// Вие четете...

Приложни науки

Хидрометеорологични изследвания. – 2

A79„За човека всеки знаят е достъпен, ако не му е празна главата.“

Хидрометеорологични изследвания. – 2

Оценка за изученост.
Оценката за океанографската изученост предполага, първо систематизация и отразяване на непрекъснато постъпващата информация и второ съпоставяне на получените резултати с нарастващите изисквания на морските организации към тази информация.
Тези обстоятелства изискват избор на такъв критерии, който да отразява и двете страни на процеса на оценката за изучеността на океана.
Възможни са три пътя за оценка степента на изученост:
– оценка океанографската изученост, чрез количеството на получената информация;
– оценка на океанографската изученост, чрез вероятността за откриване на мащабите на изменчивост на природните процеси;
– оценка на океанографската изученост, чрез приложната ефективността на резултатите от изследванията.
Последните две направления се явяват като най-перспективни за използване на съвременен математически апарат при избор на критерии, тъй като първото направление дава само качествена представа за проведените изследвания и не дава отговор на практически важния въпрос – до каква степен трябва на се провеждат изследванията.
По такъв начин океанографската изученост може да се оцени със степента на изученост, което позволява математически да бъде представяна със следните варианти:

F1

където qlij – степен на изученост на i-я океански параметър в i-я район по отношение j-та задача и се изменя от 0 до 1 (при n≥N, qlij = 1);

nlij – съществуващ обем информация;
Nij – изискуем обем информация.
Величината glij отразява степента на изученост на квазиеднороден район, тоест район по които средното значение на океанографския параметър несъществено се отличава от средното значение за отделните части на тази акватория за същия този интервал на усредняване.
Ако за област от Световния океан, в пределите на които се решава j-та задача, несъизмерима с разглеждания район, то е необходимо да се извърши усредняване по цялата област, тоест формула (1) се преобразува към следния вид:

F2
където m – число на участъците с различна степен на изученост;

Sl – площта на всеки участък;

S – обща площ на района, подлежаща на изучаване в интересите на решаването на j-та задача.
Като правило, ефективността на решаване на поставената задача зависи не от една, а от цял ред параметри, при което те са с различна степен на изученост. С цел отразяване на този факт, формула (2) трябва да бъде преобразувана с отчитане на i-я океански параметър за ефективно решаване на j-та задача. Тогава за оценка степента на изученост на даден район ние ще имаме следното изражение:

F3

където Rij – теглова функция, която трябва да отразява влиянието на изученост на океанографските параметри на ефективността на задачите.
Критерии за ефективността на решаване на задачите, като функция на океанографските параметри може да бъде представена с израза:

FF1

При това оценката на влиянието на изменението на параметрите върху изменението на величината на критерия може да бъде изчислена по формулата:

FF2

а тегловата функция, отразяваща влиянието на изследвания параметър може да бъде изчислена по следната формула:

F4

Формула (3) отразява и двете страни на оценката на изученост на Световния океан в интересите на съответната организация, за които беше казано по-горе, тъй като в нея напълно се отчита обема на съществуващата информация за всички океанографски параметри ni, към които има изисквания от страна на потребителя Nij и степента на влияние на изучеността на възможността за решаване на поставените задачи Rij.
Освен това, тази формула може да бъде обобщена за случая, когато в един район се решават не една, а няколко задачи, което като правило и има място в практиката. Тогава формулата за оценка на степента на изученост ще има следния вид:

F5

където Wj – теглото, отразяващо важността на j-та задача в общия комплекс от задачи, решавани в дадения район, може да бъде определена по пътя на експертна оценка.
По този начин, разгледания критерии за изучеността позволява да се оцени изучеността на района както по един, така и по комплекса океанографски параметри с отчитане на тяхното влияние на оперативно – тактическите критерии, което може да бъде използвано при проектиране на хидрометеорологични изследвания.
Както се вижда от нашите разсъждения, ефективността на използване на резултатите от океанографските полета се определя от обема данни, които са на разположение на изследователя. Освен това, налага се едновременно да се съобразяват с факта, че стойността за получаването на океанографската информация е доста висока и че необходимото количество на измерванията за построяване на полето, практически не винаги може да се постигне. Поради това, при проектиране на изследвания желателно е да се направи оценка на необходимия обем информация (количество станции, продължителност на наблюденията) удовлетворяващ най-напред изискванията за точност на снимката и сетне ограниченията във всеки един момент към силите и средствата, както и към икономическите ресурси за провеждане на изследванията.
С установяване на съответните математически зависимости се съставя по нататъшното съдържание на задачите по проектирането на хидрометеорологични изследвания.
Проблемът с намирането на оптималното число станции за измерване в настоящия момент е изследван по отношение към задачите на метеорологията.
При оценка на икономическата ефективност е полезно да се различават понятията абсолютна и относителна ефективност.
Абсолютната ефективност, видимо е целесъобразно да се установява по пътя на съставяне на увеличението на военно икономическия критерии и величината на разходите на ресурси за изследванията:

F6

Относителната ефективност на решенията може да бъде намерена по пътя на разчета на съответното значение:

F7

където U(N) – печалбата в стойност, от решаване на задачата, получавана за сметка на дадените изследвания;
C(N) – стойност на допълнително проведените изследвания;
N – брой на станциите за наблюдение.
Предполагайки, че стойността на изследванията е право пропорционална на техния обем, може да се построи графика, характеризираща качественото поведение на кривите F, U, C.
При това абсолютната ефективност се явява основен, а относителната – спомагателен критерии при избора на един или друг вид и обем изследвания.
При разчет на икономическата ефективност при създаването на масова мрежа за наблюдения на океанографски параметри с използването на автоматични буйкови станции следва да се има предвид, че стойността на такава мрежа няма да бъде право пропорционална на техния брой, доколкото при увеличаване на серийността, стойността на отделната станция съществено ще се намали. Освен това, тук съществува оптимално решение, но на практика е затруднено, първо от вида на зависимостите и второ от невъзможността за пълен отчет за ползите от произведените изследвания.
Във връзка с това, могат да бъдат направени препоръки за избора на оптималния брой буйкови станции, изхождайки от условията за осигуряване на необходимата за практиката точност за построяване на океанографските полета по данни от наблюденията.
При това, автоматичните буйкови станции могат да бъдат разставени в мрежа с необходимата конфигурация, която да позволява тяхното оптимално разместване, приемайки спектралната теория на стационарните функции.
Изхождайки от предположението за това, че стойността на океанографската информация нараства с увеличаването на броя на станциите, ще наричаме планираните измервания, поле за намиране на такава система от точки, чиито отчети за неговото значение осигуряват изискваната точност за построяване на карта на полето при минимален брой измервания. Тъй като използването на спектралната теория е възможна само при измененията във възлите на регулярната мрежа, на практика проектирането се заключава в избора на формата на клетката на мрежата, определяна в зависимост от изискваната точност.
При определяне на гъстотата на мрежата станциите за наблюдение обикновено се сравняват със средното разстояние между станциите и интервала на корелация на полето. Счита се, че съотношението между тези величини трябва да бъде в такъв порядък, щото в окръжност, описана с радиус равен на интервала на корелацията на полето, да попаднат около 10 станции.
Работата е в това, че използването на практика на повече от 10 станции (влияещи) не увеличават качеството на оптималната интерполация, а води към увеличаване на грешките при разчитане на полето, което се обяснява с натрупването на грешки, допуснати при измерването на полето и неустойчивостта на изчислителния процес при решаването на уравнения от висок порядък.
В заключение ще добавим, че по този начин, хидрологичните измервания, провеждащи се в динамично неустойчива стратификационна среда, физико – химичните параметри, които се изменят както в пространството, така и във времето, повдигат строги изисквания към организацията, методиката и техниката на провеждане на наблюденията. Пренебрегването им може да доведе към погрешни интерпретации на резултатите от измерванията.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар