CC BY
22
2/2011 вестник 2/20L]_МГСУ
нагрузки и воздействия на здания и сооружения. явление космогенной эволюции интенсивности глобальных вариаций ежесуточного количества осадков на урбанизированных территориях
LOADINGS AND INFLUENCES ON BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS. THE SPACEGENIC EVOLUTIONS PHENOMENON OF THE DAILY PRECIPITATION INTENSITY GLOBAL VARIATIONS IN THE URBANIZED TERRITORIES
в.и. Теличенко, M.C. Хлыстунов, в.и. Прокопьев, ж.г. Могилюк
V.I. Telichenko, M.S. Hlystunov, V.I. Prokopjev, J.G. Mogiluk
мгсу
В статье рассматриваются материалы открытия методом вариометрического спектрального анализа неизвестного ранее явления глобальных вариаций ежесуточного количества осадков в результате действия гравидинамических возмущений в околоземном космическом пространстве.
In article are presented materials of opening by a spectral variametric analysis method of the unknown person before daily precipitation intensity global variations phenomenon as a gravidynamic indignations action result in a circumterraneous space.
Одной из наиболее острых проблем современного состояния объектов промышленного и гражданского строительства и ЖКХ РФ в настоящее время является значительный износ инженерных сетей и коммуникаций, а также строительных конструкций зданий и сооружений, включая деградацию климатической устойчивости строительных материалов, геотехнической надежности строительных систем типа «объект-основание», гидротехнических и подземных сооружений, их оснований.
Эта проблема, как в России, так и за рубежом, существенно обостряется не прогнозируемым ранее ростом интенсивности аварийно опасных климатических, геолого-геофизических, гидрогеологических и гидрометеорологических процессов, включая, с одной стороны, наводнения, сверхпроектные ливневые осадки, подъем грунтовых вод и капиллярной каймы в расчетном объеме оснований, а с другой, засухи и резкое снижение уровня и давления грунтовых вод и т.п. процессы.
В статье рассматриваются основные материалы исследований авторов в области обнаружения, классификации, интерпретации и верификации глобальных (планетарного масштаба) колебаний интенсивности гидрометеорологических и гидрологических процессов, в результате которых было открыто неизвестное ранее явление космоген-ной эволюции интенсивности глобальных колебаний ежесуточного количества осадков (Precipitation amount) на Земле, в результате действия гравидинамических возмущений в околоземном космическом пространстве.
Для верификации этого явления, а также в целях идентификации причинно-следственных связей и гравидинамического механизма его реализации, авторами был применен метод спектрального вариаметрического анализа эволюционных процессов по данным метеорологических наблюдений вариаций ежесуточного количества осадков в ряде географически разнесенных городов Земли (Москва, Лондон, Анкоридж, Буэнос-Айрес, Канберра, Токио и др.) в периоды: до и после взрыва кометы Шумейкера-Леви на Юпитере. Такое сопоставление, «до и после», было выбрано в целях обнаружения влияния всплеска гравитационного возмущения в результате взрыва кометы на Юпитере (с 16 по 22 июля 1994 года) в пределах солнечной системы на активацию космо-земных связей и ожидаемое последующее «возбуждение» природных гидрометеорологических и гидрологических процессов на Земле или отсутствие такого влияния.
Рис. 1. Схема предполагаемого механизма влияния гравитационного возмущения на вариации интенсивности колебаний ежесуточного количества осадков на Земле
Для постановки задачи исследования была сформулирована гипотеза, в результате обоснования которой была разработана модель (рис.1) механизма активации причинно-следственных связей гравитационного возмущения вариаций интенсивности глобальных колебаний ежесуточного количества осадков, достоверно регистрируемых сетью метеорологических станций.
н>р<| гИп;
1*1*1 1>>ч I (
и-
пгсн
Мгт]|м
цоМ^шщьи«},
^ ^РЭ111Й1ЬШ (ГЦ) & (№[ г;) г цвчя-и ] I
■¡Г>Чг)Л .
Рис.2. Блок-схема алгоритма реализации спектрального вариометрического анализа эволюции интенсивности колебаний ежесуточного количества осадков в периоды [^У и [^У
Операционная схема, отражающая один из вариантов применения метода спектрального вариаметрического анализа эволюции интенсивности колебаний ежесуточного количества осадков (Precipitation amount) PP(t) на Земле, представлена блок-схемой алгоритма его реализации на рисунке 2.
По этой схеме в первом блоке операций формируется массив данных метеонаблюдений ежесуточного количества осадков за период [tbt2], во втором - выделяются и нормируются по максимальному значению за период наблюдений вариации этого параметра, на третьем - вычисляется спектральный образ этих вариаций.
Далее, на четвертом этапе, формируется теоретическая гипотеза или интерпретация механизма, причинно-следственных связей и закономерностей реализации исследуемого процесса эволюции интенсивности колебаний ежесуточного количества осадков, спектральный образ математической модели которого Mpp(f), полученный путем преобразования Фурье его нормированных вариаций, сопоставляется (операция «5») со спектрами нормированных вариаций данных метеонаблюдений. В случае совпадения спектров модельных и натурных вариаций теоретическая модель может быть верифицирована, как адекватная наблюдаемому явлению космогенной эволюции интенсивности глобальных колебаний ежесуточного количества осадков на урбанизированных территориях в результате действия гравидинамических возмущений в околоземном космическом пространстве. Сопоставление спектров (2-1) и (2-1 а) позволит выявить новые или рост активности учтенных ранее причинно-следственных связей космогенной эволюции интенсивности колебаний ежесуточного количества осадков в период [t3,t4] после взрыва кометы по сравнению с более ранним периодом наблюдений до взрыва [t1,t2].
Показателем адекватности теоретической модели в спектральной области будет значение коэффициента кросскорреляции или свертки спектральных образов наблюдаемого и моделируемого по гипотезе исследуемого процесса (рис.3).
Рис.3. Вариант блок-схемы алгоритма операций по спектральной верификации теоретической модели космогенной эволюции вариаций ежесуточного количества осадков
Вариаметрический анализ эволюции вариаций ежесуточного количества осадков, проведенный авторами по данным метеорологических наблюдений в ряде географически разнесенных городов Земли (Москва, Лондон, Анкоридж, Буэнос-Айрес, Канберра, Токио и др.) показал, что эволюция интенсивности вариаций ежесуточного количества осадков во всех городах, также как и для температурных и аэродинамических процессов, как правило, содержит две компоненты: одна из них носит глобальный характер и наблюдается во всех перечисленных городах, а вторая представляет собой отражение локальных природных и техногенных проявлений климатических и орографических особенностей прилежащей к городам территории и подлежит климатическому районированию по ежесуточному
ВЕСТНИК 2/2011
количеству осадков, например, на предмет выделения или идентификации их доминирующих локальных циклических (спектральных) компонент.
Например, для конкретного j-ro города или конкретной j-ой урбанизированной территории эволюция интенсивности вариаций ежесуточного количества осадков в спектральном отображении будет представлена в виде спектральной функции эволюции kPPj (f), то тогда глобальная составляющая KPPm (f) может быть выделена в результате кросскорреляции в спектральной области эволюционных спектральных функций по всем исследуемым городам или территориям, то есть
KpFa (f) = rikppj (f) _ j=1 _
где J - количество локальных точек (районов) наблюдения вариаций ежесуточного количества осадков.
В свою очередь составляющая локальных проявлений местных (локальных) закономерностей эволюции вариаций ежесуточного количества осадков в спектральном отображении для конкретного j-то города или конкретной j-ой урбанизированной территории может быть представлена выражением:
Кррлок (f) = Kppj (f) = kppj (f) - [kppj (f) * Kppя (f) ] 2.
Рассмотрим последовательность аналитических операций по обнаружению и верификации спектральных закономерностей влияния всплеска гравитационных возмущений в результате взрыва кометы на Юпитере на эволюцию интенсивности вариаций ежесуточного количества осадков (Precipitation amount) (PP(t)) по официальным данным метеорологических наблюдений в городах: Лондон, Анкоридж, Буэнос-Айрес и Канберра.
Для исследования и верификации, в случае подтверждения гипотезы, рассматриваемого явления были использованы данные метеорологических наблюдений ежесуточного количества осадков в указанных выше городах в период с января 1973 года по август 2009 года включительно.
При построении спектров вариаций ежесуточного количества осадков использовались два массива данных: до ([t1,t2] - с января 1973 года по декабрь 1993 года, включительно) и после падения кометы Шумейкера - Леви на планету Юпитер ([t3,t4] - с августа 1994 года по август 2009 года включительно). Количество суток первого периода составляет 7670, что соответствует при спектральном анализе минимальной выделяемой частоте fmin=1,50900575*10"9 Гц, а количество суток второго периода составляет 5488, что соответствует при спектральном анализе минимальной выделяемой частоте fmjn=2,10897851*10"9 Гц. Учитывая нерегулярный характер выборок ежесуточного количества осадков, верхняя граничная частота спектрального анализа была понижена ДО fmax =2.89*10-6 Гц, что соответствует 4 суткам по периоду цикла.
Основные частоты гравитационных возмущений, вызванных движением планет солнечной системы и Луны, соответствующие периодам обращения, радиальным гра-видинамическим резонансам и их основным линейным и комбинированным гармоникам были взяты из таблицы 1 первой статьи данной серии публикаций, в диапазоне спектрального преобразования (fm;n-fmax), то есть от 2,1*10-9 до 2,89*10-6 Гц, что соответствует периодам от 4 до 5488 суток.
На рис.4 - рис.5 приведены спектры вариаций ежесуточного количества осадков в городах Лондоне, Анкоридже, Буэнос-Айресе и Канберре (синяя или нижняя огибающая спектра - по данным с января 1973 года по декабрь 1993 года, красная или верхняя - с августа 1994 года по август 2009 года включительно)
глй
Рис.4. Спектр вариаций ежесуточного количества осадков в Лондоне
Учитывая отсутствие в данных метеонаблюдений по Москве и Токио многосуточных фрагментов записей ежесуточного количества осадков, в настоящем исследовании будут рассмотрены только данные по Лондону, Буэнос-Айресу, Канберре и Анкориджу.
^р*1111111
« «оо юна на Joe« А» зюа плы Рис.5. Спектр вариаций ежесуточного количества осадков в Канберре
Рис.6. Кросскорреляционный спектр вариаций ежесуточного количества осадков в Лондоне, Анкоридже, Буэнос-Айресе и Канберре
В кросскорреляционном спектре глобальных вариаций ежесуточного количества осадков (по данным метеонаблюдений в Лондоне, Анкоридже, Буэнос-Айресе и Канберре) достаточно рельефно представлены циклы и резонансы гравитационных возмущений в околоземном космическом пространстве, в том числе, в порядке убывания интенсивности гидрометеорологических и гидрологических проявлений на Земле:
4 комбинационная гармоника суммы частот обращения Земли и Юпитера, с периодом - 336,85 суток;
вестник 2/2011
•■: комбинационная гармоника разности частот обращения Земли и Венеры с периодом - 583,92 суток;
X частота обращения Марса, с периодом - 686,68 суток;
X комбинационная гармоника разности частот обращения Земли и Сатурна и гра-видинамического резонанса Сатурна, с периодом в полосе периода - от 378,09 до 383,67суток;
4 вторая гармоника радиального гравидинамического резонанса Юпитера, с периодом -1531,57 суток;
^ комбинационная гармоника разности частот обращения и гравидинамического радиального резонанса Земли, с периодом - 881,8 суток;
^ частота гравидинамического радиального резонанса Земли, с периодом - 258,28 суток;
4 комбинационная гармоника разности частот обращения Земли и радиального гравидинамического резонанса Юпитера, с периодом - 414,7 суток.
В области более высоких частот или малых периодов циклов и резонансов термы спектров вариаций ежесуточного количества осадков имеют достаточно высокую плотность, обусловленную смешанными аэродинамическими, барометрическими и термодинамическими проявлениями комбинационных гармоник частот обращений и радиальных гравидинамических резонансов планет, Земли и Луны, включая комбинационные гармоники частот гравидинамических возмущений Солнца.
Таким образом, спектры вариаций ежесуточного количества осадков в Лондоне, Анкоридже, Буэнос-Айресе и Канберре в периоды до и после взрыва кометы Шумей-кера-Леви на Юпитере, а также их кросскорреляционные спектры, подтверждают гипотезу о существовании неизвестного ранее явления космогеииой эволюции интенсивности глобальных вариаций ежесуточного количества осадков на урбанизированных территориях гравидинамического происхождения. Доминирующие циклы эволюционных космогенных вариаций ежесуточного количества осадков также, как и температурные и ветровые, имеют частоты отличные от сезонных циклов, вызывая, тем самым, не только рост (снижение) ежесуточного количества осадков, но и их смещение относительно сезонных проявлений в спокойные периоды отсутствия всплесков гравитационных возмущений в околоземном космическом пространстве.
Литература
1. Теличенко В.И., Король Е.А., Хлыстунов М.С. Детальные исследования и анализ мало изученных причинно-следственных связей и механизмов подготовки и реализации аварий на строительных объектах. - Москва-Иваново: Вестник отделения строительных наук РААСН, том 2, 2010, стр.324
2. Теличенко В.И., Завалишин С.И., Хлыстунов М.С. Глобальные риски и новые угрозы безопасности ответственных строительных объектов мегаполиса. -М.: АСВ, Научно-технический журнал «Вестник МГСУ» Периодическое научное издание, Спецвыпуск №2, 2009,
3. Теличенко В.И. , Король Е.А., Хлыстунов М.С. Грависейсмометрический мониторинг высотных зданий. -М.: Журнал «Высотные здания», №1, 2008
4. Джанибеков В.А. Хлыстунов М.С., Подувальцев В.В. Влияние геоэкологической эффективность природных и техногенных процессов на безопасность промышленных объектов и инженерных коммуникаций. IV Всероссийская научная конференция «Физические проблемы экологии (Экологическая физика)». Сб. трудов. -М.: ИПМ РАН -МГУ им.Ломоносова М.В., 2004
5. Хлыстунов М.С., Завалишин С.И. Подувальцев В.В. Космогенные процессы деградации геотехнической надежности промышленных объектов и техносферы мегаполисов. IV Всероссийская научная конференция «Физические проблемы экологии (Экологическая физика)». Сб. трудов. -М.: ИПМ РАН -МГУ им .Ломоносова М.В., 2004
2/2011 вестник _2/2011_МГСУ
6. Nikitskiy V.P., Khlystunov M.S. Гравитационная модель катастроф. -М.: "Aerospace courier", January -February, 1999
7. Хлыстунов M.C., Фролов В.А., Душечкин В.И., Гафурова М.Ф. Элементы системного анализа и современная формулировка актуальных проблем экологической безопасности России. -М.: НКЭБРФ-МГСУ, НТОинв.№731, 2000
8. Хлыстунов М.С. Гравидинамическая теория стихийных бедствий. Сборник трудов IV Всероссийского экологического семинара. - М.: ЮНЕСКО-ЦПК им.Ю.А.Гагарина, 2000
9. Nikitskiy V.P., Khlystunov M.S. A problem of the control of a level of a microgravitation onboard a space station and international problem of global debacles. Theses " International aerospace congress IAC "94" -M-H.: NASA, Org. committee IAC " 94, 1994
Literatura
1. Telichenko V.I., Korol' E.A., Hlystunov M.S. Detal'nye issledovaniya i analiz malo izuchennyh prichinno-sledstvennyh svyazei i mehanizmov podgotovki i realizacii avarii na stroitel'nyh ob'ektah. - Moskva-Ivanovo: Vestnik otdeleniya stroitel'nyh nauk RAASN, tom 2, 2010, str.324
2. Telichenko V.I., Zavalishin S.I., Hlystunov M.S. Global'nye riski i novye ugrozy bezopasnosti ot-vetstvennyh stroitel'nyh ob'ektov megapolisa. -M.: ASV, Nauchno-tehnicheskii jurnal «Vestnik MGSU» Periodicheskoe nauchnoe izdanie, Specvypusk №2, 2009,
3. Telichenko V.I. , Korol' E.A., Hlystunov M.S. Graviseismometricheskii monitoring vysotnyh zda-nii. -M.: Jurnal «Vysotnye zdaniya», №1, 2008
4. Djanibekov V.A. Hlystunov M.S., Poduval'cev V.V. Vliyanie geoekologicheskoi ef-fektivnost' pri-rodnyh i tehnogennyh processov na bezopasnost' promyshlennyh ob'ektov i injenernyh kommunikacii. IV Vserossiiskaya nauchnaya konferenciya «Fizicheskie problemy ekologii (Ekologicheskaya fizika)». Sb. tru-dov. -M.: IPM RAN -MGU im.Lomonosova M.V., 2004
5. Hlystunov M.S., Zavalishin S.I. Poduval'cev V.V. Kosmogennye processy degradacii geotehni-cheskoi nadejnosti promyshlennyh ob'ektov i tehnosfery megapolisov. IV Vseros-siiskaya nauchnaya konferenciya «Fizicheskie problemy ekologii (Ekologicheskaya fizika)». Sb. trudov. -M.: IPM RAN -MGU im.Lomonosova M.V., 2004
6. Nikitskiy V.P., Khlystunov M.S. Gravitacionnaya model' katastrof. -M.: "Aerospace courier", January -February, 1999
7. Hlystunov M.S., Frolov V.A., Dushechkin V.I., Gafurova M.F. Elementy sistemnogo analiza i so-vremennaya formulirovka aktual'nyh problem ekologicheskoi bezopasnosti Rossii. -M.: NKEB RF-MGSU, NTO inv.№731, 2000
8. Hlystunov M.S. Gravidinamicheskaya teoriya stihiinyh bedstvii. Sbornik trudov IV Vserossiiskogo ekologicheskogo seminara. - M.: YuNESKO-CPK im.Yu.A.Gagarina, 2000
9. Nikitskiy V.P., Khlystunov M.S. A problem of the control of a level of a microgravitation onboard a space station and international problem of global debacles. Theses " International aerospace congress IAC "94" -M-H.: NASA, Org. committee IAC " 94, 1994
Ключевые слова: здания, сооружения, основания, надежность, глобальные изменения климата, ежесуточное количество осадков, вариации, околоземное космическое пространство, гравидинамические возмущения, неизвестное ранее явление, космогенноя эволюция, вариометрический метод анализа, эволюционные циклы, алгоритмы верификации, прогноз
Keywords: buildings, constructions, bases, reliability, climate global changes, daily precipitation intensity, variations, circumterraneous space, gravidynamic indignations, unknown earlier phenomenon, spacegenic evolution, variametric analysis method, evolutionary cycles, verification algorithms, forecast
129337, Москва, Ярославское ш.26, тел.769-73-87, mcxmgsu@mail.ru
Рецензенты: Зам.директора по науке ВНИИГИМ, к.т.н. М.А.Большое, С.н.с. ВНИИГИМ, д.ф.-м.н. Н.М. Евстигнеев, д. т.н., проф. Николаев В.П., зам. научного руководителя ОАО «НИИ Энергетических сооружений Росгидро», зам. директора НТЦ Сооружений, конструкций и материалов
