МАТЕМАТИКА И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

В монографии изложены теоретические и методологические положения исследования и моделирования процессов таможенного контроля. Рассмотрены общие принципы и методология имитационного моделирования. Определены цели, задачи и особенности имитационного моделирования процессов таможенного контроля. Особое внимание уделяется вопросам создания и применения инструментальных средств имитационного моделирования – специализированной системе имитационного моделирования процессов таможенного контроля.

Постановка проблемы: для создания эффективной системы мониторинга состояния технических сооружений ин- женерной защиты территории от подтопления для топливно-энергетического комплекса необходима организация ал- горитмического обеспечения информационно-измерительных систем. Методы: геоинформационное моделирование, математические методы аппроксимации и методы метрологического анализа. Результаты: разработана структура пред- ставления инженерных сооружений защиты территории от подтопления в виде объектов геоинформационных систем, что позволяет реализовать анализ и обработку данных средствами геоинформационной системы, автоматизировать проведение мониторинга в рамках проекта геоинформационной системы оценки состояния инженерных сооружений защиты территории от подтопления для топливно-энергетического комплекса. Представлен алгоритм формирования простых и интегральных нормированных оценок состояния территорий и инженерных сооружений защиты террито- рии от подтопления по результатам информационно-измерительных систем мониторинга. Единство измерений дости- гается при организации множества оценок в виде нормированного параметрического пространства с обязательным формированием характеристик достоверности (неопределенности) для каждого значения контролируемых параметров. Практическая значимость: предложенные алгоритм и методика позволяют вести оперативный анализ характеристик по результатам контроля, принимать оперативное решение при проведении мероприятий технического обслуживания инженерных сооружений защиты территории от подтопления, решать задачи наиболее эффективного вложения средств на ремонт и реконструкцию инженерных сооружений.

Путем иммобилизации лактатоксидазы в пленку проводящего полимера, полученного при электрополимеризации триэтил (12-пиррол-1-ил-додецил) тетрафторбората аммония, на поверхности планарных электродов, модифицированных Берлинской лазурью, создан биосенсор на лактат с высокой чувствительностью, с линейным диапазоном градуировочного графика, и с высокой операционной стабильностью. Показана возможность применения разработанного биосенсора для анализа качества пищевых продуктов (кваса).

Рассмотрены возможности, достоинства, недостатки и перспективы использования сверхкритических флюидов для разделения и извлечения комплексов металлов с органическими реагентами. Обсуждены теоретические основы сверхкритической флюидной хроматографии и факторы, влияющие на разделение комплексов металлов. Обсуждены процессы, происходящие с комплексами во время хроматографирования. Рассмотрены основы сверхкритической флюидной экстракции и факторы, влияющие на извлечение металлов. Показаны возможности методов для определения металлов в различных объектах.

Предназначено для аспирантов и соискателей, готовящихся к сдаче кандидатского минимума по истории и философии науки. В пособии есть материал, который необходим для лиц, специализирующихся по сельскохозяйственным наукам, а также для студентов, изучающих курс философии, и всех интересующихся философскими проблемами наук о природе.

Рассмотрены дифференциальные уравнения, передаточные, переходные и весовые функции различных элементарных и типовых звеньев, представлены графики.

В статье рассмотрены результаты применения основных подходов к прогнозированию результатов разработки Восточно-Колвинского месторождения во время начала сброса попутно добываемой воды, а также изменение коэффициента извлечения нефти при подобном воздействии. Восточно-Колвинское месторождение является хорошим примером карбонатного месторождения со сложной системой пустотного пространства и активным аквифером. Рассматриваемый объект, пласт D fm, представлен мощной регионально выдержанной карбонатной пачкой. Авторами были учтены геолого-фильтрационные свойства коллектора, а также данные по истории разработки месторождений-аналогов (Ардалинского и Дюсушевского месторождений). Были использованы результаты построения и моделирования в программных комплексах«Petrel» и «Eclipse», рассмотрен метод экстраполирования результатов анализа водонефтяного фактора. Проанализировано реальное изменение работы коллектора при начале сброса попутно добываемой воды в зону ниже водонефтяного контакта. Данные статьи могут способствовать решению возможных проблем при начале сброса попутно добываемой воды на трещиноватых карбонатных резервуарах с мощной зоной аквифера, а также решению задач об изменении прогнозов добычи нефти и распределения пластового давления по месторождению. Рассмотренные методы позволяют учесть трансформацию водонефтяного фактора и, как следствие, изменения профилей добычи и рентабельности выработки запасов при применении различных средств утилизации попутно добываемой воды. Анализ сброса попутно добываемой пластовой воды в пласт в качестве средства по интенсификации добычи нефти позволит улучшить качество планирования добычи нефти на месторождениях.

Наличие многолетнемерзлых пород является одним из основных факторов, определяющих устойчивость верхней части геологической среды к техногенному воздействию при освоении нефтяных месторождений Европейского Севера России. Показано, что исследование температурного режима позволяет получить достоверные характеристики теплообмена мерзлых и сезонно-промерзающих грунтов. Его результаты способствуют обоснованию методов защиты мерзлых пород при эксплуатации производственных сооружений, являющихся источниками теплового воздействия.В результате многолетних исследований установлено, что отсыпки грунтовых площадок нефтедобывающей инфраструктуры должны быть не менее глубины распространения сезонно-талого слоя в 2,0-2,5 м, а свайные основания следует заглублять до глубины залегания яруса годового теплооборота. Поскольку пластовая вода при обратной ее закачке через нагнетательные скважины оказывает наибольший растепляющий эффект на породы в околоскважинном пространстве, то такие скважины целесообразно размещать на одиночных площадках в различных частях месторождения или так, чтобы расстояние между их устьями составляло величину, большую двух радиусов максимальной оттайки. Для создания теплоизолирующей оболочки вокруг водонагнетательных скважин в их конструкции рекомендуется использовать дополнительную обсадную трубу с большим диаметром до подошвы слоя многолетнемерзлых пород.В связи с тем, что при бурении скважин образуется значительное количество отходов, то их предлагается размещать в гидроизолированных шламонакопителях, оборудованных специальными температурными скважинами, позволяющими вести наблюдения за термическим состоянием бурового шлама. Такие шламонакопители обеспечивают надежное хранение отходов круглогодично в мерзлом состоянии и позволяют исключить их отрицательное влияние на близлежащие слои горных пород.

В настоящем пособии представлены итоги проведения в Оренбурге математических турниров среди учащихся начальных классов (3-4 классы) по математике, задачи за период с 2009-2014 годы с ответами. Преподаватели и студенты найдут в пособии полезный материал для подготовки и проведения математических турниров для младших школьников, учителя – нестандартные задачи для решения с учащимися, а школьники получат удовольствие от решения занимательных задач.

В пособии раскрываются вопросы ЛИНЕЙНЫХ ПРОСТРАНСТВ, ЕВКЛИДОВЫХ ПРОСТРАНСТВ, ЛИНЕЙНЫХ ОПЕРАТОРОВ ЛИНЕЙНЫХ ПРОСТРАНСТВ

В данном пособии рассматривается один достаточно общий метод решения систем уравнений высших степеней, использующий понятие симметрического многочлена. Этот метод, конечно, не столь универсален как метод подстановки, его нельзя применить к любой системе уравнений, но этим методом может быть решен довольно широкий класс систем уравнений высших степеней. Кроме того, теория симметрических многочленов имеет и другие многочисленные приложения, рассмотренные в пособии.

Статья в популярной форме раскрывает основные понятия атомной физики, теории искусственного превращения элементов

Кароль Игорь Леонидович родился 27 июля 1927 г. в Ленинграде. Специалист в области теории и моделирования глобального климата и химии атмосферы. Доктор физико-математических наук, профессор. Работает в Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. Премия имени М. И. Будыко присуждена в 2008 г. за цикл работ, посвященных проблеме глобальных изменений климата и исследования по изучению изменений газового и аэрозольного состава атмосферы.

С использованием прогностических полей приводного ветра и атмосферного давления на основе трехмерной нелинейной модели проведен анализ сгонно-нагонных явлений в Азовском море. Выполнено сравнение результатов численных расчетов с данными прямых измерений уровня моря на ряде береговых станций. Исследовано влияние изменения интенсивности атмосферных воздействий на максимальные значения отклонений уровня и скорости течений, а также на особенности трансформации примеси.

Проведен анализ многолетней изменчивости и пространственно-временной сопряженности процессов формирования ледовых условий. В целом характер связей между ледовыми процессами в системе морей Восточной Арктики свидетельствует о существовании неких механизмов, генерирующих волновые процессы в климатической системе Арктического бассейна, отражением которых и явилась противофазность в развитии ледовых условий на западной и восточной периферии рассматриваемого бассейна.

Рассмотрен случай развития кучево-дождевого облака в юго-западной части Саудовской Аравии с очень большой интенсивностью осадков. Высота верхней границы облака достигала 14 км, а радиолокационная отражаемость достигала 60 дБZ. Выполнено сравнение дистанционных методов измерений интенсивности осадков из исследованного облака - радиолокационного и спутникового ИК-радиометрического.

Приведены результаты измерения концентрации озона с помощью спектрофотометра СФМ-2 со спутника "Метеор-3М" № 1. Описан алгоритм восстановления вертикального распределения концентрации озона на высоте 35—80 км.

Описано программное средство, выполненное в технологии ГИС "Метео", предназначенное для оперативного построения карт изэнтропического анализа. На примере конкретного случая - неожиданно сильного снегопада в Московском регионе 7 декабря 2009 г. - проведено исследование атмосферных процессов. По данным наблюдений осадки имели конвективный характер, хотя наличия конвективной неустойчивости обнаружено не было.

Предложена методика предвычисления гидрографа талого стока на основе физико-математических моделей формирования речного стока, имеющихся стандартных данных наземных гидрометеорологических измерений и спутниковых измерений состояния земной поверхности. Показано, что спутниковые измерения снежного покрова, несмотря на возможные погрешности, могут быть важным дополнением к наземным измерениям для воспроизведения пространственной картины формирования стока.

Рассмотрены подходы к оценке областей дополнительных наблюдений для повышения точности анализа и прогноза в процедуре усвоения данных. Предлагается методика планирования сети наблюдений, использующая ансамблевый фильтр Калмана. Приводятся результаты численных экспериментов по оценке свойств алгоритма с моделью, основанной на баротропном квазигеострофическом уравнении вихря.

Исследуется влияние способа параметризации потока метана с территории водно-болотных угодий Сибири на результаты модельных оценок, выполненных с привлечением одномерной модели теплопередачи в грунтах. В качестве входных данных этой модели используются результаты расчета региональной климатической модели ГГО.

Представлены результаты совместных расчетов по метеорологической модели WRF ARW и химико-транспортной модели CHIMERE как основы современной системы оценки и прогноза качества воздуха. Детализированная прогностическая информация о состоянии атмосферы, подготавливаемая WRF ARW, использована в модели CHIMERE для описания процессов переноса, химической трансформации и осаждения примесей.

С помощью критерия согласия Пирсона показано, что скорость ветра на протяжении большей части периода наблюдений подчиняется нормальному закону распределения. Наибольшие отклонения от нормального закона приурочены к периодам существования интенсивных крупномасштабных аномалий в системе океан-атмосфера. Выявлена значительная перемежаемость не только синоптических, но и более низкочастотных внутримесячных флуктуаций скорости ветра с типичными периодами 10-15 суток.

По историческим материалам исследовано воздействие изменений климата Евразии на колебания уровня Каспийского моря в голоцене. Выявлено соответствие позднехвалынской трансгрессии времени таяния европейского (скандинавского) ледникового покрова, климатического оптимума голоцена бореальному периоду и новокаспийской эпохи - регрессии Каспийского моря.

Проанализировано изменение характеристик кучево-дождевого облака вследствие его слияния с фидерными облаками на основе исследования развития долгоживущего кучево-дождевого облака в Саудовской Аравии 4 июля 2008 г. Выполнено также численное моделирование развития кучево-дождевого облака с использованием нестационарной полуторамерной модели.

Первостепенная роль в становлении метеорологических исследований в Уфимской и Оренбургской губерниях принадлежит Казанскому университету, при поддержке которого была создана метеорологическая сеть и многие станции были снабжены необходимыми инструментами.

Описана методика оценки статистической структуры ошибок краткосрочного прогноза поля температуры в пограничном слое атмосферы для целей объективного анализа. Численные эксперименты по оценке ковариаций ошибок прогноза проводились для модели WRF. Проведены сравнительные эксперименты по оценке влияния характера устойчивости в пограничном слое атмосферы на изменчивость вертикальных и трехмерных ковариаций.

Представлены результаты совместных российско-норвежских актинометрических наблюдений. Основная цель - сравнить показания стандартных российских и зарубежных средств измерений, используемых для регистрации коротковолновой солнечной радиации в полярных регионах.

Под влиянием климатических изменений последних десятилетий происходит существенное изменение гидрологического режима олиготрофных болот севера и северо-запада России во всех фазах гидрологического года. Установлены механизм и факторы воздействия изменений климата на режим уровня болотных вод и сток с болотных массивов. Показано, что изменение гидрологического режима влияет на устойчивость экосистем олиготрофных болотных массивов.

Анализ среднемесячных карт температуры Южно-Китайского моря на горизонтах 0 и 50 м, построенных с использованием океанологической базы данных WOD98, подтвердил климатологический характер прибрежного апвеллинга, действующего у берегов Южного Вьетнама в июне-августе.

Рассматриваются возможности использования интегрального индекса циркуляции Петросянца-Гущиной применительно к задаче синоптического анализа в низких широтах. По данным реанализа за 1950-2002 гг. отдельно для событий Эль-Ниньо и Ла-Ниньо с помощью рассчитанных индексов построены композиционные модели синоптических ситуаций, приведших к формированию экстремальных условий в погоде и климате над Тихим океаном.

Представлены характеристики турбулентности, измеренные в приземном слое над реальной подстилающей поверхностью. Измерения проводились на уровне 3 и 16 м с помощью современных акустических анемометров, при этом на нижнем уровне они дублировались. Получен суточный ход потоков температуры и скорости трения.

Проанализированы временные изменения числа дней с сильными осадками по данным 93 станций. При расчетах использовались временные ряды осадков, скорректированных путем устранения основных систематических погрешностей их измерения на уровне их суточных сумм. За пороговый количественный критерий, определяющий понятие "день с сильными осадками", принята суточная сумма осадков, втрое превышающая средний многолетний суточный максимум осадков.

Информационно-справочная система включает в себя совокупность данных многолетних наблюдений и обобщенных результатов исследований ледовитости Берингова, Охотского и Японского морей, представленных в виде табличных, графических и текстовых материалов. Она состоит из информационного блока, электронного атласа, архива данных наблюдений и пользовательских программных средств для работы в среде Интернет.

На основе 18-летнего ряда радиозондовых данных рассчитаны и проанализированы характеристики термической тропопаузы. Изучена сезонная и межгодовая изменчивость значений высоты и температуры тропопаузы, а также относительной влажности и скорости ветра на этом уровне.

Представлено сравнение результатов измерений концентрации приземного озона в двух мегаполисах - Москве и Киеве. Временной ход концентрации озона и температуры в обоих городах близок по форме и характерен для среднезагрязненных равнинных станций. В обоих мегаполисах в сезонной изменчивости концентрации озона наблюдаются два максимума - весной и летом, в течение суток - обычный максимум концентрации озона (примерно через 2-3 ч после местного полудня) и ночной, характерный для крупных городов.

Исследован характер холодных полугодий в умеренных широтах Азии по данным с 1917 по 2008 гг. На основе использования сезонных ритмов внутри холодного полугодия разработаны схемы транзитивных прогнозов разных характеристик его термической структуры: продолжительности всего холодного периода и предвесенья, сроков окончания самого холодного периода зимы.

На основе 10-летних наблюдений проанализированы особенности годовых и суточных изменений вертикального градиента показателя преломления g [n] и его среднего квадратического отклонения в нижнем 900-метровом слое атмосферы.

Описан первый этап работ по совмещению модели регионального гидродинамического прогноза метеорологических полей и программного пакета прогноза радиационной обстановки "Нострадамус" для оперативного прогноза распространения радиоактивного выброса на десятки и сотни километров. Приведены результаты экспериментов с разными параметризациями пограничного слоя.

Основная область научных интересов Ивана Евгеньевича Фролова - морское ледоведение, полярная метеорология, океанология и климатология. Он является ведущим специалистом в области изучения гидрометеорологического, в первую очередь, ледовогидрологического режима Северного Ледовитого океана и его морей.

20 февраля 2009 г. исполнилось 70 лет директору Государственного гидрологического института (ГГИ), профессору, заслуженному деятелю науки РФ, члену редколлегии журнала "Метеорология и гидрология" Игорю Алексеевичу Шикломанову.

Исследованы возможности оценки эмиссии метана от крупномасштабных антропогенных источников - месторождений природного газа - на основе измерений концентрации метана в пограничном слое атмосферы и численного моделирования его распространения в атмосфере.

Исследуются возможности повышения эффективности и оценки неопределенности ансамблевых долгосрочных прогнозов весеннего половодья на основе физико-математической модели формирования стока на примере реки Вятка.

Приведены результаты математического моделирования неустановившегося движения воды в реке Томь на участке от города Томск до устья в периоды нахождения его в состоянии подпора волнами половодий реки Обь. Исследование проведено на основании анализа натурных материалов, результатов численных расчетов натурных и гипотетических гидрологических режимов, имитирующих процесс взаимодействия длинных волн рек Обь и Томь в районе их слияния.

Представлены результаты анализа развития наковальни кучево-дождевого облака с высотой верхней границы более 18 км, наблюдавшегося в Центральной Индии. Минимальная измеренная со спутника температура воздуха на уровне верхней границы облака оказалась -105{0}С. Скорость увеличения высоты верхней границы облака составила в среднем 0, 5 м/с. Площадь наковальни по спутниковым данным достигала 3675 км{2}.

В июле исполнилось 85 лет видному российскому ученому-гидрологу и гидротехнику, главному научному сотруднику Государственного гидрологического института, доктору технических наук, профессору Иосифу Филипповичу Карасеву.

Представлены результаты верификации и отдельные результаты расчетов, полученных по региональной аэрозольной модели ЕМЕП. Получено удовлетворительное согласие расчетных концентраций взвешенных частиц с диаметром менее 10 (ВЧ 10) и 2, 5 мкм (ВЧ 2, 5) и их химического состава с данными наблюдений в разных частях Европы.

Проанализированы результаты численных экспериментов по модели Института вычислительной математики РАН, направленных на выявление изменчивости глобальной циркуляции атмосферы при изменении содержания диоксида углерода. Рассмотрена изменчивость муссонной циркуляции при задании разных сценариев содержания диоксида углерода в модельной атмосфере.

Исследованы процессы взмучивания, переноса-диффузии и осаждения мелкодисперсных донных осадков на северо-западном шельфе Черного моря при разных синоптических ситуациях, связанных с прохождением циклонов.

Приводятся результаты статистического анализа изменений режима осадков в степной и предгорной климатических зонах центральной части Северного Кавказа по данным 5 метеостанций о количестве осадков, их суточном максимуме, числе дней с осадками 5 мм и более в разные сезоны года.