Info подсистема прогноза

Важнейшей составляющей частью ЭМОС является прогнозирование динамики состояния ПЭ, включая 3 обязательных компонента:

1) предыстория экосистем (априорная info)

2) текущее состояние экосистемы (апостериорная info)

3) имитационное моделирование возможного состояния экосистем.

Предыстория экосистем включает:

1) география положения ПЭ

2) гидро-, метео- условия в ней

3) среднестатистическая экология

4) наличие технологических объектов

5) социальные. Экономические условия

6) демографическая ситуация и т.д.

Текущее состояние экосистем включает:

1) результаты текущего экоисследования

2) результаты биосферных

3) экспертная оценка текущего состояния экосистем на основании априорной и апостериорной info

Имитационное моделирование возможного состояния экосистем включает:

1) создание физико-математических моделей процессов переноса примесей

2) создание имитационных моделей ПАЗ

3) «проигрывание» различных сценариев развития экоситуации

4) Оценка достоверности прогноза

Массовые силы, способствующие переносу силы в природно-водной среде.

Рассмотрим механизмы переноса сил в ПВ среде с течением. Такой процесс в гидродинамике – адвекция. Будем считать водные массы однородными. И выведем уравнение под действием массовых, т.е. действующих одновременно каждую частицу.

Уравнение движения элементов V водной среды.

dv=dx*dgdz

Элементарный закон однородной жидкости (2 закон Ньютона)

Как на практике выбрать величину V жидкости, переносящую примесь, если «океан – абсолютно однороден», то можно выбирать любой…..

если неоднороден, то размер такой, чтобы в его пределах все основные параметры mv vn можно бы считать неизменными. Т.е. наш выбор dv универсальный, а перейти к другому можно интегрированием.

Классификация массовых сил, действующих на V в океане.

1. Сила тяжести.

перпендикуляр к оси вращения

y – географическая широта (max на экваторе 0, min на полюсах, cos 0=1)

- частота вращения земли.

Сила тяжести max на экополюсах, min на экваторе.

2. Сила градиента давления.

Из области высокого – в область низкого давления.

Циклон – понижение давления.

Перепад уровней – градиент.

Антициклон – повышение давления.

Сила град. давления не зависит от географической широты.

3. Сила Кориолиса.

Сила Кориолиса возникает при движении тела в движущейся системе координат (поверхность земли). Эта сила зависит от величины V, но не зависит от направления, и всегда направлено перпендикулярно к направлению движения. Вправо – северное, влево – южное.

4. Сила ветрового трения.

Сила ветрового трения возникает из-за взаимного трения между движущими приводненными слоями атмосферы и неподвижной поверхностью воды.

Особенность: играют важную роль при возникновении течения, а как только вода придет в движение доминирующую роль приобретают силы между слоями воды и Силы Кориолиса. Действующей на каждый слой.

5. Приливо-образующие силы.

Уравнение адвекции водных масс, содержащих АЗ.

Геострафическое течение.

Вследствии перепада Р в МС и возникает при следующих условиях

- ускорение течения водных масс отсутствует (стандартный случай)

- движение выделенного V прямолинейно

- вязкое трение между слоями Н2О отсутствуют

- приливные силы отсутствуют

- силы ветрового трения = 0

- океан бесконечно глубок.

Уравнение геострафического течения (ГТ) при этих условиях.

При ГТ выделенный V жидкости под действием силы grad p начинает двигаться из области более высокого р в области более низкого р. Т.е. вниз по наклонной плоскости р.

Как он придет движение, то возникнет сила Кориолиса, откладывающаяся в с.м. – вправо, в ю. м. – влево.

Вектор v вид-ого в северном полушарии W будет повышаться до тех пор, пока не будет выполнено условие Г.Т., т.е. пока движение не станет стацион-ным. В итоге вид V при выполнении этих условий будет двигаться не вправо. Т.е. когда Fк уравновесит Fgrad p.

Ветровое течение.

Ветровое течение возникает при наличии Fв трения, F вязкого трения между слоями воды и Fк.

Fв трения играет роль только при возникновении течения, а затем слои моря начинают двигаться за счет сил вязкого трения между ними, причем вектор V описываются спиралью Этмана.

В.Т. возникает при следующих условиях:

1) а движение водных масс отсутствуют (стац-ное течение)

2) Fgrad p отсутствуют

3) приливные F отсутствуют

4) океан бесконечно глубок

Уравнение В.Т. при этих условиях:

Если это решение проинтегрировать по всей толщине МО, то усредненный перенос водных масс в результате В.Т. будет происходить в южном полушарии – влево, в северном полушарии – вправо.

Уравнение диффузии примеси в МО

Д – это перенос субстанции при помощи хаотичных мол. Или турбинных движений (МТД) в ПВ среде.

Турбинноедвижение в отличии от мол..низотропна

При помощи МТД в МО формируются главные гидрофизные поля, как поля солёности, поля растворенного О2, поля биогенных компонентов, поля примесей.

Количественно поток примесей за счётМД характеризуется вектором, потока примеси.

Неподвижная жидкость

В движущейся жидкости