Научный архив: статьи

Рассмотрены флуктуации циркуляции атмосферы Северного полушария в ХХ - XXI вв. в типизации Б. Л. Дзердзеевского, В. М. Курганской и З. М. Витвицкой. Дана характеристика трѐх циркуляционных эпох, сменившихся за это время. Приведены динамические схемы и графики многолетнего хода суммарной годовой продолжительности типов циркуляции, преобладавших в конкретной эпохе. Показана связь многолетних колебаний среднегодовой приземной температуры воздуха Северного полушария и глобальной с выявленными изменениями характера циркуляции атмосферы. Отмечено, что современный период (с 1998 г. по настоящее время) отличается наибольшим количеством одновременных блокирующих процессов в Северном полушарии в целом и в России в частности. Это приводит к увеличению продолжительности антициклонической циркуляции на континентах зимой и летом, что в свою очередь влечѐт за собой увеличение годовой амплитуды температуры воздуха как в Северном полушарии в целом, так и в большинстве регионов России. Последнее негативно отражается на всей хозяйственной деятельности.

Констатируется отсутствие единого понимания -сложности в современной нелинейной динамике. Приводится обзор различных интерпретаций -сложности и объясняется их недостаточность. Подчеркивается необходимость создания теории обработки информации нелинейными динамическими системами. Период -бури и натиска переживаемый в последние десятилетия нелинейной динамики характерен не только быстрым завоеванием -новых территорий но и отсутствиемстрогих определений некоторых важных понятий. Объясняется это не только неизбежнойторопливостью но и возможно сознательным нежеланием авторов вводить строгие определения.

Предложен метод очистки отдельных участков свободной атмосферы от избытка СО 2, искусственно повышая до необходимого уровень pH в облаках с последующей интенсификацией осадков из естественных облаков с целью осаждать из атмосферы расчетное количество углерода. Предложенный метод, при применении на 10% поверхности Земли, способен компенсировать ежегодный промышленный выброс СО2. Метод требует детализации и развития, для проведения активных воздействий на облака, необходим их космический мониторинг с указанием параметров

Рассматриваются вопросы анализа существования и образования диссипативных структур в незамкнутых неравновесных системах потенциально-потоковым методом с использованием кибернетического подхода. В соответствие с излагаемым в статье подходом вводится функция, которая в частных случаях с водится к функции Ляпунова. По геометрии поверхностей уровня этой функции и знаку скорости ее убыли в силу протекания неравновесных процессов делаются качественные выводы о характере диссипативных структур.

Обсуждаются преимущества и недостатки ряда подходов к опред елению сущности информации. Показывается, что развитие “атрибутивных” подходов демонстрирует продвижение к пониманию объективной сущности информации, а “функциональные” подходы пока не могут преодолеть традиционную для них субъе ктивность. В рамках “атрибутивного” подхода предлагается концепция “информация-структура”, которая устраняет недостатки предыдущих “атрибутивных” концепций. Обоснованное в ней понимание сущности информации, как переданной структуры, позволяет конструктивно обсуждать объективные и субъективные свойства информации и информационные процессы, включая понимание и мышление, а также показать, что многие прежние подходы являются не альтернативными, а, скорее, частными и могут быть согласованы на основе предложенной концепции.

Показано, что вековое смещение центра масс Земли (дрейф), наблюдаемое методами космической геодезии, и деформация поверхности Земли дают наиболее значительные вклады в вековые изменения силы тяжести на поверхности Земли, которые фиксируются с помощью абсолютных и сверхпроводящих гравиметров. Простейшие оценки векового изменения силы тяжести на данной станции могут быть сделаны непосредственно по вековой вариации высоты станции, определенной по спутниковым данным GPS наблюдений. Эти данные определяют тренд станции непосредственно по отношению к дрейфующему центру масс Земли. Однако, они не позволяют оценить вклады указанных выше эффектов: дрейфа центра масс и изменения высоты станции из-за деформации, а фактически определяют их разность. Выполненный анализ позволил оценить вклад дрейфа центра масс Земли в вариации силы тяжести на данной гравиметрической станции, а также вклад деформации поверхности Земли и соответствующего изменения высоты станции. Для 8 известных и ведущих гравиметрических станций указанные составляющие вариаций силы тяжести были вычислены. Было показано, что указанные два фактора являются основными, а их сумма в основном объясняет наблюдаемые в настоящее время вариации силы тяжести на ряде известных гравиметрических станций: Нью Алесунд (Норвегия), Сева (Антарктида), Черчилл (Канада), Вухан (Китай), Медичина (Италия), Болонья (Италия), Мембах (Бельгия) и Метсахови (Финляндия).

В статье обоснованно, что почва является сложной системой со многими незаменимыми экологическими функциями. Их антропогенные изменения носят в основном негативный характер, и это чревато самыми серьѐзными последствиями для природы, социума, человека.

Исследования солнечных активных явлений последних десятилетий не оставили сомнения, что геоэффективными, динамически влияющими на состояние околоземного космического пространства (ОКП), являются исключительно большие вспышечные события и корональные дыры. Агентами, вызывающими возмущения состояния ОКП являются либо корональные выбросы вещества – следствия активных процессов в солнечных вспышках и выбросах волокон, либо высокоскоростные потоки солнечной плазмы, следующие за ударной волной от больших солнечных вспышечных событий, или истекающих из областей с открытой в межпланетное пространство конфигурацией магнитного поля. Полную последовательность возмущений в ОКП от большого вспышечного события можно предста вить в виде трех отдельных этапов: – электромагнитный удар нарушает радиосвязь в ионосфере из-за роста потока излучения в диапазонах УФ и мягкого рентгена; корпускулярный удар – солнечные протонные события, повышает уровень радиационной опасности, когда происходит вторжение потоков солнечных заряженных частиц; плазменный удар вызывает магнитные бури: возмущения в геомагнитном поле, которые вызываются приходом в ОКП возмущенных структур солнечного ветра…

Представлена синергетическая концепция эволюции поведения металла под действием нагружения в условиях различных температур, скорости деформ ации, количества и направления действия сил и пр. Показано, что существует каскад самоорганизованных переходов от одного механизма разрушения к другому, каждый из которых характеризует свойство материала сопротивляться внешней нагрузке. Оно выражено в поддержании его устойчивости на разных масштабных уровнях процесса эволюции. Показано, что внешние условия нагружения могут либо позволить металлу ре ализовать весь набор процессов самоорганизации, либо воспрепятствовать их реализации и поменять последовательность переходов от одного масштаба эволюции к другому.

Дан краткий анализ современных междисциплинарных направлений, как основы дальнейшего развития науки. Отмечено наибольшее развитие теории самоорганизации, синергетики, теории фракталов, теории сложных систем. Особо отмечено становление и развитие нанонауки и нанотехнологий. Показана общность и различие этих направлений и их перспективы.

На основе дискретной модели геофизической среды, развитой ранее, и универсального алгоритма самоорганизации структур адаптации применительно к геофизическим средам показана иерархия процессов адаптации систем грунта к сейсмическим колебаниям и выделены критические амплитуды колебаний, определяющие переход от периодической к квазипериодической перестройке структур при развитии землетрясения. Развиты методы определения мер устойчивости и адаптивности геофизической среды с использованием значений радиусов изосейст или данных мультифрактального анализа, что позволило классифицировать, грунты по их демпфирующей способности при данной мере устойчивости системы. Сделан вывод, что решение ключевых проблем сейсмологии требует перехода от континуальной линейно-упругой модели к дискретной нелинейной модели геофизической среды с учетом универсальных свойств нелинейных хаотических систем.

Водосборный бассейн, река и дельтовая зона вместе составляют сложную открытую дипольную систему. В ней роль аккумулятора высокой потенциальной энергии воды выполняет подсистема водосбора, русловые зоны являются кумулятивными транзитными зонами потенциальной энергии воды, а устьевые зоны - диссипаторами этой энергии, предельно минимизирующими ее уровень. Подобную систему удобно представлять в виде модели «водостока», что позволяет рассмотреть все виды наводнений в различных ее участках и одновременно дать сравнительную оценку потенциальных возможностей речных систем как дипольных образований с тектонических позиций.