Системный анализ хаотической динамики факторов, формирующих среду обитания урбанизированной территории : на примере г. Сургута

• Автор: Русак, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Сургут
• Количество страниц: 210 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Новые парадигмы естествознания в рамках теории хаоса

и синергетики ТХС

1.1. Современные тенденции. Подходы и методы

синергетики и теории хаоса

1.2. Развитие представлений о климате и его

хаотичности. Динамика метеофакторов и климата в рамках новых парадигм

1.3. Экологические и метеорологические факторы ХМ А О в

рамках хаотической динамики

1.4. Медикобиологические аспекты влияния климато
экологических факторов
ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования
2.1. Методы идентификации параметров аттракторов
экосреды и ВСОЧ в тмерном пространстве признаков
2.2. Метод исследования погодных условий на основе
традиционных способов i типизации
2.3. Стандартные методы оценки показателей экологических
факторов
ГЛАВА 3 Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Сравнительная оценка параметров аттракторов
метеосостояний экосреды в тмерном пространстве на примере г. Сургута
3.2. Оценка погодноклиматических контрастов
урбанизированной территории Севера с позиций традиционных методов
3.4.
Оценка показателей экологических факторов
окружающей среды на примере г. Сургута
Сравнительная оценка параметров аттракторов показателей экофакторов в тмерном пространстве на 2 3.5. Влияние климатоэкологических факторов на здоровье населения на примере
г. п. Федоровский ХМ АО Югры
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Было обнаружено, что даже в самых простых системах за счет нелинейных связей могут формироваться так называемые странные аттракторы, поведение которых принципиально непредсказуемо во времени (аттрактор Э. Лоренца). Для описания таких систем были введены понятия: «интегральные многообразия», «бифуркационные поверхности», «точки бифуркации». В настоящее время известны несколько видов странных аттракторов (рис. Рис. Геометрические образы странных аттракторов в динамических системах с хаосом: а) аттрактор Э. Лоренца; б) аттрактор О. Р. Шоу. Аттракторы — это геометрические структуры, характеризующие поведение в фазовом пространстве по прошествии длительного времени, к чему система стремится прийти, к чему она притягивается. Траектории, выйдя из начальных состояний, в конце приближаются к аттракторам. Самый простой тип аттрактора — неподвижная точка. Такой аттрактор соответствует поведению маятника при наличии трения; маятник всегда приходит в одно и то же положение покоя независимо от того, как он начал колебаться (а). Более сложный аттрактор — предельный цикл (б), который имеет форму замкнутой петли в фазовом пространстве. Предельный цикл описывает устойчивые колебания, такие, как движение маятника в часах или биение сердца. Сложному колебанию, или квазипериодическому движению, соответствует аттрактор в форме тора (в). Однако концепция детерминизма продолжает прочно удерживать свои позиции в современном естествознании. Это объясняется хорошо разработанным математическим аппаратом, поскольку дифференциальные, разностные, интегральные или интегро-дифференциальные уравнения достаточно адекватно (но на коротких интервалах времени г) описывают многие процессы, происходящие в природе. Знание начальных параметров биосистемы (при ? БДС в любой момент времени Г>0. В стохастическом подходе задание начальных условий может определенным образом повлиять на функцию распределения системы. БДС (или ВСОЧ) может находиться. Эту область называют аттрактором состояния для конкретной БДС. Такие способы введения неопределенности уже частично приближаются к хаосу, в котором задание начальных параметров биосистемы х(0 при Р=0) совершенно не определяет дальнейшую динамику поведения и конечное состояние биосистемы. Концепция ТХС открывает принципиально новый подход к процессам, которые на первый взгляд кажутся просто случайными. З) в оценке поведения БДС. В этом аспекте детерминизм и хаос - это два крайних положения в общем контексте «определенность - полная неопределенность» (см рис. З). Рис. Иллюстрация состояний между тремя существующими подходами в естествознании. Существенно, что на сегодняшний день четких критериев нет в определении стохастичносги или хаотичности процесса, равно как и в разграничении подходов детерминистичности или стохастичности процесса. Другими словами, «хаос» и «порядок» рассматривается как классическая пара противоположностей, не существующих друг без друга, в своем противоречии определяющих развитие и движение всех систем, однако эта трехкомпартментная система все-таки имеет циклический характер, т. Аналогично и для блока stoch. Здесь детерминистские переменные и модели могут представлять некоторые средние их всех возможных, а линия в фазовом пространстве состояний в подходе det - это динамика поведения средних величин в блоке stoch. Все эти три подхода настолько связаны и переплетены, что их нельзя рассматривать, как нечто раздельное, а следует говорить о некотором общем подходе в естествознании, ядром которого должен стать блок chaos (точнее -синергетика). Именно в этом единстве и заложен глубокий смысл связи детерминизма и синергетики. Хаос несет в себе черты порядка, порядок — хаоса, они внутренне едины, неразрывны и заключены друг в друге, система имеет циклический характер, а детерменизм и хаос связаны между собой. Формализация знаний в рамках развития трех фундаментальных подходов (детерминистский, стохастический и синергетический) может происходить, опираясь на значения конкретных переменных Xj, которые описывают динамику развития процесса. Эти переменные xs являются координатами m -мерного фазового пространства и входят в качестве составляющих компонент общего вектора состояния БДС (или ВСОЧ) -x=x(t)=(xI, Х2,.