Статья: Особенности системного подхода к изучению и прогнозированию глобальных процессов

глобальный индустриализация прогнозирование

Примечание. В табл. 1 знаками «+» подтверждается связь войн, предреволюционных и революционных лет с повышением среднециклического индекса УW/n . Цикличность во втором цикле нарушена (отмечена одним знаком «+»), т.е. имеет место инверсия. Однако она «снимается» третьим почти 22-летним циклом, в котором солнечные характеристики подавляют инверсию второго цикла. [12]. Весьма характерным является и прогноз величины максимума 23-го солнечного цикла [11]. Прогнозы его роста, даваемые традиционными статистико-вероятностными методами на основании режима, установившегося в 70-е гг., оказались существенно неправильными. Значительное уменьшение максимума 23-го цикла по сравнению с 22-м было предсказано в [10,12], а позже - в NASA (Cannat Shutten, 1997).

Практическая реализация волномеханической концепции приводит к сложной вычислительной процедуре, названной нами методом двоичного прогнозирования [11, 12]. В основе этого метода лежит идея устойчивости долгосрочных прогнозов, объясняемой во-первых, прогнозированием не абсолютных значений величин, а их относительных изменений (отклонений абсолютных значений от средних за большой период), а во-вторых, учетом естественных циклов прогнозируемых процессов (например, 22-, 27- или 33-летнего цикла солнечной активности). Построение долгосрочного прогноза (с периодом упреждения, равным длине цикла процесса) согласно методу двоичного прогнозирования сводится к нахождению некоторой двоичной последовательности (где 0 соответствует понижению значения прогнозируемой величины, а 1 - повышению этого значения), обеспечивающей максимальное значение заданной целевой функции - разности между суммой значений прогнозируемой величины, попавших в группы повышений, и суммой значений, попавших в группы понижений, за весь период предыстории. Многочисленные расчеты прогнозов по данной методике показали, что для получения надежных результатов достаточно взять данные за 4 предыдущих цикла, например, за 427=108 лет. Период упреждения тогда также будет равен 27 годам.

Следует отметить, что мощность множества допустимых достаточно высока, так что реализация метода возможна только с помощью современной вычислительной техники.

Для иллюстрации применения метода двоичного прогнозирования в табл. 2 приведен ретроспективный прогноз солнечной активности (чисел Вольфа) на период 1960-1992 гг. с учетом 33-летнего цикла (4 предыдущие 33-летних цикла взяты в качестве предыстории). Как видно из табл. 2, прогноз выполнен практически полностью. При переходе от периода 1984-1989 гг. к периоду 1990-1992 гг. имеет место случай так называемого относительного повышения: хотя -362 + 6Ч53 < 0, но -362 + 6Ч53 + 388 - 3Ч53 > 0 (здесь 53 - среднее чисел Вольфа за предыдущие 4Ч33 = 132 года).

Таблица 2. Ретроспективный прогноз чисел Вольфа на период 1966-1992 гг.

Здесь имеет место случай относительного повышения: это означает переход к еще более низким значениям Wt в 1996-1998 гг. Концентрация максимумов 11-летних циклов на повышенных значениях функции Wt наблюдалась на периоде предыстории. Там максимумы приходились на 1970, 1979-1980, 1989-1990 гг. Фактические данные [9,11] свидетельствуют, что эти максимумы наблюдались в периодах 1993-1995, 1999-2001, а также в 2005 г. Согласно рассчитанному нами прогнозу следует ожидать в периоды 2011-2016 и 2023-2025 максимумы солнечной активности.

Экспериментальные расчеты долгосрочных прогнозов на основе метода двоичного прогнозирования показывают высокую степень их оправдываемости (60-100%). Этот метод позволяет разрабатывать также и месячные климатические прогнозы, если в качестве временного шага взять сутки.

Комплексный анализ колебаний чисел Вольфа (вместе с результатами изотопного анализа) за 1000-летний период привел нас к такому выводу: следующий вековой максимум солнечной активности будет понижен к середине XXI столетия.

Устойчивая корреляция между солнечной активностью и климатическими изменениями для таких больших временных промежутков доказывает грядущее наступление похолодания в течение текущего столетия. Степень этого похолодания будет определяться влиянием парникового эффекта.

Литература

1. Гвишиани Д.М. Системный характер глобального моделирования //Глобальные проблемы современности.- Вып.1.- М.: Знание, 1984.-С.33-49.

2. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа.- М.: Наука, 1981.

3. Форрестер Дж. Мировая динамика/Пер. с англ.- М.: Наука, 1978.

4. Бoрисенков Е.П. Климат и деятельность человека.- М.: Наука, 1985.

5. Эйгенсон М.С. Солнце, погода и климат. - Л.:Гидрометиздат,1963.

6. Брокер У., Дентон Д. В чем причина оледенений // В мире науки.-1990.- №3.

7. Бобова В.П., Курбасов Г.С., Рыклова Л.Б. К вопросу единства геофизических и гелиофизических процессов// Астрономический журнал.- 1993. -Т.70, вып.6.

8. Борисенков Е.П., Песецкий В.М. Тысячелетняя летопись явлений природы. - М.: Наука, 1988.

9. Кузьменко Г.И. Инженерная наука и геофизические исследования. - Одесса: ТЭС, 2002.

10. Кузьменко Г.И. Долгосрочный геофизический прогноз //Геофизический журнал.- 1999.- 21, №2. - С.61-69.

11. Кузьменко Г.И., Постан М.Я. О некоторых особенностях природных циклов и их моделировании //Управляющие системы и машины.-2004.- №2.- С.3-12.

12. Kuzjmenko G.I., Voevudskiy E.N., and Postan M.Ya. On Global Geophysical Long-Term Forecast // Proc. of the 2nd Intl.Conf. on Systems Science and System Engineering/ICSSSE`93 (Beijng, China).-1993. -P.743-746.