CC BY
37
УДК 57.045
ОЦЕНКА ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ ПАРАМЕТРОВ КВАЗИАТТРАКТОРОВ МЕТЕОСОСТОЯНИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ В M-МЕРНОМ пространстве на примере двух территориальных
ОБРАЗОВАНИЙ
С.Н. РУСАК, К.А. РАВВЕ, Н.Г. ШЕВЧЕНКО, В.А. КОСТРУБИНА, Д.И. МОЛЯГОВ
ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО-Югры», пр-т Ленина, 1, 628412, г. Сургут,
тел.: (3462)763158, e-mail: svetlana 01.59@mail.ru
Аннотация: в настоящей работе рассматриваются вопросы сравнительной оценки и анализа различий динамики метеопараметров экосреды на примере различных климато-географических территориальных образований в рамках теории хаоса и стохастических закономерностей.
Ключевые слова: метеопараметры, хаотические квазиаттракторы, матрицы сравнения.
ASSESSMENT OF THE CHAOTIC DYNAMICS OF THE PARAMETERS QVAZIATTRACTOR METEOFACTORS ECOENVIRONMENT IN THE M-DIMENSIONAL SPACE ON EXAMPLE THE TWO TERRITORIAL FORMATIONS
S.N. RUSAK, K.A. RAVVE, N.G. SHEVCHENKO, V.A. KOSTRUBINA, D.I. MOLYAGOV
Surgut State University
Abstract: in the present work considers the questions of the comparative assessment and analysis of the differences dynamics of meteorological parameters ecoenvironment on the example of different climatic and geographical territorial formations in the framework of the theory of chaos and stochastic patterns.
Key words: meteorological parameters, chaotic qvaziattractors, comparison matrix.
В последние годы изменение климата рассматривается как один из ведущих факторов, оказывающих влияние на здоровье населения и среду обитания в целом. Эти изменения климата многообразны и проявляются в изменении частоты и интенсивности климатических аномалий и экстремальных погодных явлений.
Вполне очевидно, что вопросы оценки погодноклиматических условий и роли климатоэкологических факторов с позиции их биологического влияния на жизнедеятельность и состояние здоровья человека занимают одно из ключевых мест в работах многих ученых, исследователей в области биологии, экологии, медицины и др. В работах ряда авторов показано влияние на организм человека изменений отдельных метеорологических факторов: температуры воздуха, атмосферного давления, влажности, скорости ветра, парциального давления кислорода в атмосферном воздухе [2,3].
В настоящей работе приводятся результаты использования авторских методов и программных продуктов, разработанных нами, в рамках теории хаоса и синергетики (ТХС) и успешно применяемых в настоящее время в практике научных исследований, практическом здравоохранении при анализе характера динамики исследуемых параметров (например, метеофакторы) в ш-мерном фазовом пространстве.
Использование метода идентификации параметров аттракторов с позиции ТХС для оценки климати-
ческих показателей ХМАО-Югры на примере г. Сургута и Сургутского района, выполненное нами ранее [1,4], позволило установить хаотический характер динамики этих показателей, оценить величину параметров самих аттракторов и их взаимосвязь с возникновением метеопатических реакций населения., а также выявить различия между стохастической и хаотической динамиками поведения параметров.
Объект и методы исследования. Объектом изучения являлись два территориальных образования: г. Сургут (северная территория ХМАО-Югры) и территория г. Самары, как представителя средней полосы РФ, благоприятной территории, отличной от районов Севера. Информационной основой послужили фактические материалы наблюдений метеорологических показателей (температура, атмосферное давление и влажность атмосферного воздуха), полученные за период 2005-2009 гг. Методы исследования основывались на использовании авторских программ по идентификации параметров аттракторов исследуемых параметров (метеорологических показателей). В качестве системы рассматривалась модель 3-мерного фазового пространства, параллелепипед, внутри которого находится квазиаттрактор поведения параметров метеосреды. Для характеристики динамических параметров экосреды каждой рассматриваемой территории использованы три метеопараметра: температура Т°К (в градусах Кель-
вина), влажность К (относительная влажность, %) и давление атмосферного воздуха Р (мм рт ст).
Таблица 1
Матрицы идентификации расстояний яц между центрами хаотических квазиаттракторов вектора состояния метеопараметров в динамике сезонов года (по центральному месяцу сезона) 2005-2009 гг. в 3- мерном фазовом пространстве на примере двух территориальных образований: г. Сургута - центральная часть ХМАО РФ и г. Самары - средняя полоса РФ
Результаты и их обсуждение. В работе приводятся данные по анализу динамики метеопараметров путем идентификации параметров квазиаттракторов (в 3-мерном фазовом пространстве) и расчет межаттракторных расстояний в сравнительном аспекте двух разных по климато-географическим условиям территориальных образований - г. Сургут (центральная часть ХМАО-Югры) и г. Самара (средняя полоса РФ). Первый кластер данных представляет северную территорию РФ, которая располагается в
зоне Центрального пояса климатического районирования ХМАО-Югры.
Сравнение проводилось по 2 кластерам данных, в табл. 1 представлен весь набор межаттракторных расстояний (г;/) для двух кластеров анализируемых параметров:
- 1 кластер представляет комбинации вектора состояния метеопараметров различных сезонов для г. Сургута, содержит 20 квазиаттракторов для 5 лет измерений (2005-2009 гг.);
- 2 кластер - комбинации вектора состояния метеопараметров различных сезонов для г. Самары, также содержит 20 квазиаттракторов для 5 лет измерений (2005-2009 гг.).
Все расчеты исследуемых параметров в рамках ТХС (объемы фазового пространства, расстояния между центрами хаотических квазиаттракторов), произведены по центральным месяцам сезонов года.
В нашем случае, параметр г/ - расстояния между ((-ми, /-ми) центрами хаотических квазиаттракторов двух попарно исследуемых кластеров данных -набора метеопараметров (температура, влажность и атмосферное давление атмосферного воздуха) одноименных сезонов в динамике 2005-2009 гг. сравнения.
В табл. 2 приведены показатели межкластерных расстояний квазиаттракторов метеопараметров по среднемноголетним сезонным значениям (20052009 гг.) для двух исследуемых территорий.
Показатели межаттракторных расстояний X ;,/ (у.е.) двух территориальных образований - г. Сургута (центральная часть ХМАО) и территории г. Самары, как видно из табл. 2, имеют существенные различия в сезонной динамике за 2005-2009 гг. наблюдений. Кроме того, характерной особенностью для г. Самары являются близкие значения межаттракторных расстояний (X ;,/) между всеми сезонами года, т.е. они варьируют в более узком диапазоне значений; в то время как для территории ХМАО наблюдается более широкий интервал амплитудных колебаний среднего значения показателя межаттракторных расстояний (Х;,/).
Таблица 2
Значения расстояний Z ц (у.е.) между центрами квазиаттракторов вектора состояния метеопараметров в динамике 4-х годовых сезонов (по среднемноголетнему показателю 2005-2009 гг.) в 3-мерном фазовом пространстве в сравнении двух территориальных образований
2005-2009 гг. г ц (у.е.)
Сургут Самара
зима (январь) z і,і =17,64 2 і,і = 11,56
весна (апрель) 2 і,і = 12,29 2 і,і = 10,51
лето (июль) 2 і,і = 13,30 2 і,і = 8,74
осень (октябрь) 2 і,і = 11,92 2 ,9 II N
год 2 і,і = 55,14 2 і,і = 40,73
год СУРГУТ САМАРА
Январь, яц Январь, яц
2005 2006 2007 2008 2009 год 2005 2006 2007 2008 2009
2005 19,21 16,31 7,90 12,44 2005 16,54 20,77 6,27 7,03
2006 19,21 31,83 22,87 20,59 2006 16,54 5,72 8,57 11,40
2007 16,31 31,83 17,15 21,06 2007 20,77 5,72 17,02 14,65
2008 7,90 22,87 17,15 6,97 2008 6,27 8,57 17,02 7,64
2009 12,44 20,59 21,06 6,97 2009 7,03 11,40 14,65 7,64
2іі среднее 13,97 23,63 21,59 13,72 15,27 2іі среднее 12,65 10,56 14,54 9,88 10,18
год Апрель, яц Апрель, яц
2005 2006 2007 2008 2009 год 2005 2006 2007 2008 2009
2005 15,33 8,33 15,85 12,73 2005 12,17 2,78 13,52 15,60
2006 15,33 15,52 10,24 17,71 2006 12,17 11,72 6,72 7,34
2007 8,33 15,52 10,67 8,08 2007 2,78 11,72 14,35 11,94
2008 15,85 10,24 10,67 8,39 2008 13,52 6,72 14,35 8,89
2009 12,73 17,71 8,08 8,39 2009 15,60 7,34 11,94 8,89
2іі среднее 13,06 14,70 10,65 11,29 11,73 2іі среднее 11,02 9,49 10,20 10,87 10,95
год Июль, яц Июль, яц
2005 2006 2007 2008 2009 год 2005 2006 2007 2008 2009
2005 12,78 10,80 19,92 27,96 2005 8,00 6,15 6,42 6,31
2006 12,78 3,23 7,44 15,41 2006 8,00 4,74 12,16 14,03
2007 10,80 3,23 9,59 17,70 2007 6,15 4,74 10,70 10,87
2008 19,92 7,44 9,59 8,12 2008 6,42 12,16 10,70 8,03
2009 27,96 15,41 17,70 8,12 2009 6,31 14,03 10,87 8,03
2іі среднее 17,87 9,72 10,33 11,27 17,30 2іІ среднее 6,72 9,73 8,12 9,33 9,81
год Октябрь, яц Октябрь, яц
2005 2006 2007 2008 2009 год 2005 2006 2007 2008 2009
2005 6,64 10,42 17,12 16,92 2005 9,55 6,91 7,60 8,31
2006 6,64 12,88 17,86 17,43 2006 9,55 13,27 2,41 7,58
2007 10,42 12,88 8,97 7,71 2007 6,91 13,27 14,35 10,43
2008 17,12 17,86 8,97 3,20 2008 7,60 2,41 14,35 18,76
2009 16,92 17,43 7,71 3,20 2009 8,31 7,58 10,43 18,76
2іі среднее 12,78 13,70 10,00 11,79 11,32 2іі среднее 8,09 8,20 11,24 10,78 11,27
На рис. показана графическая картина, иллюстрирующая различия для показателей межаттрак-торных расстояний (Х;,/) хаотических квазиаттракторов вектора состояния метеопараметров (температура, влажность и атмосферное давление воздуха) двух различных климато-географических территориальных образований (годовые значения среднемноголетних наблюдений в динамике 2005-2009 гг.).
V (у.е.)
Сургут Самара
Рис. Различия межаттракторных расстояний (X / хаотических квазиаттракторов вектора состояния метеопараметров в динамике годовых показателей (среднемноголетние значения наблюдений 2005-2009 гг.) для двух климато-географических территориальных образований
Заключение. Процедура идентификации квазиаттракторов состояния метеопараметров экосреды путем измерения параметров фазового пространства и межаттракторных различий при сравнении класте-
ров данных на примере двух территориальных зон, убедительно иллюстрирует ярко выраженную хаотическую динамику метеофакторов урбанизированных экосистем Севера, что проявляется в больших значениях объемов параллелепипедов (квазиаттракторов), большим разбросом этих значений и существенными различиями межаттракторных расстояний.
Литература
1. Брагинский, М.Я. Влияние хаотической динамики метеофакторов на показатели кардио-респираторной системы человека в условиях Севера / М.Я. Брагинский, В.М. Еськов, С.Н. Русак, Т.Н. Ши-пилова // Вестник новых медицинских технологий.-2006.- Т. XIII.- №1.- С.168-170.
2. Виноградова, В.В. Изменение дискомфортности климата северных и восточных территорий России в период глобального потепления климата 80-х годов XX века / В.В. Виноградова // Материалы метеорологических исследований.- 1997.- № 16.- С. 223-230
3. Проблемы «Сфинкса ХХ1 века». Выживание населения России / В.П. Казначеев [и др.].- Новосибирск, 2000.- 232 с.
4. Еськов, В.М. Хаотическая и стохастическая оценка влияния динамики метеофакторов Югры на организм человека / В.М. Еськов, К.Н. Берестин,
B.В. Лазарев, С.Н. Русак, В.В. Полухин // Вестник новых медицинских технологий.- 2009.- Т. XVI.- №1.-
C. 121-122.
УДК 577.322+796
БИОИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ САНОГЕНЕЗА И ПАТОГЕНЕЗА ПРИ ГИРУДОРЕФЛЕКСОТЕРАПИИ
НА СЕВЕРЕ РФ
Р.Н. ЖИВОГЛЯД*, Н.В. ЖИВАЕВА*, О. А. БОНДАРЕНКО*, Т.В. СМАГИНА*, А.Г. ДАНИЛОВ*,
К. А. ХАДАРЦЕВА**
*ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО-Югры», пр-т Ленина, 1, 628412, г. Сургут,
тел.:+7 9227 84 98 55, e-mail: severnatasha@rambler.ru **Медицинский институт, Тульский государственный университет, ул. Болдина, д. 128, г. Тула, 300028
Аннотация: биоинформационный анализ параметров ВСОЧ больных позволил определить изменение меры хаотичности после лечения и выбрать наиболее информативные показатели для оценки эффективности проведенного лечения.
Ключевые слова: трудотерапия, вектор состояния фазового пространства.
