Нові географо-математичні концепції в задачах моделювання поширення шкідливих домішок в атмосфері

Автори: Ю.Я. Бунякова

Рік: 2015

Число: 16

Сторінки: 46-50

Анотація

В задачах моделювання процесів поширення щкідливих домішок в атмосфері промислових міст та прогнозування еволюційної динаміки зроблено якісний огляд нових концептуальних підходів, що базується на основі положень теорії хаосу, теорії динамічних систем, фрактальній геометрії, аналізі показників Ляпунова та інших. Коротко охарактеризовані основні ідеї перелічених підходів з акцентом на аналіз часових рядів концентрацій шкідливих речовин в атмосфері, , а також наданий аналіз, який показує, що хаотичний режим часової еволюції характеристик детерміністичних динамічних систем, зокрема, прикладних екологічних систем, є, по суті, нелінійним явищем, який не можливо описати на основі класично лінійних регулярно-динамічних моделей.

Теги: динамічна система; задачі моделювання процесів поширення шкідливих домішок в атмосфері; нелінійний аналіз; теорія хаосу; фазовий простір

Список літератури

  1. Lorenz E.N. Deterministic nonperiodic flow. J. Atmos. Sci., 1963, vol. 20, pp. 130–141.
  2. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы: Пер. с англ. / Б. Мандельброт. – М.: Институт компьютерных исследований, 2002. – 656 с.
  3. May R.M. Simple mathematical models with very complicated dynamics. Nature, 1976, vol. 261, pp. 459–467.
  4. Lichtenberg A.J., Liebermann M.A. Regular and chaotic dynamics. NY: Springer-Verlag, 1992. 482 c.
  5. Lanfredi M., Machhiato M. Searching for low dimensionality in air pollution time series. Erophys. Lett., 1997, vol. 40, pp. 589–594.
  6. Chelani A.B. Predicting chaotic time series of PM10 concentration using artificial neural network. Int. J. Environ. Stud., 2005. vol. 62, pp. 181–191.
  7. Бунякова Ю.Я. Новый подход в моделировании динамики загрязнения атмосферы промышленных городов (на примере Гданского региона) // Тези доповідей IX наукової конференції молодих вчених ОДЕКУ.– Одеса, 2009. – С.142.
  8. Глушков А.В. Хаос во временных рядах концентраций загрязняющих веществ в атмосфере: краткосрочный прогноз / А.В. Глушков, H.C. Лобода, В.Н. Хохлов, Н.Г. Сербов, А.А. Свинаренко, Ю.Я. Бунякова // Вісник Одеського державного екологічного ун-ту. – 2008. – Вып.5. – C.225–235.
  9. Bunyakova Yu.Ya., Glushkov A.V., Dudinov A.A. Short-range forecast of atmospheric pollutants using non-linear prediction method. Abstr. of the European Geosciences Union General Assembly 2011, Vienna (Austria), 2011, pp. A3.4.
  10. Paluš M., Pelikán E., Eben K., Krejčíř P., Juruš P. Nonlinearity and prediction of air pollution. Artificial neural nets and genetic algorithms. Wien: Springer, 2001, pp. 473–476 (Eds: V. Kurkova, N.C. Steele, R. Neruda, M. Karny).
  11. Русов В.Д. Астрофизическая модель глобального климата земли / В.Д. Русов, А.В. Глушков, В.Н. Ващенко. – Київ: Наукова Думка, 2003. – 212 с.
  12. Rusov V.D., Glushkov A.V., Vaschenko V.N., Myhalus O.T., Bondartchuk Yu.A. et al. Galactic cosmic rays – clouds effect and bifurcation model of the earth global climate. Part 1. Theory. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. The Netherlands: Elsevier, 2010, vol.72, pp.498–508.
  13. Русов В.Д. О фрактальном механизме взаимосвязи между генезисом, размером и содержанием атмосферних аэрозолей в раличных регионах Земли / [В.Д. Русов, В.Н. Павлович, Р. Илич, Р. Ячимович, Ю.А. Бондарчук и др.] // Український антарктичний журнал. – 2006. – № 4–5. – С. 137–159.
  14. Glushkov A.V., Loboda N.S., Khokhlov V.N. Neural networks & multifractal modelling the frustrated aquifer systems. “Underground” hydrology and global Earth angular momentum disbalance resources. Water resources in Asia Pasific Region. Kyoto (Japan), 2003, pp.1355–1358.
  15. Glushkov A.V., Khokhlov V.N., Tsenenko I.A. Atmospheric teleconnection patterns and eddy kinetic energy content: wavelet analysis. Nonlinear Processes in Geophysics, 2004, vol.11, no.3, pp.285–293.
  16. Glushkov A.V., Khokhlov V.N., Bunyakova Yu.Ya., Bykowszczenko N. Modelling air pollution field structure in the industrial city’s atmosphere: Correlation integral method and fractal dimension. Geophysical Research Abstracts (Abstr. of the European Geosciences Union General Assembly 2006. Vienna (Austria), 2006, vol. 8, pp.00806.
  17. Khokhlov V.N., Glushkov A.V., Loboda N.S., Bunyakova Yu.Ya. Short-range forecast of atmospheric pollutants using non-linear prediction method. Atmospheric Environment. The Netherlands: Elsevier, 2008, vol.42, pp. 7284–7292.
  18. Glushkov A.V., Khokhlov V.N., Loboda N.S., Bunyakova Yu.Ya. Modeling greenhouse gas concentration fields using chaos theory. 18 th. Intern. Symp. Transport and Air Pollution. May 18 – 19, 2010. Dubendorf (Switzerland), pp.06.
  19. Бунякова Ю.Я. Структура поля загрязнения атмосферы промышленного города: стохастичность и эффекты хаоса / Ю.Я. Бунякова, А.В. Глушков, В.Н. Хохлов // Метеорология, климатология, гидрология. – Одесса, 2005 – Вып. 49. – С. 347– 352.
  20. Глушков А.В. Хаос во временных рядах концентраций загрязняющих веществ в атмосфере (г. Одесса) / А.В. Глушков, Э.Н. Серга, Ю.Я. Бунякова // Вісник Одеського держ. екологічного ун-ту. – 2009. –Вип. 8. –C. 233–238.
  21. Gottwald G.A., Melbourne I. Testing for chaos in deterministic systems with noise. Physica D., 2005, vol. 212, pp. 100–110.
  22. Packard N.H., Crutchfield J.P., Farmer J.D., Shaw R.S. Geometry from a time series. Phys. Rev. Lett., 1980, vol. 45, pp. 712–716.
  23. Песин Я.Б. Характеристические показатели Ляпунова и гладкая эргодическая теория // Успехи математических наук. – 1977. – Т. 32. – С. 55–112.
Завантажити повний текст (PDF)