CC BY
19
h =VП2 + n2,2 + 2nun2,
(5)
Список использованной литературы
1. Бохонский А.И., Барашова Л.В. Динамика манипуляторов с абсолютно твердыми и деформируемыми звеньями // Вестник СевДТУ. - 2009. - С. 23-27.
2. Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика // Владос-пресс. - 2003. -С. 551.
3. Мусалимов В.М., Сергушин П.А. Аналитическая механика. Уравнения Лагранжа второго рода. Свободные колебания: учебное пособие. - Спб.: С.-Петербургский гос. ун-т инф. техн., механики и оптики, 2007. - С. 53.
4. Юсупова Н.И., Гончар Л.Е., Шахмаметова Г.Р. Математические модели в задачах планирования траектории многозвенного манипулятора // Управление в сложных системах. - 2012. - № 1. - C. 85-92.
5. Яцун С.Ф., Рукавицин А.Н. Разработка биоинженерного мехатронного модуля для экзоскелета нижних конечностей человека // Известия Самарского науч. центра РАН. - 2012. - С. 1351-1354.
6. Яцун С.Ф., Рукавицин А.Н. Определение параметров приводов биоинженерных мехатронных модулей для экзоскелета нижних конечностей человека // Известия ЮЗГУ. Серия: Техника и технологии. - 2012. - С. 196-200.
7. Яцун С.Ф., Рукавицин А.Н. Определение параметров приводов биоинженерных мехатронных модулей для экзоскелета нижних конечностей человека: / С.Ф. Яцун, А.Н. Рукавицын // Известия ЮЗГУ. Серия: Техника и технологии, 2012. - Ч. 1 - № 2 - C. 196-200
8. Hill A.V. The heat of shortening and the dynamic constants of muscle.// Proc. R. Soc. B (1938). - 126. - С. 136-195.
ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГНОЗА ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА С УЧЕТОМ ИНТЕНСИВНОСТИ АТМОСФЕРНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ
НА РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ
Т.Н. Задорожная, старший научный сотрудник, к.г.н., доцент,
В.П. Закусилов, доцент, к.г.н., доцент, ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж
Возникновение чрезвычайных ситуаций часто связано с температурой воздуха, от которой зависит формирование опасных явлений погоды и стихийных бедствий. В целях заблаговременного принятия правильных решений по их предупреждению, необходимы сведения о будущем характере температурного режима над данной территорией. Хотя проблеме долгосрочного прогноза температуры воздуха уделяется в настоящее время достаточно много внимания, однако их успешность требует совершенствования.
Целью исследования является оценка возможности прогноза средней месячной температуры воздуха с использованием интенсивности атмосферной циркуляции на различных уровнях атмосферы и широтных зонах.
В качестве прогнозируемой величины использован параметр аномальности Багрова К [1], описывающий среднюю для поля нормированную аномалию. Район исследования охватывал территорию Европы, ограниченную широтами 40-60о с.ш. и 20-60о. Информационной базой служили данные реанализа за период с 1958 по 2011 годы. Предиктором служила линейная комбинация параметров интенсивности атмосферной циркуляции на различных уровнях атмосферы и широтных зонах, представленная в виде:
,р-- =40,1, ,р= =40,2,. .. , "t, р= =40, N
,р-- =50,1' "t ,р= =50,2,. .. , "t, р= =50, N
,р= =60,1' , р - =60,2,. .. , "t, р= =60, N
,р= =70,1' , р - =70,2,. .. , "t, р= =70, N
,р= =80,1, , р - =80,2,. .. , "t, р= =80, N
(1)
где р - широта (ф = 40, 50, 60,70, 80), у- уровень атмосферы (у = 1000, 850, 700, 500, 300, 200, 100 гПа).
Для удобства анализа введены обозначения предикторов: Х1 - ф = 400 с.ш.;
Х2- ф = 500 с.ш.; Х3 - ф = 600 с.ш.; Х4 - ф = 700 с.ш.; Х5 - ф = 800 с.ш.
Расчет интенсивности атмосферной циркуляции производился по формуле
[2]:
П = 1Мд2н = Щг(Н-Иа), (2)
I а
где I - параметр Кориолиса; § - ускорение силы тяжести а - радиус Земли; Н0 - значение геопотенциала на полюсе; Н - среднее значение геопотенциала на соответствующей широте р .
Отбор предикторов производился с помощью множественной пошаговой регрессии. Использовалось линейное уравнение регрессии вида:
к = аПу р+ а 2 ОУр + Ь (3)
В результате, для фиксированных месяцев t и различных высот изобарических поверхностей у построены уравнения регрессии. В таблице 1 представлены уравнения для января.
Из данных таблицы следует, что при разработке прогноза температуры воздуха на январь наиболее успешными являются данные об интенсивности циркуляции на поверхности 1000 гПа. При этом наиболее информативными являются высокие широты (ф =70-800 с.ш.). Аналогичный набор предикторов характерен в этом месяце и при использовании данных об интенсивности вихря на поверхности АТ-850 гПа, хотя теснота связей несколько уменьшилась. С увеличением высоты эта закономерность нарушается и уже на поверхности АТ-700гПа, наряду с широтой ф = 800с.ш. вклад в формирование температуры вносят и южные широты.
Прогностические уравнения регрессии для января
Поверхность Вид уравнения Я
1000 у = -0,30Х5 + 0,31Х4 + 2,03 0,844
850 у = -0,39X + 0,36Х4 + 4,4 0,783
700 у = -0,10Х5 + 0,80X - 0,74X - 0,35^з + 2,34 0,604
500 у = 0,32 X + 0,61 0,592
300 у = -0,11Х - 0,09X5 + 0,16Х2 + 5,77 0,640
200 у = -0,17X - 0,15Х5 + 0,18Х + 8,45 0,632
100 у = -0,43^4 + 0,52X + 0,14Х5 - 0,36Х2 + 2,64 0,752
Еще ниже уровень связи для поверхности АТ-500гПа, при этом основной вклад в этом случае вносит широта ф = 400 с.ш., то есть, требуется информация высоких и умеренных широт.
Выше среднего уровня вклад циркуляции южных широт остается преобладающим, при этом дополнительно включаются и более северные широты. Связь с высотой монотонно увеличивается, достигая наибольших значений на поверхности АТ-100 гПа.
С учетом тесноты связей для календарного месяца выявлены наиболее информативные высоты, представленные на рисунке.
е о _ д
а н к К е
г я я я к
у б б б б
с "О "О "О "О
Н Ь4 Ь4 О"1 О"1
Рис. Годовой ход информативных изобарических поверхностей
Из рисунка следует, с ноября по апрель наиболее информативными являются высокие уровни атмосферы (100-300гПа), в теплую половину года, на температуру влияют более низкие слои атмосферы (500-1000 гПа).
Успешность прогностических уравнений для этих высот оценивалась с помощью ошибки 5, которая рассчитывалась, как разность между фактическим и прогностическим значением К! Ошибки прогноза температуры с учетом интенсивности циркуляции помещены в таблице 2.
Средние ошибки прогноза параметра аномальности Kt.
Ошибки Изоба рические поверхности, гПа
1000 850 700 500 300 200 100
5 0,54 0,49 0,42 0,35 0,54 0,61 0,67
Анализ таблицы свидетельствует о том, что наиболее успешными оказались прогнозы в том случае, когда в качестве предиктора использована интенсивность циркуляции на высоте 500 гПа, на которой наблюдается минимальная ошибка (S =0,350).
Полученные результаты свидетельствуют об успешности прогноза температуры с использованием интенсивности атмосферной циркуляции и могут использоваться в качестве прогноза при возможном развитии чрезвычайных ситуаций над ЕТР.
Список использованной литературы
1. Багров Н.А. Некоторые характеристики аномалии средних месячных температур воздуха / Н.А. Багров, Н.Н. Мякишева // Тр. ММЦ, 1966. Вып. 9. -С. 53-63.
2. Педь Д.А. Некоторые климатические особенности циркумполярного вихря Северного полушария // Тр. ГМЦ, 1973. Вып. 115. - С. 25-44.
ПРИМЕНЕНИЕ ДИРИЖАБЛЕЙ В ИНТЕРЕСАХ МЧС И ДРУГИХ СИЛОВЫХ ВЕДОМСТВ
В.Н. Загребаев, профессор, к.воен.н., доцент,
Д.В. Власов, курсант, ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж
А.Н. Зайцев, доцент, к.п.н., доцент, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Для решения задач по мониторингу окружающей среды и по доставке крупногабаритных грузов в труднодоступные районы страны наиболее эффективны дирижабли.
При решении этих задач дирижабли имеют преимущества, как перед авиацией, так и перед спутниками:
- дирижабли чрезвычайно экологичны, причем не только в плане загрязнения воздуха, но и в плане очень низкого уровня шума;
- они весьма экономичны;
- они могут быть чрезвычайно грузоподъёмными, значительно
