Научно-методическое обеспечение оценки гидрометеорологической безопасности Арктической зоны Российской Федерации в условиях нечеткой информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат наук Тимофеев Павел Александрович

• Тимофеев Павел Александрович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Тимофеев Павел Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ОЦЕНИВАНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

1.1 Общая характеристика Арктической зоны РФ

1.2 Характеристика климатических условий Арктической

зоны РФ

1.3 Оценка тенденции изменений климата в Арктической

зоне РФ

1.4 Влияние погодных условий и изменений климата в

Арктической зоне РФ на геополитическую обстановку

1.4.1 Задачи гидрометеорологического обеспечения в Арктической зоне РФ

1.4.2 Природные опасности и риски, гидрометеорологическая безопасность

1.5 Выводы. Формулировка цели и задач исследования

ГЛАВА 2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПУТЕЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

2.1 Пути совершенствования гидрометеорологического и

климатического обеспечения

2.1.1 Оценка значимости гидрометеорологической и климатической информации

2.1.2 Развитие системы сбора, хранения, обработки и распространения гидрометеорологической информации

2.2. Перспективные направления совершенствования поддержки принятия решений в целях обеспечения гидрометеорологической безопасности

2.3 Модифицированная методика оценивания тенденций динамики температурно-влажностного режима Арктической

зоны РФ

2.3.1 Оценка особенностей и тенденций динамики

температурного режима Арктической зоны РФ

2.3.2 Анализ температурных рядов на основе преобразования

Фурье

2.3.3 Оценка особенностей и тенденций влажностного

режима Арктической зоны РФ

2.3.4 Оценка ветрового режима Арктической зоны РФ

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3 НЕЧЕТКАЯ МОДЕЛЬ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОЦЕНКЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

3.1 Структурная модель поддержки принятия решений

по оценке гидрометеорологической безопасности

3.2 Математическая модель интегрального показателя экстремальности погодных и климатических условий

3.3 Методика поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности в Арктической зоне РФ

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4 АПРОБИРОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ МЕТЕОЗАВИСИМЫХ РЕШЕНИЙ ПО ОЦЕНКЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

4.1 Реализация методики поддержки принятия метеозависимых

решений по оценке гидрометеорологической безопасности в Арктической зоне РФ

4.2 Показатели относительной эффективности применения разработанной методики

4.3 Процедура оценки эффективности разработанной методики

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научно-методическое обеспечение оценки гидрометеорологической безопасности Арктической зоны Российской Федерации в условиях нечеткой информации»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В диссертационной работе рассматривается научно-методический аппарат поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности при обеспечении войск (сил) в Арктической зоне РФ.

В настоящее время решение проблемы обеспечения гидрометеорологической безопасности и защищенности объектов Министерства обороны РФ в высокоширотных и полярных районах предполагает проведение постоянного мониторинга погодно-климатических условий, тенденции к изменению которых отчетливо проявляются в Арктической зоне РФ [1-17]. Данные такого мониторинга являются основой для получения оценок экстремальных свойств гидрометеорологических условий при определении типов состояния погоды и разработки сценариев деятельности войск (сил), эксплуатации объектов военной инфраструктуры, вооружения, военной и специальной техники [18-24].

В трудах Бедрицкого А.И., Дядюченко В.Н., Данилова А.И., Дмитриева В.Г., Переведенцева Ю.П., Фролова И.Е., Френкеля М.О. и др. рассмотрены вопросы погодных и климатических изменений, на основании которых определены проблемы обеспечения гидрометеорологической безопасности в Арктическом регионе [25-31]. Проведенные рядом авторов исследования позволили сформулировать основные требования, предъявляемые к экспертным системам. Однако вне рассмотрения оказались задачи практического выполнения этих требований в условиях ограниченного объема гидрометеорологической информации в условиях Арктики. Вследствие того, что поля гидрометеорологических параметров имеют значительную пространственную и временную изменчивость, а объективная их оценка проводится только лишь в малочисленных точечных постах наблюдений (в условиях Арктики), анализ степени гидрометеорологической безопасности проводится пока с недостаточным качеством, что приводит к снижению эффективности функциониро-

вания войск (сил) и возможности эксплуатации вооружения, военной и специальной техники. Результативность функционирования войск (сил) находится в существенной зависимости от определенных типов погоды, учет которых осуществляется лицом, принимающим решение, на качественно-эмпирическом уровне [32-35]. Существующие алгоритмы и методики поддержки принятия метеозависимых решений не всегда в полной мере учитывают специфические погодно-климатические условия Арктической зоны РФ и не всегда позволяют в достаточной степени использовать эту информацию при выработке оптимальных рекомендаций по обеспечению войск (сил). С другой стороны, сложность процессов взаимодействия природы и человека заставляют искать новые, нестандартные пути решения проблемы. Одно из направлений, которое предлагается использовать для решения задачи оценки степени гидрометеорологической безопасности, заключается в качественной и количественной оценке погодно-климатических характеристик при привлечении на каждом этапе оценивания субъективной информации, получаемой от исследователя или привлекаемого им эксперта [24, 36-43].

Зонирование климатических локальных территорий Арктической зоны РФ в целях оценки степени гидрометеорологической безопасности предлагается проводить на основе модели поддержки принятия решений, использующей в качестве входной как объективную, так и субъективную информацию (нечеткую экспертную систему). Реализации данной модели обеспечивают процесс поддержки принятия решений, т.е. процесс разработки необходимых рекомендаций. В этом случае построение нечеткой экспертной системы сводится к выявлению предпочтений лица принимающего решение, а также к разработке на этой основе адекватной модели выбора наилучшей в некотором конкретном смысле альтернативы с оптимальными для обеспечения гидрометеорологической безопасности гидрометеорологическими условиями [23, 44-48].

Научной задачей исследования является построение научно-методического аппарата поддержки принятия решений по оценке гидрометео-

рологической безопасности функционирования войск (сил) в Арктической зоне РФ, основанного на методах обработки объективной и субъективной информации о погодных условиях.

Актуальность данной задачи обоснована возможностью существенного повышения качества оценки степени гидрометеорологической безопасности в условиях нечеткой информации и слабой освещенности районов Арктики гидрометеорологической и климатической информацией.

Целью исследования является повышение эффективности поддержки принятия метеозависимых решений по оценке гидрометеорологической безопасности при обеспечении войск (сил) в суровых погодных условиях на основе методов нечеткой логики.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач.

1. Анализ современных исследований в области задач по обеспечению гидрометеорологической безопасности с целью определения перспективных направлений их решения.

2. Модификация методики оценивания тенденций динамики темпера-турно-влажностного режима Арктической зоны РФ по последовательным (скользящим) 15-летним периодам.

3. Построение структурной модели поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности функционирования войск (сил) на основе нечеткой исходной информации.

4. Построение математической модели интегрального показателя экстремальности погодных и климатических условий для Арктической зоны РФ.

5. Разработка методики поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности при обеспечении войск (сил) в Арктической зоне РФ, учитывающей на интегральном уровне экстремальные погодные и климатические условия.

6. Оценка потенциальной эффективности применения построенного аппарата научно-методического обеспечения, апробирование и анализ полу-

ченных научных результатов.

Объектом исследования является система поддержки управленческих решений при обеспечении войск (сил) и эксплуатации объектов военной инфраструктуры вооружения военной и специальной техники в Арктической зоне РФ, функционирующая в целях оценивания гидрометеорологической безопасности.

Предметом исследования является научно-методический аппарат поддержки принятия метеозависимых решений, учитывающий обеспечение гидрометеорологической безопасности функционирования войск (сил).

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались методы системного анализа, теории управления, нечеткой логики, статистического анализа и исследования операций, климатологии.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Осуществлена модификация методики оценки тенденций динамики температурно-влажностного режима Арктической зоны РФ. Отличительной особенностью модифицированной методики является использование нового подхода к расчету значений статистических параметров температурно-влажностного режима по последовательным (скользящим) 15-летним периодам для 21 условной области Арктической зоны РФ.

2. Построена структурная модель поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности функционирования войск (сил) на основе нечеткой исходной информации. Отличительная особенность данной модели состоит в использовании нового подхода к построению вариантов принятия решений и оценки их эффективности по нечетким критериям.

3. Построена математическая модель интегрального показателя экстремальности погодных и климатических условий, которая отличается локализацией для расчетов в Арктической зоне РФ, а также адаптацией для совместного использования с вербально-числовой шкалой Харрингтона.

4. Разработана методика поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности в Арктической зоне РФ, отличающаяся сопряженностью территориально-временных зон однотипных погодно-климатических условий со стратегиями обеспечения войск (сил), при которых достигается требуемый уровень безопасности их функционирования.

Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертационную работу, подтверждены корректностью построенной модели и разработанного научно-методического аппарата, использованием известных положений фундаментальных наук, сходимостью полученных теоретических результатов с данными численного эксперимента, экспертными оценками специалистов, а также широкой апробацией результатов на научных конференциях.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке научно-методического аппарата поддержки принятия решений по оцениванию гидрометеорологической безопасности и развивает элементы теории нечеткой логики в рамках поддержки управленческих решений при обеспечении войск (сил) в Арктической зоне РФ в условиях метеорологической неопределенности. Разработанные модели и методика поддержки принятия решений на основе нечеткой исходной информации, обеспечивающие оценку степени гидрометеорологической безопасности функционипрвания войск (сил) вносят существенный вклад в развитие элементов теории принятия статистических решений, реализуемых в воинских формированиях при выполнении задач по предназначению.

Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что применение предложенного в работе научно-методического аппарата поддержки принятия решений по оцениванию гидрометеорологической безопасности функционирования войск (сил) в Арктической зоне РФ позволяет без существенных материальных затрат повысить безопасность и эффективность применения войск (сил) и эксплуатации объектов военной инфраструктуры. Кроме того, результаты работы могут использоваться для решения широкого круга других

практических задач, связанных с поддержкой управления метеозависимыми организационно-техническими системами.

Практическое использование результатов исследования. Методика поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности в Арктической зоне РФ, математическая модель интегрального показателя экстремальности погодных и климатических условий внедрены в практическую деятельность Главного гидрометеорологического центра МО РФ и использованы при разработке новых алгоритмов гидрометеорологического обеспечения войск (сил) в условиях Арктики. Методика поддержки принятия решений, математическая модель интегрального показателя экстремальности погодных и климатических условий использованы в Гидрометеорологической службе ВС РФ (в части касающейся совершенствования гидрометеорологического обеспечения авиационных частей и соединений). Разработанные модели и методика принятия решений применяются в учебном процессе ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) при изучении курсантами и слушателями дисциплин «Климатология» и «Методы поддержки принятия метеозависимых решений».

На защиту выносятся:

1. Модифицированная методика оценивания тенденций динамики тем-пературно-влажностного режима Арктической зоны РФ по последовательным (скользящим) 15-летним периодам.

2. Структурная модель поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности функционирования войск (сил) на основе нечеткой исходной информации.

3. Математическая модель интегрального показателя экстремальности погодных и климатических условий для Арктической зоны РФ.

4. Методика поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности при обеспечении войск (сил) в Арктической зоне РФ.

Соответствие диссертации паспорту специальности. В диссертации

разработан научно-методический аппарат поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности функционирования войск (сил) в Арктической зоне РФ в условиях нечеткой информации, что соответствует формуле специальности 25.00.30 - «Метеорология, климатология, агрометеорология». В соответствии с целью, задачами и полученными научными результатами диссертация соответствует следующим пунктам области исследования: П. 14. Микроклимат природных объектов, микроклимат мегаполисов; П. 16. Метеорология и экология; П. 17. Прикладная климатология - атмосфера и строительство, медицина, курортология, транспорт, лесоведение.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских конференциях: «Современные проблемы и перспективные направления развития авиационных комплексов и систем военного назначения, форм и способов их боевого применения», Всероссийская научно-практическая конференция, Военный авиационный инженерный университет, г. Воронеж, 22-23 ноября 2011 года; «Военно-воздушные силы - 100 лет на страже неба России: история, современное состояние и перспективы развития», Всероссийская научно-практическая конференция, Военный авиационный инженерный университет, г. Воронеж, 16-17 мая 2012 года; «Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях», Международная научно-практическая конференция, Воронежский государственный технический университет, 18 декабря 2013 года а также 12 ноября 2014 года; «Академические Жуковские чтения. Системы гидрометеорологического, экологического и специального мониторинга: методологические аспекты повышения качества функционирования», Всероссийская научно-практическая конференция, ВУНЦ ВВС «ВВА», г. Воронеж, 20-21 ноября 2013 года; «Методологические аспекты развития метеорологии специального назначения, экологии и систем аэрокосмического мониторинга» Всероссийская научно-практическая конференция, ВУНЦ ВВС «ВВА» г. Воронеж, 27-28 мая 2014 года и 26-27 мая 2015 года; «Проблемы безопасно-

сти при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций», Всероссийская научно-практическая конференция с Международным участием, Воронежский институт ГПС МЧС России, 19 декабря 2013 года; «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы», Международная научно-практическая конференция, Воронежский институт ГПС МЧС России, 18-19 сентября 2014 года; «Комплексные проблемы техносферной безопасности», Международная научно-практическая конференция, Воронежский государственный технический университет, 12 ноября 2015 года; «Академические Жуковские чтения. Системы гидрометеорологического, экологического и специального мониторинга: методологические аспекты повышения качества функционирования», Всероссийская научно-практическая конференция, г. Воронеж, 25-27 ноября 2014 года и 26-27 ноября 2015 года.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 20 печатных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертационных исследований, общим объемом 97 стр. (лично автором выполнено 63 стр.). В работах, опубликованных в соавторстве, личное участие автора заключается в определении целей и задач работы [1, 6-9], в разработке соответствующих моделей и методик [2-5, 10-20].

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 4 глав, введения, заключения и двух приложений, библиографического списка из 142 наименований, содержит 146 страниц основного текста, 47 рисунков, 17 таблиц.

Основное содержание работы. В первой главе осуществлен анализ современных исследований в области задач по обеспечению гидрометеорологической безопасности с целью определения перспективных направлений их решения. В рамках данного исследования изучено влияние гидрометеорологических и климатических условий на личный состав войск (сил) в Арктической зоне РФ, представлена оценка тенденции климатических изменений в современную эпоху. Показано, что учет влияния гидрометеорологических и

климатических условий имеет значительное влияние на геополитическую обстановку, национальную безопасность и условия функционирования войск (сил) в Арктическом регионе. Акцентировано внимание на особенностях определения границ Арктической зоны РФ и важности определения условий гидрометеорологической безопасности в рамках данного региона. Рассмотрены основные природные опасности и риски влияющие на гидрометеорологическую безопасность. Указано на актуальность продолжения исследований, направленных на повышение качества оценки гидрометеорологической безопасности.

Сделан вывод о целесообразности построения математической модели оценки гидрометеорологической безопасности при использовании войск (сил) по предназначению на базе методов нечеткой логики, выбор которых определяется спецификой района применения войск, наличием и компетентностью экспертов.

Во второй главе представлено обоснование путей совершенствования обеспечения гидрометеорологической безопасности. С этой целью рассмотрены вопросы обеспечения войск (сил) гидрометеорологической и климатической информацией и построения информационного подпространства Гидрометеорологической службы ВС РФ. В рамках формирования информационного кластера Гидрометеорологической службы проведена модификация методики оценивания тенденций динамики температурно-влажностного режима Арктической зоны РФ по последовательным (скользящим) 15-летним периодам. На основе данного оценивания сделан вывод о необходимости уточнения степени гидрометеорологической безопасности, путем построения математической модели.

В третьей главе построена структурная модель поддержки принятия метеозависимых решений по оценке гидрометеорологической безопасности. С целью получения реализаций данной модели разработаны математическая модель интегрального показателя экстремальности погодных и климатических условий и методика поддержки принятия решений по обеспечению гид-

рометеорологической безопасности функционирования войск (сил). Показано, что при подготовке и проведении учебной подготовки в районах с неразвитой военной инфраструктурой рекомендуется применять методику, использующую как объективную, так и субъективную информацию (нечеткую экспертную систему), и на ее основе осуществлять поддержку принятия решений.

Четвертая глава посвящена оценке потенциальной эффективности применения полученных результатов работы в процессах поддержки принятия решений по оценке гидрометеорологической безопасности функционирования войск (сил). С этой целью была исследована совокупность стратегий использования гидрометеорологической информации лицом принимающим решение и с помощью анализа данных о численных значениях функции принадлежности, доказана целесообразность применения разработанной методики. Кроме того, для анализа дальнейших перспектив увеличения эффективности оценки гидрометеорологической безопасности относительно методического, эмпирического и идеального подходов, рассчитаны показатели относительной верификации, характеризующие приращение указанной эффективности, связанное с применением каждой из рассматриваемых стратегий.

В заключении сделаны выводы по результатам работы.

В приложении А приведены характеристики температурного режима областей Арктической зоны РФ для центральных месяцев сезонов года (уровень 1000 гПа, 1981-2013 гг.)

В приложении В приведены характеристики влажностного режима областей Арктической зоны РФ для января и июля (уровень 1000 гПа, 19812013 гг.).

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ОЦЕНИВАНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

1.1 Общая характеристика Арктической зоны РФ

Арктическая зона - северная полярная область Земли, включающая Северный Ледовитый океан и его моря: Гренландское, Баренцево, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское и Бофорта, а также море Баффи-на, залив Фокс-Бейсин, проливы и заливы Канадского Арктического архипелага, северные части Тихого и Атлантического океанов; Канадский Арктический архипелаг, Гренландию, Шпицберген, Землю Франца-Иосифа, Новую Землю, Северную Землю, Новосибирские острова и остров Врангеля, а также северные побережья материков Евразия и Северная Америка [11, 49, 50].

Общепринятых границ Арктики не существует. Линией, чаще всего используемой для определения Арктической зоны, является северный полярный круг (66°33' северной широты). При таком определении общая площадь территории Арктики составляет 21 млн. км2. Иногда южная граница Арктической зоны связывается с положением изотермы наиболее теплого месяца +10 °С (за исключением районов со среднегодовой температурой выше 0°С). В пределах Арктики расположены территории, континентальные шельфы и исключительные экономические зоны восьми арктических государств - России, Канады, США (Аляска), Норвегии, Дании (Гренландия и Фарерские острова), Финляндии, Швеции и Исландии. Максимальную протяженность границ в Арктике имеет Россия [49, 50].

В настоящее время отсутствует строгое обоснование отнесения той или иной территории России к Арктической зоне. Существует значительный разброс в перечнях административных районов субъектов Федерации, предлагаемых к включению в Арктическую зону.

В современной географической науке в определении Арктики используются следующие основные научные методы: астрономический, климатический, физико-географический. Кроме того, для выделения границы Арктики с точки зрения условий жизни населения используется комбинированный биоклиматический метод.

С точки зрения астрономических критериев, определяющих поступление солнечной радиации, освещенность, в качестве границ Арктики предлагаются определенные параллели северного полушария.

В рамках климатического подхода при определении границ арктической зоны предлагалось использовать: изотерму июля +10°С, величину рал

диационного баланса (10 или 15 ккал/см в год), среднее положение арктического атмосферного фронта, разделяющего арктические воздушные массы и воздушные массы умеренных широт и др. [50]. Однако использование климатических показателей имеет как сильные, так и слабые стороны. Климат не стабилен, климатические индексы для конкретных территорий флуктуируют во времени.

а

V

V-

.{.

х-

Северный Ледовитый океан

ш

л

IШк^ .

, 5Г

Охотское норе

I Мусадежи область

1 • Яклу&ма Карал« (* оостам (Ьуховго. Кмааого а Балсапраого кумцтагма (лях»)

3 Арютиъоа* область (• оостам Оииоюго. Пр«ие«о*»о « Цаммаего

• таая инмктр|та»а пржчдпиища «м арпичаоиа остром»)

4 ■ Нмчмк аатошма! арр

5 • Ршлго Неивчо* мкисяма» ОфУ

6 • Красмоараам О оостам Та*шроего (Достав «аиачюго) ирмагтяооракэа. горойсаогоо^анормм.иун(|1гшъногоо((шо*»««га№ Игара Туррмхого и>мч«ш»|«го (аоа)

7 • Распопы Сш (Яцглаа) (• оостам ■ *<час»оо Аппамсесасго. Амбараего. Сцоцхаоо Варкакхго Ж*»оого Опамаовго. 1Ь»ч —ж»ая«о. Сраомгмюауо. Уст* Янемго а ЭааноЬитмоао угусоа)

8 • ЧуЮГООИ МТОКИ 41 Офут

9 - Раслу&мп Кош (• оостам горовоюго Оф»та Исргута)

Рисунок 1.1 - Карта территории Арктической зоны РФ (проект)

Физико-географический подход основывается на классификации ландшафтов и исходит из того, что все частные факторы среды интегрированы в базовые параметры ландшафтов, определяющие общие закономерности географической дифференциации территории. В настоящее время существуют обобщающие картографические материалы, необходимые для установления границы Арктики на территории России в соответствии со структурой ландшафтов и характером растительного покрова, как индикаторов суровости природной среды.

На заседании Экспертного совета по Арктике и Антарктике при председателе Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации (16 мая 2012 г., Тюмень) внесено предложение по уточнению границ Арктической зоны РФ [11, 49, 73].

Разработчики карты, представленной на рисунке 1.1 [73, 74], поддерживают предложение провести южную границу Арктики не только по границам субъектов РФ, но и муниципальных образований, которые имеют выход к морям Северного Ледовитого океана. По данному критерию в Арктической зоны РФ вошли Мурманская область, три муниципальных образования республики Карелия, Ненецкий, Ямало-Ненецкий, Чукотский автономные округа, муниципальные образования Красноярского края, 11 улусов республики Саха Якутия. Из Архангельской области - Онежский и Приморский районы, города Архангельск, Северодвинск и Новодвинск.

Учитывая экстремальные природно-климатические условия Арктики, удаленность и транспортную труднодоступность этого региона, объекты экономики и социальной сферы расположены здесь на ограниченных локальных территориях. Вместе с тем, особенность Российской Арктики, по сравнению с другими странами региона, заключается в значительной численности населения. В Арктической зоне РФ проживает 1,95 млн. чел., т.е. около 1,3% населения всей страны, при этом свыше 87% населения региона проживает в городах. Здесь расположено 46 городов с населением свыше 5 тыс. чел., из них 4

города с населением свыше 100 тыс. чел. (Мурманск, Норильск, Новый Уренгой и Ноябрьск) [3 ,4, 10].

В Арктической зоне РФ создана мощная промышленная инфраструктура: объекты нефтегазового комплекса, магистральные трубопроводы протяженностью тысячи километров, электростанции, в том числе Билибинская АЭС, шахты, железные дороги, аэродромы, морские и речные порты. Здесь сосредоточены разнообразные и значительные по запасам минерально-сырьевые и другие природные ресурсы, многие из которых уже вовлечены в хозяйственный оборот. В Арктической зоне РФ добывается около 80% российского газа, более 90% никеля и кобальта, 60% меди, 96% платиноидов, 100% барита. В Арктической зоне РФ начальные извлекаемые ресурсы углеводородов на шельфе достигают 100 млрд т условного топлива, в том числе

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тимофеев Павел Александрович, 2016 год

" - - -

~ _ _

\ \ " — ---- к к I г*1

\ / "к к —А кг-1 к / \ -V ✓ л к

/ ч / 1 Г - - - ----

1 к к к

16,5

16

15,5

15

14,5

14

ф

X

о ^

1—

о

с.

с?

ш

^

с.

о

1 2 3 4 5 6

скользящая средняя • тренд средней, R2 = 0,82

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода скользящее ср.квадр.отклонение ------тренд ср. квадр. откл., ^ = 0,471

03 ш

CK CK X

CI ф

Œ

о

86 85 84 83 82

ф s

X

ф

о

Œ CI 03 ш

Œ

О

7

6,5 6

5,5 5

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода -■А--скользящее ср.квадр.отклонение

------тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,1148

Рисунок В.27 - Ход xc и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 2.1)

1 2 3 4 5 6 7

скользящая средняя тренд средней, R2 = 0,9342

о о

X

03 ш

CK CK X

CI ф

Œ

о

86 85 84 83 82 81 80

>

„к t' kr-i к —^

t к— к к \ \ -

---- ---- / й Г \ X -

о—< м к к

8

7,5 7

6,5

1 23456789 10

скользящая средняя тренд средней, R2 = 0,8476

ф

X

о

ΠCI 03 m

Œ

О

11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода -■А--скользящее ср.квадр.отклонение

-----тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,3307

Рисунок В.28 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 2.2)

о о

X

03 ш

CK CK X

CI ф

Œ

о

86

85

84

83

82

1чч к,"

> / > \

О-1 / Y Г.\- i—^

ÈT4

7,5

6,5

ф X

о

ΠCI 03 m

Œ

О

5,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода скользящее ср.квадр.отклонение ■ тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,8189

скользящая средняя тренд средней^ = 0,8745

9

7

6

03 ш

CK CK X

d

ф

Œ

О

85 84 83 82 81

» >

/ À r о - -

—i /

S, 7 _ - ~ - - ' ' / k

Jk- k__i k-i r-j r-i k— k—^ r-l k'

7,5 7

6,5 6

5,5

ф s

X

ф

о

Œ d 03 ш

Œ

О

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода

Э скользящая средняя --А--скользящее ср.квадр.отклонение — тренд средней, R2 = 0,6027 -----тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,7678

Рисунок В.30 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 2.4)

о о

X

03 ш

CK CK X

CI ф

Œ

о

87 86 85 84 83 82 81 80 79

i k—à

/ si \ , -

/ 7 / *

À y 4 / / / , i \ X Л k- -i k

JC f~* r \ t'

»—1 r

9,5

10

ф s

X

ф

X

о ^

I—

о

Œ CI 03 ш

Œ

О

8,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода

— скользящая средняя --А--скользящее ср.квадр.отклонение

R2 = 0,0164

— тренд средней, R2 = 0,9145 -----тренд ср. квадр. откл.,

Рисунок В.31 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 2.5)

о о

X

03 ш

CK CK X

CI ф

Œ

о

90 89 88 87 86

▲ - N~ . i'1 > / i \ \ > k H-<

j - \ Е-'/ r Al M H И / ------ k

M И л l—-J k—i ---- " è r" S / / / /

t \ \ 1 r- à / / L i L

123456789

скользящая средняя - тренд средней, R2 = 0,9559

4,5

ф s

X

ф

о

ΠCI 03 m

Œ

О

3,5

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода -•àc-- скользящее ср.квадр.отклонение -----тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,5165

9

4

90 89 88 87

X

° 86 ск

I 85

ф

& 84

03 ш

< \ г-1 л * к—i гс

\

-Ч-. \ Ц к, ---- _ __

ч

6,5 6

5,5 5

4,5

X

ф

о

03 ш

о

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода

—скользящая средняя --А--скользящее ср.квадр.отклонение

537

— тренд средней, R2 = 0,9354 -----тренд ср. квадр. откл.,

Рисунок В.33 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 3.2)

о о

X

03 ш

ск ск

X

ф

ср

О

90 89 88 87 86 85 84

123456789

скользящая средняя — тренд средней, R2 = 0,9254

7,5 7

6,5 6

5,5 5

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода - - скользящее ср.квадр.отклонение ------тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,7667

ф

X

ф

X

о

1—

о

03

ш

^

о

Рисунок В.34 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 3.3)

91

о4

-0~ 1— 90

О

X 89

03

ш 88

X

о 87

СК

СК

X ч 86

ф

о 85

к—' 1—' сг1 к—^ к—4 к \ о , о о^

' - - . \ \ у г"

-

" л к ч 1 к

\—\ \ ч / / / 'л \--\ - ^

__ И ч > / \ i к"

7

6,5 6

5,5 5

ф

X

ф

X

о

1—

о

03

ш

^

о

1 2 3 4 5 6 7

скользящая средняя — тренд средней, R2 = 0,9053

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода - -А- - скользящее ср.квадр.отклонение ------тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,779

03 ш

ск ск

X

ф

Ср

О

91 90 89 88 87

6,5 6

5,5 5

4,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода ■-скользящее ср.квадр.отклонение - • тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,692

✓ ✓ * \ \ \ > / £ S >

\ У к— —1'1 1 <

\ \ \, 1 > / у 1 к-"* Г ' - "Л--\ 5 <

>—4

X

ф

о

р

с? ш

О

О скользящая средняя ■ -тренд средней, R2 = 0,8467 ■

Рисунок В.36 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 3.5)

о о

X

03 ш

ск ск

X

ф

р

О

88 87 86 85 84

7,5 7

6,5 6

5,5

ф X

о

р

03 ш

р

о

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода

О скользящая средняя скользящее ср.квадр.отклонение -тренд средней, R2 = 0,9371 ------тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,827

Рисунок В.37 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 3.6)

о о

X

03 ш

ск ск

X

ф

р

О

86 85 84 83 82

7,5 7

6,5 6

5,5

ф X

о

р

03 ш

р

о

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода

О скользящая средняя --А--скользящее ср.квадр.отклонение — тренд средней, R2 = 0,8358 ------тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,0927

03 ш

ск ск

X

ф

р

О

87

86

6,5 6

85 А------------------М- 5,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Номер периода

О скользящая средняя --А--скользящее ср.квадр.отклонение -тренд средней^ = 0,3364 ------тренд ср. квадр. откл., R2 = 0,4428

Рисунок В.39 - Ход хс и ^средней относительной влажности скользящих 15-летних периодов (январь, область 3.8)

91

{Г

.о" 1— 90

О

о X 89

03 88

ш

□I 87

1—

ск 86

ск

X ч 85

ф

р О 84

О

к \ А ✓ к _

ч. -- -Л 1-4 ---- \ \ 1 1 \ - - > г-: НН

к \ V / 1

1 к—, к \ / / -

(И >—1 Г \ \ / / а

7

6,5 6

5,5 5

ф

X

о ^

I—

о

ш