Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А
коэффициент корреляции
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0,1 |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
-0,2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0,3 |
|
|
|
|
|
|
40 с.ш. |
50 с.ш. |
|
60 с.ш. |
|
70 с.ш. |
80 с.ш. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
-0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
восточная долгота, град
|
|
Рис. 1. Распределение |
R t, j , t, j, , , 1000 гПа, январь |
Из рисунка следует, что в Северном полушарии, экстремумы корреляционных функций расположены в центральных районах континентов. Наиболее высокий уровень корреляционной связи (R=0,49–0,51) наблюдается на широте = 400с.ш. Причем знак этой связи положительный. С увеличением широты уровень связи уменьшается. Кроме того в данном районе, наблюдается тенденция смещения на восток экстремумов корреляционной связи, от южных широт к северным широтам. Вторая область с экстремальными значениями
1000 |
0 |
(R t,j, t, j, , 0,51) |
охватывает территорию западного побережья Америки ( =110–90 з.д.). |
На этих долготах значимые коэффициенты корреляции, просматриваются только до широты
= 50о с.ш.
Взападной Сибири ( = 50 – 80о в.д.), на широтах = 40–50ос.ш., наблюдается тер-
1000 |
-0,3), превышающим по- |
ритория с отрицательным знаком связи и уровнем (R t,j, t, j, , |
рог значимости.
Для исследования влияние угловой скорости вращения Земли и на вышележащих слоях атмосферы проводился расчет корреляционных функций на других изобарических поверхностях. Временной ряд геопотенциала для широты = 400с.ш., принимает вид:
|
|
1000 |
1000 |
1000 |
|
|
|||
|
|
|
, |
|
,...., |
|
|
|
|
|
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
|
||||
|
|
|
850 |
, |
850 |
,...., |
850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
|
||||
|
|
|
850 |
, |
850 |
,...., |
850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
|
||||
|
|
|
700 |
, |
700 |
,...., |
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|||
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
||||||
t, j, 40, 0 |
|
|
|
, 500 |
,...., 500 |
|
|
||
|
500 |
|
|
||||||
|
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
300 |
, 300 |
,....,300 |
|
|
||||
|
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
|
|
|||
|
|
|
200 |
, |
200 |
,...., |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
|
||||
|
|
100 |
100 |
100 |
|
|
|||
|
|
|
, |
|
,...., |
|
|
|
|
|
|
1,1959, 40, 0 |
1,1960, 40, 0 |
1,1998, 40, 0 |
|
||||
76
Результаты расчета корреляционных функций для различных изобарических поверхностей, представлены на рис. 2 и 3.
коэффициент корреляции
0,6 |
1000 |
850 |
700 |
500 |
200 |
100 |
|
||||||
0,5 |
|
|
|
|
|
|
0,4
0,3
0,2
0,1
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0,1 |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
19 |
21 |
23 |
25 |
27 |
29 |
31 |
33 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0,2
-0,3 
номера меридианов
-0,4
Рис. 2. Распределение R t=1,j, в январе
1, j, 40,
На рис. 2 следует, что над северным полушарием в январе на всех высотах, имеют место две области экстремально высокого влияния (над Евроазиатским континентом и над территорией Америки).
Над Евразией наиболее высокие корреляционные связи в январе (R = 0,5) наблюдаются на поверхности АТ-1000 гПа и охватывают территорию Восточной Сибири. С увеличением высоты изобарической поверхности ось корреляционной связи смещается в западном направлении, почти не меняя интенсивности. Наибольшее смещение, по отношению к АТ-1000 гПа, наблюдается на поверхности АТ-100 гПа. Максимальные значения наблюдаются в районе Урала и с запада ограничены долготой =30 в.д.
Над Американским континентом ( =140–110 з. д.), расположение районов с положительными максимальными значениями связи, с высотой остается постоянным. В этих районах, наблюдается понижение тесноты связи с увеличением уровня изобарической поверхности. Максимальные значения (R 0,5) характерны для поверхностей АТ-1000 гПа и АТ-850 гПа. На поверхности АТ-100 гПа, уровень связи между угловой скоростью вращения Земли
( ) и геопотенциалом 100 , понижается до R 0,2. Над акваториями океанов зимой,
з янв, j, 40,
значимые корреляционные связи на всех высотах, отсутствуют.
Сезонные особенности влияния внешнего фактора на северном полушарии представлены на рис. 3.
а) б)
Рис. 3. Распределение R , 500 , январь (а), июль (б)
t,j t, j, ,
77
На рис. 3 следует, что наблюдается смещение областей значимой корреляции от сезона к сезону и от широты к широте.Из проведенного анализа связей между угловой скоростью вращения Земли и геопотенциалом на различных изобарических поверхностях следует: вклад угловой скорости вращения Земли в распределение геопотенциала зависит от высоты слоя атмосферы; наблюдается преимущественное влияние угловой скорости вращения Земли в холодное и теплое полугодия на континенты, но с противоположным знаком; зимой преобладающее влияние угловой скорости вращения Земли наблюдается на широте =40о с. ш., летом - = 50–60о с. ш.; с изменением высоты изобарической поверхности наблюдается смещение областей экстремумов, как во времени, так и в пространстве. Выявленные закономерности, заключающиеся в различной локализации максимальных связей над океанами и континентами, а также в смещении областей значимой корреляции от месяца к месяцу и от широты к широте могут быть полезными при использовании угловой скорости вращения Земли в качестве предиктора в прогностических моделях.
Литература
1.Усманов Р.Ф. О влиянии вращения Земли на общую циркуляцию атмосферы / Р.Ф. Усманов // Труды Центрального института прогнозов. - М.: Гидрометеорологическое изд-во (отделение), 1961. - Вып. 104.- С. 3-40 .
2.Сидоренков Н.С. Некоторые результаты использования данных о закономерности вращения Земли для изучения атмосферных процессов / Н.С. Сидоренков, Н.И. Свиренко, Н.С. Шаповалов //Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра. - М.: Изд-во «ФГБУ Гидрометеорологический научно-исследовательский центр», 1984. - Вып.
230.- С. 87–97.
ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
V.P. Zakusilov, T.N. Zadorozhnaja, G.V. Berestevich
MONITORING OF SPATIAL INFLUENCE GEOPHYSICAL FACTORS ON ATMOSPHERIC
CIRCULATION
The paper presents monitoring results of spatial relationships to the angular velocity of rotation of the Earth and the values of geopotential on levels 1000, 850, 700, 500, 200 and 100 hPa. The revealed regularities, namely, the different localization of the maximum communications over the oceans and continents, as well as in offset areas of significant correlation in different seasons from latitude to latitude, can be helpful when using the angular velocity of Earth's rotation as a predictor in a predictive General circulation models of the atmosphere
Key words: correlation analysis, geophysical factors, the Earth rotation, geopotential, atmospheric circulation, Northern hemisphere
Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor
N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» (Voronezh)
78
УДК332.54
А.В. Иванов1, И.А. Яшков1, А.П.Исаченко2, В.А.Голубенко2
МИССИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ «ФЛОТИЛИИ ПЛАВУЧИХ УНИВЕРСИТЕТОВ»
В 2015 и 2016 годах осуществленыдве Комплексные научно-просветительские экспедиции «Гагаринский плавучий университет» (ГПУ), маршруты которых проходили по акватории Волги и охватили территории Саратовской, Волгоградской, Самарской и Ульяновской областей. Проект удостоен Национальной экологической премии имени В.И. Вернадского 2016 года. Инновационной особенностью этих экспедиций и «Флотилии плавучих университетов» в 2017 году по территории Саратовской, Волгоградской, Астраханской областей и РеспубликиКалмыкиистало сочетание научных исследований земельно-водных ресурсов, процесса обучения и совместного проведения учебных практик студентов из вузов-партнеров с просветительской работой среди населения, абитуриентов.
Ключевые слова: «Флотилия плавучих университетов», просветительская работа, популяризация науки, практики студентов, экология, землеустройство и кадастры
Изначально отправная идея заимствована согласно проекту ЮНЕСКО, предусматривающему «обучение через исследования» (TrainingThrough Research, TTR, 1991) посредством организации «плавучих университетов» (Floting University) в различных акваториях на науч- но-исследовательских судах.
По инициативе Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (СГТУ) в 2015-2016 годах был осуществлен научно-просветительский вариант экспедиции (проект «Гагаринский плавучий университет»), подразумевавший гармоничное сочетание исследований группами ученых из ведущих научных центров и вузов, совместное прохождение практик студентов из вузов-партнеров; вовлечение в исследования и образовательный процесс школьников и их родителей, педагогов, представителей краеведческого, журналистского, музейного и других сообществ [1].
СГТУ первоначально апробировал «речной» вариант плавучего университета - продвижение по Волге (Ульяновская, Самарская, Саратовская, Волгоградская области) научноисследовательских судов, сопровождаемых автомобильными лабораториями по берегам и беспилотными аппаратами в воздухе.
Активно осуществлялась междисциплинарная исследовательская деятельность ученых из СГТУ, МГУ, Государственного университета по землеустройству (ГУЗ), Палеонтологического института РАН (Москва), Санкт-Петербургского горногоуниверситета и других вузов.
По мере продвижения экспедиции, участники совместно осуществляли (на борту судна и во время стоянок, автомобильных и пешеходных маршрутов) разнообразные формы на- учно-исследовательской и просветительской работы: лектории, мини-конференции и круглые столы, полевые экскурсии и лабораторные практикумы, мастер-классы для населения, вовлечение их в исследования. А также учебную работу - (полевые учебные и производственные практики, сбор материала для курсовых и дипломных работ) [2].
В 2017 году «Флотилия плавучих университетов» на судах трех вузов Поволжья осуществила переходводным путем из Саратова через Волгоград и Астрахань к Каспийскомуморю и обратно; серию сухопутных маршрутов, полевые экологическиеи землеустроительные исследования на базе научно-образовательных полигонов. В состав участников «Флотилии плавучих университетов» вошли известные российский ученые, студенты-отличники из вузов-партнеров, школьники - юные экологи, молодые ученые - победители экологических конкурсов.
Объединяющей основой в Год экологии в России стала экологическая тематическая направленность проекта и маршрутная система, выстроенная по принципу максимального охвата уникальных экосистем, геоэкологических точек наблюдения, историко-экологических объектов.
Особенности речной сети (прежде всего широкая развитость по территориям континентов и трансрегиональность) и исторической привязанности к ней многих крупных городов Поволжья (в том числе являющихся ныне ключевыми научно-культурными центрами),
79
позволили предложить идею взаимодействияуниверситетов-партнеров посредством совместных комплексных междисциплинарных экспедиций.
Осуществить такое взаимодействие представилось наиболее эффективно в форме совместной согласованной работы системы крупных и маломерных судов, арендованных орга- низациями-участниками «Флотилии плавучих университетов» и реализующих как свой индивидуальный, так и общий план исследований и мероприятий. При этом, как и в двух предыдущих «плавучих» экспедициях ГПУ, инициировалось широкое развитие нестандартных форм и направлений исследовательской, образовательной и просветительской деятельности [3]. Например, впервые на берегах Волги проведена «Полевая научно-практическая школа региональных лидеров в Гагаринском плавучем университете» (с. Ровное и с. Нижняя Банновка) под патронатом врио губернатора Саратовской области В.В. Радаева.
Предмет обсуждения в «Год экологии в России» - геоэкологические, социальноэкологические проблемы, а также пути повышения экологической комфортности проживания населения и обеспечения устойчивого развития региона и макрорегиона. Произошло живое общение непосредственно в экспедиционных маршрутах, на палубах научных судов и в полевом лагере всех социальных групп жителей Саратовского региона с участием ученых и студентов. Учебным планом Школы предусматривались мастер-классы ученых для действующих руководителей и жителей региона, участников экспедиции; полевая лекция врио губернатора для участников экспедиции, комплексные обследования территорий.
Полевая научно-практическая школа региональных лидеров в Гагаринском плавучем Университете
Маршрутная структура «Флотилии плавучих университетов» преследовала цель удовлетворить потребности всех исследовательских групп, обеспечить максимальное число мероприятий и поддерживать постоянную высокую мобильность всего коллектива, представителей вузов Поволжья, что позволяет менее чем за месяц выполнить большой объем разнообразных работ. Для этого помимо основных судов, выполнявших роль плавучих баз, были задействованы маломерные суда и автомобильный транспорт, продвигавшийся параллельно на берегах Волги. Такая комплектация технических средств передвижения обеспечивала высокую маневренность исследовательских групп, позволяя им высаживаться на берег в наиболее оптимальных точках (даже в случае невозможности подхода основных судов вследствие заболоченности, скалистости, волнения и иных осложняющих факторов). А также удаляться от береговой линии на расстояние до 100 км (для ряда задач практиковались обособленные сухопутные автомобильно-пешие многодневные маршруты отдельных групп), опережать при необходимости ход основных судов (или отходить назад), оперативно передислоцировать группы, логистически максимально эффективно аккумулировать собранный материал (особенно крупные образцы) и систематически отправлять его.
Неоднократно отмечалось, что любознательный человек ощущает себя не традиционным волонтером и пассивным слушателем, а полноценным соавтором исследований, проводимых в его родной местности на известных ему с детства природных объектах, о научном
80