статья в журнале

Ru

Морской гидрофизический журнал

ISSN:0233-7584

2019

10.22449/0233-7584-2019-1-70-84

Введение. Прогноз сценариев развития процессов в сложных морских экосистемах осу-ществляется путем создания динамической модели морской экосистемы. При этом возникает необходимость найти способ формализации схемы причинно-следственных связей (влияний), т. е. построить систему уравнений для переменных модели, связывающих между собой функции, представляющие моделируемые процессы. Материалы и методы. Предложены методы моделирования процессов в морских экосистемах, основанные на системных принципах адаптивного баланса влияний и информационного единства моделей процессов и данных наблюдений над ними. Анализ результатов. Показано, что применение этих принципов позволяет строить адаптивные модели с отрицательными обратными связями 1-го и 2-го порядков между пере-менными модели и скоростями их изменения. Эти модели обеспечивают автоматическую подстройку переменных модели морской экосистемы друг к другу и к внешним влияниям, сохраняя при этом материальные балансы реакций превращения веществ в морской среде. По результатам вычислительных экспериментов установлено, что адаптивные модели 2-го порядка имеют более высокую чувствительность к внешним воздействиям на экосистему и более высокую скорость адаптации к ним. Применение принципов адаптивного модели-рования проиллюстрировано на материалах гидрохимических наблюдений в Севастопольской бухте. Выполнен сравнительный анализ двух методов в осстановления динамики концентрации нитритов по временным рядам наблюдений аммония и нитратов. Обсуждение и заключение. Показано, что динамико-стохастическое уравнение дает существен-но более высокую точность восстановления ненаблюдаемого процесса концентрации нитритов по сравнению с методом нормированных отношений средних значений. Кроме того, точность восстановления возрастает с увеличением длины временных рядов наблюдений, используемых при построении их ковариационной матрицы.

АДАПТИВНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, АДАПТИВНЫЙ БАЛАНС ВЛИЯНИЙ, МОРСКАЯ ЭКОСИСТЕМА, ВОССТАНОВЛЕНИЕ НЕНАБЛЮДАЕМЫХ ПРОЦЕССОВ, КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЛИЯНИЙ, КОВАРИАЦИОННАЯ МАТРИЦА, ДИНАМИКО-СТОХАСТИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ, НИТРИФИКАЦИЯ, СЕВАСТОПОЛЬСКАЯ БУХТА

2019-12-12 15:49:00