Тимченко И. Е., Лазарчук И. П.*, Игумнова Е. М.

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

*E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация

Рассмотрена ассимиляция данных наблюдений в адаптивных моделях морских экосистем, построенных методом адаптивного баланса влияний. Показано, что используемый в уравнениях этого метода баланс обратных связей между переменными экосистемы и скоростями их изменения позволяет ввести стационарное состояние экосистемы, характеризуемое наблюдаемыми средними значениями переменных. Предложен метод оценки нормированных коэффициентов влияний, основанный на применении теоремы Эйлера об однородных функциях к функциям, представляющим материальные балансы биохимических реакций превращения веществ. Показано, что в качестве оценок производных от продуктов реакций по их ресурсам, входящим в уравнения материальных балансов, могут быть использованы нормированные отношения средних значений моделируемых процессов. Построен пример одномерной адаптивной модели экосистемы верхнего слоя моря, имеющей в основе схему причинно-следственных связей из модели планктонной динамики и круговорота азота Фэшема, Даклоу и МакКельви. Показано, что ассимиляция данных наблюдений в подобной модели происходит путем автоматической адаптации переменных модели к усваиваемой информации при условии сохранения материальных балансов в реакциях превращения веществ. В этой модели выполнена ассимиляция имитированных данных наблюдений концентрации хлорофилла а и расчетных данных о динамике морской среды. Построены временные сценарии биохимических процессов, подтверждающие применимость предложенного метода оценки коэффициентов влияний по отношениям средних значений моделируемых процессов.

Ключевые слова

метод адаптивного баланса влияний, ABC-метод, адаптивные модели, морская экосистема.

DOI: 10.22449/0233-7584-2017-5-79-96

Скачать статью в PDF-формате