Анализ и синтез изменения характеристик ПТК во времени (первый подход к выделению состояний ПТК)

Рис. 2. Динамика параметров, характеризующих функционирование фаций ПСЛ в течение суток с ясной погодой в апреле 1973 г. (См. условные обозначения к рис. 1.)

Рис. 3. Динамика параметров, характеризующих структуру и функционирование фаций ПСЛ в апреле 1973 г. (См. условные обозначения к рис. 1.)

1. Каждый процесс или явление обладает своей временной структурой, которая, в частности, выражается в различной амплитуде отклонений от своей средней величины в разные интервалы времени. Эта структура далеко не одинакова даже у близких параметров. Например, радиационный баланс характеризуется непрерывным изменением в течение суток, а суммарная радиация — в течение лишь их светлого времени. Другой пример: если фитомасса ветоши и подстилки в фациях склонов средней крутизны со степной растительностью в течение года изменяется континуально, то динамика зеленой фракции имеет дискретный характер, ибо зимой она равна нулю.

Рис. 4. Динамика параметров, характеризующих структуру и функционирование фаций ПСЛ в течение 1973 г. (См. условные обозначения к рис. 1.)

2. Амплитуда колебаний подавляющего большинства параметров, характеризующих структуру и функционирование ПТК. В различные отрезки времени неодинакова. Отдельные мелкие флюктуации совершаются на фоне средних и более крупных циклов. Например, минутные изменения температуры воздуха происходят на фоне часовых, последние — на фоне суточных изменений и т. д. При этом наибольшие колебания температуры воздуха на Марткопском стационаре совершаются в течение суток и года, а температуры почвы на глубине 1,6 м — в течение года. Все это приводит к наложению частот, что затрудняет интерпретацию значений наблюдаемого параметра функционирования ПТК.

3. При анализе изменения отдельных процессов во времени хорошо выявляются эффекты инерции и последствия, или так называемый «эффект последействия». Эти эффекты были в свое время детально изучены на Марткопском стационаре (Некоторые параметры биогеоцикла ., 1974) при анализе динамики фитомассы. Оказалось, что постепенный переход веществ из одного блока биогеоцикла в другой (например, переход зеленой фракции фитомассы в ветошь, в подстилку и т.д.) обусловливает сдвиг по фазе и уменьшение амплитуды. Это хорошо видно из рис. 6. Ветошь по сравнению с зеленой фракцией изменяется с меньшей амплитудой и сдвигом по фазе на полгода. Старая ветошь и свежая подстилка изменяются с меньшей амплитудой и с большим сдвигом по фазе, чем ветошь.

4. Процессы, имеющие различные источники колебаний (например, солнечная энергия, осадки или силы гравитации), довольно часто бывают асинхронными.

5. Зависимость между изменением во времени отдельных процессов и явлений в ПТК носит не менее сложный характер, чем сопряженность отдельных компонентов ПТК в пространстве. Например, динамика фитомассы зависит от целого ряда условий, и в частности от хода температуры и влажности, запаса минеральных веществ в почве, жизненного цикла отдельных растений и т.д. Из-за этого крайне трудно моделировать динамику отдельных процессов, так как сопряженный анализ их изменения во времени при более трех определяющих переменных – практически не решаемая задача. В этом видимо, и кроется одна из причин многих неудачных попыток математического моделирования ПТК и их динамики.

Больше о географии:

Гастрономические особенности Нормандии
Местоположение Нормандии оказало большое влияние на гастрономические традиции региона. Близость к морю объясняет пристрастие нормандской кухни к рыбе и морепродуктам, а обширные сельскохозяйственные угодья и сады Внутренней Нормандии — наличие свежих деревенских продуктов, сыров, яблок. Французска ...

Виды свободных экономических зон, и факторы, влияющие на их выбор
В соответствии с положениями Федерального закона от 22 июля 2005 г. № 116-ФЗ «Об особых экономических зонах в Российской Федерации» с изменениями от 3 июня 2006 г. в Российской Федерации могут создаваться особые экономические зоны четырех типов: промышленно-производственные, технико-внедренческие, ...

Канско-Ачинский буроугольный бассейн
Канско-Ачинский буроугольный бассейн с запасами 600 млрд. т. незначительная глубина залегания угольных пластов (отдельные пласты выходят на поверхность и создают условия для открытой добычи), их большая мощность (40-100 м) обуславливают низкую себестоимость добычи угля (самую низкую в стране). Кру ...