’єднання розпаралелених числових моделей хвиль, двовимірних течій, транспорту наносів переформування прибережної зони моря розроблена грід-технологія оперативних розрахунків штормових умов у прибережній зоні акваторії Чорного моря та стану прибережної зони при техногенних впливах. Результати впроваджені в Російській Федерації при проектуванні берегозахисту для Олімпійського парку «Сочі-2014». Для задачі прогнозування впливу змін клімату на водний режим басейнуДніпрапроведене тестування за історичними даними моделей гідрологічних процесів на підводозборах басейну та моделі режиму Дніпро-Бузького лиману. Побудована тривимірна модель Чорного моря на основі чисельної моделі на неструктурованих сітках SELFE, яка містить детальний опис Дніпро-Бузького лиману, та проведені розрахунки режиму моря і лиману. Розроблена сучасна система числового прогнозування зон затоплень при повенях, що базується на числовому розв’язанні рівнянь мілкої води на неструктурованих трикутних сітках. Модель калібрована і тестована для акваторій Київського водосховища, річки Дніпро біля м.Київ,річки Дністер біля м. Могилів-Подільський і річки Десна біля м.Чернігів. Розроблені на основі моделі програмні системи прогнозування зон затоплень зі зручними ГІС-інтерфейсами впроваджені в Українському Гідрометцентрі МНС України.
Розроблена технологія деталізації даних моделей глобальної циркуляції з використанням регіональних метеорологічних та розподілених гідрологічних моделей для прогнозування в Карпатському регіоні ймовірності катастрофічних опадів і паводків для різних сценаріїв кліматичних змін. Результати отримали високу оцінку на тематичних семінарах в Інституті водних ресурсів, США, NASA (космічному агенстві США), NOAA (гідрометеорологічному агенстві США). Після обговорення в Державному департаменті США ці роботи включені американською стороною в пріоритети наукового співробітництва США з Україною.
Удосконалена чисельна гідродинамічна двовимірна модель, розроблена в ІПММС НАНУ і застосована для розв’язання задач прогнозування зон затоплень, зокрема, в системі Дніпровських водосховищ та на інших річках України під час весняних повеней, а також морських прибережних територій під дією припливів та вітрових нагонів. Проведений розрахунок наслідків прориву греблі Київської ГЕС в умовах катастрофічної повені 1931-го року, що стало можливим завдяки вдосконаленню даної моделі. Впроваджені сучасні моделі прогнозування паводків і прогнозування переносу радіонуклідів у басейні річки Прип'яті для різних сценаріїв потенційних аварійних ситуацій на Рівненській АЕС, розташованої на березі річки Стир. Розроблені грід-технології та нові програмні продукти для реалізації каскаду метеорологічних і гідрологічних моделей, проведені сценарні розрахунки формування та розповсюдження повеней на водозборах України з урахуванням кліматичних змін. Розроблені та програмно реалізовані високопродуктивні паралельні алгоритми моделювання розповсюдження забруднень в атмосферному і водномусередовищах. Результати робіт використовуються МНС України, УкрГМЦ,Мінекології України та Агентством водного господарства України. Вперше за допомогою математичних моделей Чорного моря та системи Турецьких проток отримані оцінки змін гідрологічного режиму Чорного моря і його рівня згідно зі сценарієм змін клімату. Визначені потенційні зони затоплень у заплаві р. Дніпро – м.Київ і в заплаві р. Дністер - м. Могилів-Подільський в умовах кліматичних змін. Розроблені моделі формування льодового покриву для антарктичних морів на основі чисельної тривимірної моделі гідротермодинаміки шельфових морів. Описані процеси формування голчастого льоду та виділення розсолу. Створена алгоритмічна прототипна версія комп’ютерної системи прогнозування радіоактивного забруднення р.Стир на основі каскаду моделей атмосферного розповсюдження радіонуклідів, дощових опадів-стоку та переносу радіонуклідів у річкових системах. Розроблені програмні засоби для коригування (внесення змін) в базі географічних даних лісового фонду України. Вперше розроблена інтегрована автоматизована система прогнозу метеорологічних умов та атмосферного розповсюдження радіонуклідів для використання в системах підтримки прийняття рішень реального часу при аваріях на атомних електростанціях. Розроблені грід-технології реалізації каскаду метеорологічних та гідрологічних моделей для проведення сценарних розрахунків формування і розповсюдження повеней на водозборах України з урахуванням кліматичних змін та розповсюдження забруднень в умовах міської місцевості. За допомогою камерної моделі переносу радіонуклідів у морському середовищі, POSEIDON-R, розробленої за участю ІПММС НАНУ, вперше були проведені прогнозні розрахунки стану морського середовища внаслідок аварії на АЕС «Фукусіма-1» до 2040 року, які показали, що концентрація цезію-137 у рибі й молюсках досягне свого попереднього значення у 2015-2017 роках. Отримані оцінки кліматичних змін у характеристиках екстремальних опадів в Українських Карпатах, зокрема у Карпатській зоні басейну Дністра, за допомогою методу статистичного даунскейлінгу. Показано, що у найближчі 30 років повторюваність 100-річних опадів збільшиться майже вдвічі, а значення добових сум опадів, що відповідає 100-річній повторюваності, збільшиться на 10%. Побудована нова чисельна модель циркуляції та якості води у Дністровському лимані. У процесі дослідження внутрішніх хвиль в океані таїх впливу на підводні споруди і платформи вперше виявлена неповна автомодельність динаміки поодиноких хвиль другої моди при великих числах Рейнольдса. Описаний істотно новий механізм генерації брізерів при взаємодії хвилі другої моди з різкими змінами топографії дна. Розроблена чисельна прогностична система для розрахунку течій, температури, солоності, товщини льоду, концентрації льоду та швидкості льодового покриву, яка адаптована для шельфу Антарктичного півострова і західної частини моря Белінсгаузена. Практичнезастосуваннярозробленої системи дозволить оптимізувати оперативно-дослідницькі роботи на станції «Академік Вернадський». Вперше проведені розрахунки режиму дельти Дунаю на основі розподіленої моделі водозбору за даунскейлінгом сценаріїв кліматичних змін 21 сторіччя. Дані оцінки кліматичних змін у характеристиках екстремальних опадів в українських Карпатах, зокрема у Карпатській зоні басейну Дунаю. Наведені оцінки впливу кліматичних змін на стан дельти Дунаю. Розроблені нові моделі розповсюдження радіоактивності у морському середовищі, включно з моделлю переносу активності через харчові ланцюжки з донних покладів. Моделі були верифіковані на даних аварії на АЕС «Фукусіма 2» у рамках проекту МАГАТЕ «Modaria». Створені нові автоматизовані алгоритми ідентифікації обсягів атмосферних викидів при аваріях на атомних станціях на підставі засвоєння даних вимірювань, включаючи вимірювання потужності дози. Розроблені моделі та алгоритми імплементовані у систему підтримки рішень при ядерних аваріях RODOS, яка розвивається за підтримки Євросоюзу, та у 2013-2015 рр. впроваджена в Україні.
Розроблені методи ідентифікації обсягів викидів багатокомпонентних забруднень від точкових та площинних джерел. Вперше отримані кількісні оцінки обсягів викидів радіоактивних забруднень від усієї території колишнього уранового виробництва у м.Дніпродзержинськ.
Удосконалений розроблений авторами ланцюжок моделей Азовське море-Керченська протока-Чорне море–Босфор-Мармурове море-Дарданелли. Зібрані та проаналізовані вхідні дані за 1960-2010 рр. Вперше проведений розрахунок рівня моря, температури і солоності для періоду 1960-2010 рр. для перевірки та калібрації параметрів модельного ланцюжка. Розроблена нова модель донного ланцюжка живлення в моделі Посейдон для опису міграції радіонуклідів із забруднених донних намулів у морські організми. Вперше проведений розрахунок накопичення 137Сs у рибі після аварії на АЕС «Фукусіма» з урахуванням донного ланцюжка живлення. Порівняння отриманих значень концентрації 137Сs у рибі з даними вимірювань підтвердило адекватність моделі. Розроблена модель може бути використана для довгострокового прогнозування розповсюдження радіації у Чорному морі, в басейні річок якого діють 37 блоків АЕС, та оцінки дози опромінення населення за рахунок споживання морепродуктів.
Розроблені нові математичні моделі для аналізу та прогнозування розповсюдження адіоактивності у навколишньому середовищі, в тому числі чисельна модель міграції радіонуклідів у багатофракційних донних відкладеннях. Створені відповідні технічні засоби інтеграції моделей в інформаційних системах підтримки рішень з екологічної безпеки. Проведений розрахунок радіоактивного забруднення Чорного і Балтійського морів після Чорнобильської аварії та Тихого океану після аварії на АЕС «Фукусіма».
Для систем підтримки прийняття рішень з ліквідації наслідків забруднень у прибережних зонах морів розроблена нова модель донного ланцюжка живлення в камерній моделі POSEIDON для опису міграції радіонуклідів із забруднених донних відкладень у морські організми. Здійснена інтеграція моделі POSEIDON в Європейську систему з ядерного аварійного реагування RODOS.
Вперше за допомогою розробленого ланцюжка моделей Азовське море - Керченська протока - Чорне море – Босфор - Мармурове море - Дарданелли проведений розрахунок змін рівня, температури, солоності у Чорному та Азовському морях згідно сценаріїв змін клімату у ХХІ столітті, дані оцінки їх впливу на навколишнє природне середовище.
Автоматизовані розрахунки зон уражень унаслідок викидів небезпечних речовин у повітряне середовище, що виконуються із використанням скринінгових методик у пілотній версії програмно-моделюючої системи оперативного прогнозу та аналізу забруднення повітряного середовища України (система «Повітря»). Розроблений ланцюг моделей атмосферного перенесення хімічних забруднень на сотні км від місця викиду з урахуванням хімічних трансформацій.
Розроблені нові методи ідентифікації невідомих джерел атмосферних викидів в регіональному масштабі на підставі розв'язання спряжених рівнянь моделі атмосферного перенесення на далекі відстані. Здійснено впровадження розроблених методів ідентифікації невідомих джерел викидів у системі ядерного аварійного реагування Євросоюзу РОДОС. На основі розроблених в інституті методів ідентифікації невідомих джерел атмосферних викидів та системи РОДОС проведена ідентифікація можливих джерел потрапляння рутенію в атмосферу, що був зафіксований на території Європи та Росії у вересні-жовтні 2017 р. Підготовлені аналітичні матеріали для Державної інспекції ядерного регулювання України (ДІЯРУ), які були використані ДІЯРУ в офіційному прес-релізі від 17 листопада 2017 р. з приводу фіксації рутенію. Опублікована розрахована карта можливих джерел походження рутенію (дата публікації 11 жовтня 2017 р.), яка згодом була підтверджена аналогічними матеріалами Французького інституту ядерної безпеки IRSN, опублікованими майже через місяць (9 листопада 2017 р.). Розроблені нові теоретичні моделі міграції радіонуклідів у морському середовищі, які були використані для довгострокового прогнозування забруднення океану після аварії на АЕС Фукусіма. Проведені розрахунки та верифікація моделей на даних спостережень у Тихому океані після аварії на АЕС Фукусіма та у Чорному і Балтійському морях після Чорнобильської аварії. Результати досліджень можуть бути використані для довгострокового прогнозування радіоактивного забруднення морського середовища. Розроблена гідродинамічна модель атмосферного перенесення забруднень на неструктурованих сітках із урахуванням впливу міської забудови, придатна для оцінки просторового розподілу атмосферних забруднень у масштабах міста (~10 км)та деталізована до масштабів окремих будинків і вулиць (~10 м) у найбільш небезпечних місцях. Проведена успішна верифікація моделі на підставі порівняння з даними натурних та лабораторних експериментів. Розроблена інформаційна веб-технологія, яка дозволяє прогнозувати метеорологічні умови по довільній території з високою роздільною здатністю, на основі адаптації сучасних метеорологічних моделей, технологій хмарних обчислень та веб-технологій для завдання вхідних даних, отримання й візуалізації результатів. Створена та встановлена для тестової експлуатації пілотна версія веб-системи прогнозування погоди на детальних сітках навколо довільної точки Земної кулі. Інформаційнусистемупідтримки рішень при аваріях на атомних електростанціяхРОДОС-Україна адаптовано та впроваджено для умов Чорнобильської зони відчуження (ЧЗВ) та для прогнозування наслідків пожеж у ЧЗВ. Результати розрахунків адаптованої до ЧЗВ системи РОДОС-Україна неодноразово використовувались в офіційних повідомленнях Державної інспекції ядерного регулювання України під час пожеж у ЧЗВ. Розроблена інформаційна технологія, яка дозволяє прогнозувати атмосферне розповсюдження забруднень внаслідок аварійних викидів у хмарній інфраструктурі на основі даних моделей чисельного прогнозу погоди та веб-технологій для задання вхідних даних, отримання й візуалізації результатів. Створена інформаційна технологія прогнозування погоди для сільського господарства на основі використання розрахунків мезомасштабної метеорологічної моделі WRF на детальних сітках, а також веб-технологій інтеграції і візуалізації результатів моделювання та вимірювань. Розроблена інформаційна технологія, яка дозволяє прогнозувати атмосферне розповсюдження забруднень у регіональних масштабах в умовах великих міст України внаслідок аварійних викидів. Розроблений та обґрунтований метод інтеграції у системі мікромасштабних гідродинамічних моделей розповсюдження забруднень в умовах міської забудови. Побудована й адаптована до моря Беллінсгаузена чисельна бароклинна модель циркуляції SCHISM з високою роздільною здатністю на шельфі. Виконанно порівняння результатів розрахунків та спостережень на станції «Ак. Вернадський». Розраховано циркуляціюі дивергенцію водних мас у період антарктичного літа та дано оцінки зон підйому й опускання вод на шельфі Антарктичного півострова. Удосконалені біогеохімічні моделі міграції радіонуклідів у донних відкладах. За допомогою вдосконалених моделей проведено моделювання розподілу радіонуклідів у європейських морях тавиділені однорідні області для аналізу даних спостережень, зібраних у рамках проекту.
У 2019 р. за допомогою методу полів-еталонів проведена класифікація розрахованих боксмоделлю POSEIDON рівнів радіоактивності в морях Європи та Далекого Сходу з метою об’єктивного виділення регіонів забруднення та осереднення даних вимірів в цих регіонах; проведені розрахунки забруднення 137Cs Чорного та Середземного морів у період 1945-2020 рр. за рахунок випробувань ядерної зброї та Чорнобильської аварії.
Досліджена просторово-часова мінливість температури, солоності, течій та льодового покрову моря Беллінсгаузена, шельфа Антарктичного півострова, виявлено їх причинно-наслідкові зв’язки з льодовими умовами та атмосферними процесами для прогнозування зон підйому, опускання вод і для оцінки зон підвищеної біологічної продуктивності і промислової значимості. Проведені розрахунки сезонних змін циркуляції, розподілу льоду та дивергенції водних мас.
Розроблена інформаційна технологія моделювання забруднень у великих містах на основі ланцюга моделей мезомасштабної метеорології та атмосферної дисперсії, а також використання методу спектральної релаксації для асиміляції даних вимірів, який дозволяє виконувати розрахунки за тривалий проміжок часу у неперервному режимі без повторної ініціалізації моделі. Проведені адаптація веб-сервіса прогнозування розповсюдження атмосферних забруднень для використання у хмарній інфраструктурі та його інтеграція у каталог сервісів Віртуального центру цифрової науки, що дозволяє використовувати розробку зокрема і для навчання студентів сучасним технологіям прогнозування довкілля.
Виконаний статистичний аналіз пожеж у Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ), обчислені ймовірнісні характеристики пожеж різної інтенсивності та сформульована задача щодо оцінки ризиків, пов’язаних із забрудненням довкілля внаслідок пожеж у ЧЗВ. Розроблено технічні рішення для вдосконалення веб-сервісу прогнозування забруднень унаслідок аварійних викидів в Україні. Розроблені та протестовані програмні засоби для автоматичного створення віртуальної машини у хмарній інфраструктурі. Налаштована модель перенесення для обчислення функції рецептор-джерело у хмарній інфраструктурі. Розроблені технології можуть бути впроваджені в Українському гідрометцентрі ДСНС України, а також використані для більш широкого кола дослідників, експертів із забруднення повітря.
Для розрахунків динаміки радіонуклідів у водоймі-охолоджувачі (ВО) ЧАЕС здійснено налаштування камерної моделі POSEIDON_R та тривимірної моделі переносу THREETOX, які дозволять отримати нові дані щодо концентрації радіонуклідів у ВО ЧАЕС та в Київському водосховищі. Налаштована двовимірна модель COASTOX для розрахунку переносу радіонуклідів на заплаві р. Прип'ять.Вперше проводяться деталізовані розрахунки зон затоплень прибережної забудови м.Києва під час повеней і сценаріїв руйнування греблі ГЕС. Побудована й адаптована до моря Беллінсгаузена та протоки Дрейка чисельна бароклінна модель циркуляції та льодового покрову з урахуванням припливних ефектів та з високою роздільною здатністю на шельфі (до 2 км), що дозволяє прогнозувати багатомасштабні процеси взаємодії антарктичної циркумполярної течії та шельфових вод, мінливість її циркуляції на часових масштабах від годин до двох тижнів. Розроблена модель відповідає світовому рівню та може буде використана для прогнозування стану моря Беллінсгаузена і протоки Дрейка для транспортних та дослідницьких потреб Української антарктичної експедиції і ст. «Академік Вернадський». Проведено моделювання-реконструкцію атмосферного перенесення і випадіння радіонуклідів після аварії на ЧАЕС на основі використання моделі атмосферного перенесення CALPUFF та мезомасштабної метеорологічної моделі WRF, доведена відповідність результатів моделювання вимірам. Отримані результати моделювання можуть використовуватись для аналізу та прогнозування доз для різних сценаріїв управління Чорнобильською зоною відчуження, а також для моделювання динаміки забруднень у морських і річкових системах, утворених унаслідок атмосферних випадінь після аварії на ЧАЕС. Розроблений новий підхід до моделюваннята прогнозування накопичення радіонуклідів у рибі з урахуванням неоднорідності розподілу забруднень в організмі та залежності швидкості обмінних процесів від маси риби. Побудований новий алгоритм розрахунків у чисельній лагранжевій моделі переносу забруднень у воді, намулах та в ланцюжках живлення в морських екосистемах, який дозволив вести розрахунки переносу забруднень у різних середовищах виключно лагранжевими методами. Розроблені методи моделювання можуть бути впроваджені у Міністерстві екології, ДСНС, Українському гідрометцентрі та Державній інспекції ядерного регулювання України, а також використані широким колом експертів та дослідників для детального аналізу розподілу забруднень у повітряному та водному середовищі України при аварійних ситуаціях. Проведено методами математичного моделювання та параметризації процесів дослідження трансформації водних мас із різною густиною та їх вплив на перемішування в Світовому океані методами математичного моделювання та параметризації цих процесів. Встановлені нові залежності дисипації енергії хвиль при трансформації на континентальному схилі від характеристик внутрішніх хвиль, стратифікації та рельєфу. Це стало інструментом для побудови зональних карт режимів трансформації внутрішніх хвиль для прибережних і шельфових зон із областями інтенсивного перемішування на шельфі, а також виявлення нових явищ, що відбуваються при трансформації гравітаційних течій на шельфі Антарктичного півострова.
Здійснено моделювання атмосферного розповсюдження радіонуклідів при пожежах у Чорнобильській зоні відчуження. Оцінені максимальні концентрації, викликані пожежами у населених пунктах України.
Проведено довгострокове 10-ти річне моделювання розповсюдження радіонукліда 3H внаслідок постійного витоку з Фукусімської АЕС. Досліджувалася концентрація 3H в поверхневих водах південної частини Тихого океану з метою оцінки можливої рециркуляції забруднення і повернення до південної частини течії Курошіо. Показано, що період рециркуляції складає близько 8-10 років. Удосконалені математичні моделі розповсюдження забруднень в атмосферному середовищі,поверхневих водах і довкіллі. Моделі можуть бути використані у системах прогнозування навколишнього середовища, а також для оцінки впливу на довкілля екологічно небезпечних видів діяльності людини та мінімізації відповідних ризиків. Розроблені та протестовані програмні засоби для автоматичного встановлення моделей атмосферного перенесення на віртуальній машині, створеній у хмарній інфраструктурі, після запиту користувача на розрахунок. Адаптований для розрахунків у хмарній інфраструктурі модуль мінімізації функції якості. Створені нові методи моделювання динаміки забруднень в атмосферному і морському середовищі. Досліджені характеристики джерел викидів радіоактивності під час пожеж у Чорнобильській зоні відчуження методами оберненого моделювання, проведена реконструкція забруднення Чорного моря радіонуклідами з використанням асиміляції даних вимірювань у чисельну модель переносу. Побудована й адаптована до моря Беллінсгаузена та протоки Дрейка чисельна бароклінна модель циркуляції та льодового покрову, яка дозволяє опис багатомасштабних процесів взаємодії антарктичної циркумполярної течії з шельфовими льодовиками, шельфовими водами та сезонної мінливості циркуляції. Оцінений за допомогою моделі POSEIDON-R радіологічний вплив на людину і водну біоту в результаті запланованого викиду в Тихий океан забрудненої води, що зберігається в резервуарах поблизу АЕС Фукусіма-Даічі. Прогнозована концентрація активності в морських продуктах у майбутньому не перевищуватиме ліміт безпеки харчових продуктів у Японії.
Удосконалена камерна модель POSEIDON-R, яка дає можливість опису переносу великої кількості радіонуклідів у морському середовищі та процесів їхнього засвоєння морськими організмами. Проведено тестування моделі на прикладі прогнозованого витоку великої кількості радіонуклідів, які накопичилися в спеціальних резервуарах на території АЕС Фукусіма-1, в морське середовище, а також у складі системи РОДОС для прогнозування розвитку умовного аварійного забруднення Балтійського моря.
Розроблена тривимірна модель гідротермодинаміки порожнин в океані під шельфовими льодовиками та виконана її імплементація у чисельну модель циркуляції SCHISM, яка буде використана для моделювання циркуляції у морі Ведделла. Розроблена моделююча система прогнозування радіаційного стану поверхневих вод при затопленнях забруднених територій та проведенні днопоглиблювальних робіт. Проведені деталізовані розрахунки зон затоплень прибережної забудови м. Києва для сценаріїв екстремальних повеней і руйнування греблі ГЕС.Створені програмні комплекси прогнозування й оцінки ризиків шкідливих впливів вод верхів’я української частини Дніпра і р.Прип’ять на населення та інфраструктуру м.Києва і персонал, що працює в зоні відчуження ЧАЕС. Розроблена математична модель Чорного моря на основі камерної моделі POSEIDON-R, за допомогою якої проведений розрахунок змін концентрації радіонуклідів у воді, донних відкладах та морських організмах Чорного моря, починаючи з середини минулого століття. Представлений прогноз на майбутнє. Здійснено впровадження системи Євросоюзу з ядерного реагування РОДОС, одним із розробників якої є ІПММС НАН України, у Головному управлінні ДСНС України в Одеській області. За допомогою систем РОДОС та WRF-Українаоцінений радіологічний вплив переміщень важкої військової техніки РФ у Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ); оцінено радіологічні наслідки бомбардування ядерної установки Харківського фізико-технічного інституту; прогнозовано наслідки аварійних ситуацій із викидами хімічних речовин (зокрема, аміаку) внаслідок бомбардування промислових об’єктів військами РФ у Сумах і Чернігові; здійснені оцінки радіологічного впливу ландшафтних пожеж у ЧЗВ; оцінено наслідки для довкілля можливої важкої аварії на Запорізькій АЕС та інших можливих радіаційних інцидентів. Отримані результати передані Державній інспекції ядерного регулювання України та Українському гідрометцентру для реагування.
Розроблені ефективні і фізично обґрунтовані методи розрахунку концентрації забруднень у водоймах. Розроблена узагальнена модель осідання (scavenging) реактивного радіонукліда 239,240Pu, в якому відбуваються процеси сорбції-десорбції окисненої та відновленої форм плутонію на багатофракційному розподілі завислих намулів та які описуються кінетикою першого порядку. Удосконалені математичні моделі гідрометеорологічних процесів і розповсюдження забруднень в атмосферному середовищі і поверхневих водах. Моделі інтегровано у складі інформаційних систем прогнозування та аналізу навколишнього середовища і вони можуть бути використані для оцінки впливу на довкілля екологічно небезпечних видів діяльності людини та мінімізації відповідних ризиків.
Створена математична модель Чорного моря на основі камерної моделі POSEIDON-R для здійснення комплексного дослідження радіаційного забруднення Чорного моря. За допомогою створеної моделі розраховані зміни концентрації радіонуклідів у воді, донних відкладах та морських організмах Чорного моря, а також розраховані дози внутрішнього опромінення людини від антропогенних і природних радіонуклідів. Виконано роботи з прогнозу зон затоплень у нижніх б’єфах ГЕС Дніпровського каскаду водосховищ для різних сценаріїв руйнування гребель ГЕС унаслідок аварій чи військових дій при різних гідрологічних режимах водосховищ. Промодельовано дані прориву дамби Київської ГЕС для проранів 280 м та 100 м. На їх основі створена інтерактивна карта зон та глибин затоплень берегів Дніпра у м. Києві внаслідок прориву дамби Київської ГЕС. Побудовано гідродинамічну модель Каховського водосховища та нижньої частини р. Дніпро, яка застосована для моделювання наслідків прориву греблі Каховської ГЕС. Результати моделювання використовувались у роботі Робочої групи НАН України з аналізу наслідків руйнування греблі Каховської ГЕС. Проведено тривимірне моделювання переносу радіоактивного забруднення внаслідок атмосферного випадіння в акваторіях Бохайського, Жовтого та Східно-Китайського морів. Проаналізовано вплив урахування в короткотермінових прогнозах одно- та двоступеневої реакції сорбції-десорбції радіоактивності на багатофракційних донних та завислих намулах. Створено нові методи моделювання динаміки забруднень в атмосферному і морському середовищі, засновані на сучасних знаннях щодо гідродинаміки довкілля, параметризацій фізико-хімічних трансформацій забруднень, методах оберненого моделювання, які застосовано для досліджень динаміки радіоактивності під час радіаційних інцидентів та інтегровано в інформаційну веб-систему аналізу засобами оберненого моделювання невідомих джерел радіоактивних забруднень в Україні та за її межами. Створено тривимірну математичну модель екодинаміки та переносу радіонуклідів у Київському водосховищі для оцінки параметрів якості води у водосховищі при різних метеорологічних умовах і сценаріях порушення екологічного балансу, а також переносу радіоактивного забруднення при наявності відповідного джерела. Результатами розрахунків моделі є тривимірні поля температури, параметри екодинаміки, зокрема розчиненого у воді кисню, та концентрацій радіонуклідів, що перевищує можливості польових і лабораторних досліджень. При правильному налаштуванні моделі вона може стати корисним доповненням, а іноді й альтернативою дороговартісним вимірюванням. Розроблено тривимірну модель гідротермодинаміки порожнин в океані під шельфовими льодовиками, проведеноаналіз траєкторій водних мас в Антарктичних морях за допомогою моделей інтегрування траєкторій частинок в часі. Досліджено циркуляції водних мас під шельфовим льодовиком моря Росса.
