Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Численное моделирование влияния гидрофизических условий на формирование пространственных неоднородностей фитопланктона

Диссертация: Численное моделирование влияния гидрофизических условий на формирование пространственных неоднородностей фитопланктона
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на семинаре лаборатории методов мониторинга экосистем ИБФ СО РАН (Красноярск, 1988, 1989), на III Всесоюзном симпозиуме «Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов» (Таллинн, 1989), на общеинститутском семинаре J10 ГОИН (Ленинград, 198 9), на Всесоюзной конференции «Биотехнология и биофизика микробных… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ОЦЕНКА СВЯЗИ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ПРОДУКЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФИТОПЛАНКТОНА
    • 1. 1. Влияние гидродинамических условий на биологическую продуктивность вод Мирового океана
      • 1. 1. 1. Характерные механизмы формирования неоднородного распределения фитопланктона в океане
        • 1. 1. 1. 1. Ветер
        • 1. 1. 1. 2. Циркуляции Ленгмюра
        • 1. 1. 1. 3. Конвективные ячейки
        • 1. 1. 1. 4. Сулой, толчея
        • 1. 1. 1. 5. Внутренние волны
        • 1. 1. 1. 6. Апвеллинги
        • 1. 1. 1. 7. Фронтальные зоны, фронты
        • 1. 1. 1. 8. Вихри
    • 1. 2. Влияние гидрофизических условий на распределение фитопланктона в период летнего цветения пресноводной системы на примере оз. Байкал)
      • 1. 2. 1. Оценка связи гидрофизических параметров с распределением хлорофилла «а» в Северном Байкале
        • 1. 2. 1. 1. Материалы и методика исследований
      • 1. 2. 2. Характерные гидрофизические параметры, связанные с распределением фитопланктона
        • 1. 2. 2. 1. Влияние температурных изменений
        • 1. 2. 2. 2. Влияние плотностной стратификации
        • 1. 2. 2. 3. Влияние турбулентного перемешивания
  • Выводы
  • 2. ОПИСАНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО — ВРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПЕЛАГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
    • 2. 1. Моделирование и анализ пространственно-временной изменчивости элементов природных систем
      • 2. 1. 2. Моделирование элементов метеорологического блока
        • 2. 1. 2. 1. Солнечная радиация
        • 2. 1. 2. 2. Термодинамические процессы в приводном слое атмосферы
      • 2. 1. 3. Моделирование элементов гидрофизического блока
        • 2. 1. 3. 1. Циркуляция вод и изменчивость течений в водных экосистемах
        • 2. 1. 3. 2. Термодинамическая структура водных экосистем
  • Граничные условия
  • Турбулентное перемешивание
  • Вертикальные перемещения частиц воды и планктонных организмов внутренними волнами
  • Адвекция, свзанная с циркуляцией
  • Ленгмюра
    • 2. 1. 4. Моделирование элементов гидробиологического блока
      • 2. 1. 4. 1. Модели продукционных показателей фитопланктона
  • Зависимость фотосинтеза от света
  • Влияние температуры на фотосинтез
  • Влияние концентрации биогенных элементов на функционирование фитопланктона
  • Влияние концентрации фитопланктона и взвеси на фотосинтез
  • Выводы
    • 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СУТОЧНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ АБИОТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА
  • РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРОДУЦИРОВАНИЕ ФИТОПЛАНКТОНА
    • 3. 1. Моделирование взаимодействий гидрофизических и гидробиологических процессов в пелагиали оз. Байкал
    • 3. 1. 1. Моделирование влияния абиотических условий на формирование неоднородностей фитопланктона по вертикали
    • 3. 1. 1. 1. Моделирование влияния турбулентного перемешивания на распределение фитопланктона
    • 3. 1. 1. 2. Моделирование влияния совместных эффектов ветрового перемешивания и вертикальных движений на суточную изменчивость распределения фитопланктона
    • 3. 1. 1. 3. Моделирование влияния дождевых осадков на распределение фитопланктона
    • 3. 1. 2. Анализ экспериментальных и численных результатов по оз. Байкал
  • 3. 2. Моделирование взаимодействия гидрофизических и гидробиологических процессов в пелагиали экваториальной Пацифики
    • 3. 2. 1. Моделирование влияния внутренних волн и апвеллинга на распределение фитопланктона
  • 3. 3. Общий анализ результатов численных экспериментов

    • 4.ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГРАДИЕНТОВ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ ФИТОПИГМЕНТОВ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ОКЕАНА по данным спутниковой информации)

    4.1.Описание программного комплекса «NOA»

    4.2.Пространственно-временная динамика температурных фронтальных зон и фронтальных разделов в Атлантике и Пацифике

    4.2.1.Изменчивость температурных фронтальных зон Атлантическом океане

    4.2.1.1.Северная Атлантика

    4.2.1.2.Южная Атлантика

    4.2.2.Изменчивость температурных фронтальных зон в Тихом океане.

    4.3.Связь динамически активных зон с распределением фитопланктона в океане

    Выводы.

    Численное моделирование влияния гидрофизических условий на формирование пространственных неоднородностей фитопланктона (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

    Диссертация посвящена исследованию физических причин и механизмов формирования пространственно-временных неоднородностей фитопланктона в пелагиали океана и глубоких озер методами математического моделирования, лабораторных экспериментов и статистической обработки натурных данных.

    В первой главе диссертационной работы проводится анализ опубликованных данных и обобщение результатов натурных и лабораторных экспериментальных исследований о влиянии гидрофизических и гидродинамических процессов на распределение и функционирование фитопланктона в Мировом океане и глубоких озерах. Проводится выявление и анализ наиболее информативных, с точки зрения экологической биофизики, термогидродинамических параметров водной среды, которые оказывают влияние на условия питания, распределение и функционирование фитопланктона. Рассматриваются методические подходы для установления связи гидрофизических характеристик с распределением фитопланктона по принципу масштабирования динамических структур. Проводится оценка статистической связи термодинамических параметров с пространственным распределением хлорофилла «а» для отдельных таксонометрических групп фитопланктона.

    Во второй главе рассматривается современное состояние проблемы моделирования пространственно-временной структуры пелагиали водных экологических систем. Основное внимание уделяется вопросам моделирования и анализа пространственно-временной изменчивости биологических элементов природных систем и окружающей среды. Выделяются проблемы постановки граничных условий и математического описания механизмов влияния изменчивости термодинамической структуры водных объектов на распределение и функции жизнедеятельностифитопланктона.

    Третья глава посвящена разработке математической модели. Представлены принципы построения детерминированной одномерной численной модели пелагической системы, основанной на решении диффузионных уравнений переноса тепла и массы. Анализируются численные эксперименты на моделях, которые имитируют суточную и синоптическую изменчивость вертикальной структуры фитоценоза в зависимости от метеорологических, гидрологических и гидробиологических условий (на примере оз. Байкал и экваториальной Пацифи-ки) .

    В четвертой главе, на основе разработанного программного камплекса «NOA» (Nature Oceanological Anomalys) анализируются закономерности формирования температурных фронтальных зон и фронтальных разделов и степень структурного соответствия гидродинамических условий и горизонтальных неоднородностей концентрации фитопигментов в поверхностном слое Атлантики и Пацифики на различных пространственно-временных интервалах (по спутниковым данным).

    В заключении формулируются основные результаты работы и выводы, обсуждаются перспективы дальнейшего развития численных подходов и программных средств для моделирования динамики биологических процессов продуктивности в водных экосистемах.

    Актуальность темы

    Изучение особенностей продуцирования и пространственно-временной динамики фитопланктона, при постоянно меняющихся условиях среды, лежит в основе разработки методов прогноза процессов эвтрофикации и эволюции водных экологических систем. Сложность такого экологического прогнозирования усиливается из-за недостатка информации о взаимодействии процессов в окружающей среде (биотопах) и биоценозах. Из-за большого многообразия связей между факторами среды и гидробиоценозом чрезвычайно затруднено выделение каждого элемента водной системы по величине прогностической ценности. Этот недостаток, в определенной мере, восполняется экспериментами на математических моделях, которые позволяют выявлять причинно-следственные связи между изменениями условий в окружающей среде и изменениями в процессах жизнедеятельности организмов. Проблемой является численная оценка эффективности взаимодействия биотических и абиотических компонент, которая может служить показателем экологического состояния океана, морей и глубоких озер.

    Изучение устойчивости водных экологических систем к внешним воздействиям привело к необходимости постановки ряда задач по исследованию пространственного распределения фитопланктона при различных гидрофизических и гидродинамических условиях. Рассматривались отдельные условия апвеллинга, вихревой диффузии, циркуляций Ленгмюра, как факторы изменчивости биопродуктивности в пелагиали водных экосистем [11, 14, 26, 38, 117, 118, 122, 129, 141, 159, 196]. Однако, большинство разработанных моделей водных экосистем ориентированы, главным образом, на средние гидрологические условия и оперируют средними биопродукционными характеристиками с большим числом трофических уровней. Это приводит к тому, что достоверность результатов снижается за счет приближений и ввода ряда субъективных соотношений, которые огрубляют результаты.

    При рассмотрении гидробиологических процессов, в моделях часто допускается достаточно узкая трактовка физических условий среды обитания живых организмов. Кроме того многие исследователи расходятся во мнении о степени и характере влияния абиотических факторов и различных гидрофизических и метеорологических явлений на биологическую продуктивность водных экосистем [141, 161, 171, 238]. Однако многие работы, посвященные этой теме показывают, что на определенных пространственно-временных интервалах существует эволюционный биологический отклик на изменение физического облика среды [36, 38, 70, 88, 122, 131, 234]. Таким образом встает задача получения количественного и качественного результата взаимосвязи двух структур экосистем — физической и биологической.

    Методологическая концепция экологической биофизики, в данном случае, дает возможность рассматривать и выделять класс возможных взаимодействий и явлений, характерных для фотосинтеза и первичного продуцирования, на основе описания энергетических потоков поступающих в систему из окружающей среды.

    Немаловажной особенностью гидрофизических процессов, происходящих в водных экосистемах, является их диффузность и диссипация, то есть хаотичность энергии переноса и ее рассеяние под действием турбулентных пульсаций. Это, в свою очередь, приводит к неоднородному распределению биологических характеристик. К таким характеристикам можно отнести концентрацию биогенных элементов и фитопигментов, хлорофилла «а», а также количество и видовой состав бактерий и фитопланктона.

    Актуальность исследований свойств широкого класса процессов переноса вещества и энергии, закономерностей влияния этих процессов на биотический потенциал водных систем, определяется необходимостью выделения из многообразных связей абиотических и биотических факторов наиболее важных с прогностической точки зрения. В этом спектре процессов важно установить причинно-следственные связи между распределением гидробиологических параметров и условиями в водной среде, имеющими локальный (микромасштабный и мелкомасштабный) и фоновый (макромасштабный) характер.

    В настоящее время сложился определенный подход к оценке влияния процессов переноса вещества и энергии на характер распределения живых организмов в водной среде. Однако характерные региональные особенности, причины и механизмы формирования пространственно-временных неоднородностей фитопланктона (в особенности мелкомасштабных и мезомасштабных) в озерах, морях и океанах изучены недостаточно.

    В связи с этим представляется особенно актуальным систематизировать информацию о распределении фитопигментов и планктонных организмов в зависимости от свойств окружающей среды. Важно разработать методологические подходы к оценке изменчивости неоднородностей компонентов водных экосистем с различными пространственно-временными масштабами. Для четкого анализа необходимо специальное внимание к отдельным мелкомасштабным, мезомас-штабным и макромасштабным процессам и явлениям, формирующим неоднородности. Необходимо систематизировать информацию о характере формирования гидробиологических неоднородностей под действием абиотических факторов среды и гидрофизических процессов на различных масштабах и в различных водных экосистемах.

    Важной, с прогностической точки зрения, является задача получения аналитических зависимостей, адаптированных к информации дистанционного и контактного (in situ) зондирования. Для надежного понимания возможных влияний гидрофизических условий на крупномасштабные структурные и функциональные характеристики планктонных сообществ, их пространственно-временную изменчивость, а также для совершенствования математических моделей, необходимо использовать данные космических наблюдений. Они дают возможность (с применением современных средств обработки данных) выявлять процесс изменчивости на различных пространственных и временных интервалах, а также позволяют картировать региональные и глобальные особенности пелагиали океана, морей и глубоких озер.

    В настоящее время актуальным технологическим подходом для изучения пространственных неоднородностей фитопланктона и их динамики, является разработка и эффективное использование информационных систем, ориентированных на данные, полученные из космоса. Очевидно, что для изучения условий формирования неоднородностей фитопланктона, важно определить масштабы взаимодействия физических и биологических процессов в водных экосистемах. А для эффективного использования программных информационных систем, ориентированных на данные полученные из космоса, необходимо развивать модельные оболочки ассимилирующие спутниковые данные таким образом, чтобы калибровка моделей и их проверка адекватности природным условиям проводилась по привязоч-ным контактным данным. Это, в свою очередь, дает возможность оценивать прогностическую ценность моделей.

    Таким образом, актуальность работы определена:

    1. Необходимостью разработки математических моделей для определения эффектов формирования пространственного распределения неоднородностей фитопланктона под действием гидрофизических процессов на различных пространственно-временных интервалах;

    2. Необходимостью разработки программного комплекса для обработки данных дистанционных и контактных измерений с целью выявления региональных и глобальных особенностей формирования неоднородностей в водных экосистемах.

    Цель работы: Исследование механизмов и эффектов влияния гидрофизических процессов на формирование неоднородностей распределения фитопланктона пелагиали океана и глубоких озер на различных пространственно-временных интервалах.

    Основные задачи исследования:

    1.Исследовать особенности влияния гидрофизических процессов на формирование неоднородного распределения планктонных организмов и трофических параметров в пелагиали океана с целью выявления пространственно-временных границ взаимодействия биотических и абиотических компонент среды.

    2.Исследовать характер взаимосвязи пространственного распределения термогидродинамических параметров и фитопланктона пресноводной экосистемы на основе статистического анализа данных (на примере оз. Байкал).

    3.Исследовать эффекты формирования и изменчивости вертикальной структуры пространственного распределения биопродукционных показателей диатомовых и синезеленых групп фитопланктона пелагиали глубоких озер и океана, под действием гидрофизических условий и абиотических факторов в пределах суточного и синоптического масштаба на математической модели.

    4.Разработать программный комплекс для исследования мезо-масштабной и макромасштабной изменчивости горизонтальных градиентов температуры поверхности океана и горизонтальных градиентов концентрации фитопигментов на основе спутниковых данных с целью выявления структурного соответствия гидрофизических и гидробиологических полей.

    Материалы исследований. Материалом для решения поставленных задач послужили:

    •полигонные и суточные данные по концентрации хлорофилла «а» для трофических групп диатомовых, зеленых и синезеленых водорослей и термодинамическим параметрам оз. Байкал;

    •данные дистанционных измерений, полученные со спутника ШАА аппаратурой СЙСБ и АУНР. Б1 в период с 1981 по 1986 гг. по концентрации фитопигментов и температуре поверхностного слоя Атлантики и Пацифики;

    •литературные данные по продукционным и гидрофизическим параметрам различных зон Мирового океана, морей и глубоких озер.

    Научная новизна работы. Представлены новые оценки влияния и степени воздействия гидрофизических и гидродинамических процессов на распределение фитопланктона пелагиали океана и глубоких озер на различных пространственных и временных интервалах — от микромасштабных до макромасштабных.

    К новым результатам, с точки зрения автора, можно отнести оценку статистической связи между скоростью выравнивания температурных неоднородностей, скоростью диссипации турбулентной кинетической энергии, частотой плавучести, числом Кокса и распределением хлорофилла «а» для трофических групп диатомовых, зеленых, синезеленых водорослей и суммарного хлорофилла оз. Байкал.

    Создана новая модель для оценки механизмов формирования вертикальных мелкомасштабных неоднородностей фитопланктона с различными размерными и продукционными характеристиками под действием абиотических факторов, с учетом суточной изменчивости входных параметров на границах расчетной области численной схемы.

    Разработан оригинальный программный комплекс для обработки спутниковых данных по температуре поверхности Мирового океана и концентрации фитопигментов. Путем обработки спутниковых данных впервые проведено зональное и меридиональное картирование поверхностных температурных фронтальных зон (ТФЗ) и градиентных зон концентрации фитопигментов (КФ) для Атлантики и Пацифики на временных интервалах — месяц, сезон, год и несколько лет. Приведены оригинальные данные по синоптической, сезонной и межгодовой изменчивости ТФЗ и градиентных зон КФ с характеристикой формирования таких зон.

    Получены новые аналитические зависимости для оценки пространственно-временных масштабов изменчивости неоднородного распределения фитопланктона под действием гидрофизических процессов, на основе численных экспериментов и натурных данных. Проведенные исследования развивают существующие представления о взаимодействии биотопа и биоценоза в океане и глубоких озерах.

    На защиту выносятся следующие ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

    1.Закономерности совместного функционирования гидрофизических и гидробиологических структур, формирующих неоднородное распределение фитопланктона различных таксонометрических групп в пелагиали океана и глубоких озер. Время существования и пространственный масштаб таких неоднородностей зависят от конкретного гидрофизического процесса или явления.

    2.Механизмы взаимодействия метеорологических, гидрофизических и гидробиологических процессов, выявленные при численном моделировании на математической модели, позволяющей получать краткосрочный прогноз изменчивости биомассы фитопланктона, лимитирующего биогенного элемента и температуры воды по вертикали в зависимости от действия факторов окружающей среды.

    3.Эффект локализации неоднородностей фитопланктона с соответствующим временем существования, который определяется: характерными масштабами скорости перемещения гидрофизических образований и турбулентной диффузии, скоростями роста фитопланктона, естественного отмирания и выедания зоопланктоном. Чем выше динамические характеристики гидрофизических образований, тем теснее выражена связь с ними продукционных показателей фитопланктона .

    4.Структурное соответствие пространственно-временной изменчивости горизонтальных крупномасштабных гидрофизических и гидробиологических полей, полученное на основе разработанного программного комплекса, использующего спутниковые данные.

    Практическая значимость. Большинство исследований, выполненных в диссертации, имеют практическую направленность и могут быть использованы при анализе механизмов формирования неоднородностей фитопланктона, как по вертикали, так и по горизонтали. Полученные оценки времени существования и пространственной изменчивости неоднородностей фитопланктона под влиянием гидрофизических процессов, могут быть использованы для прогноза изменчивости биологической продуктивности вод Мирового океана, морей и глубоких озер.

    Результаты исследований позволяют совершенствовать методические подходы при работе на натурных объектах для получения репрезентативных данных, которые необходимо использовать для прогноза эвтрофикации и динамических процессов в водных экосистемах .

    Разработана информационная технология для анализа информации о состоянии водных экосистем с использованием контактных и космических измерений. Данная технология позволяет осуществлять оперативную оценку состояния экосистем по основным гидрофизическим и гидродинамическим показателям на различных пространственно-временных интервалах.

    Предложенный модельный комплекс и информационно-программные средства применяются в научных исследованиях лаборатории экологической информатики Института биофизики СО РАН и в учебном процессе на одноименной кафедре Красноярского государственного технического университета. В настоящее время отдельные результаты диссертационной работы введены в практикумы для преподавания ряда учебных курсов.

    Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на семинаре лаборатории методов мониторинга экосистем ИБФ СО РАН (Красноярск, 1988, 1989), на III Всесоюзном симпозиуме «Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов» (Таллинн, 1989), на общеинститутском семинаре J10 ГОИН (Ленинград, 198 9), на Всесоюзной конференции «Биотехнология и биофизика микробных популяций» (Алма-Ата, 1991). В дальнейшем результаты работы докладывалась на семинарах лаборатории экологической информатики ИБФ СО РАН (Красноярск, 1994, 1995, 1996), на I Всесибирской и II Всероссийской конференциях «Математические проблемы экологии» МАПЭК-92 и МАПЭК-94 (Новосибирск, 1992, 1994), на международной конференции «20th General Assembly of European Geophysical Society» (Hamburg, 1995), на краевой экологической конференции (Красноярск, 1995), на международном симпозиуме.

    Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах" (Новосибирск, 1995), на VII Всероссийском симпозиуме «Коррекция гомеостаза» (Красноярск, 1996), на международной Научной Ассамблее COSPAR-96 (Birmingham, 1996), на научно-практической конференции «Достижения науки и техники развитию города Красноярска» (Красноярск, 1997), на международной научно-технической конференции и выставке «Спутниковые системы, связи и навигации» (Красноярск, 1997).

    Исследования по теме диссертации поддержаны персональным грантом Красноярского краевого экологического фонда молодых ученых (1993), грантом Российского фонда фундаментальных исследований N96−05−64 456.

    Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ.

    Благодарности. Представленная диссертация — плод многолетних исканий и творчества. Без моральной поддержки ряда сотрудников и единомышленников, оформление в диссертационную работу отдельных частей исследований было бы невозможно.

    Автор благодарен за постоянную поддержку работ и совместное обсуждение результатов д.т.н. А. П. Шевырногову, за сотрудничество и поддержку аспирантской деятельности д.б.н. JI.A. Левину, за консультативную помощь при разработке программного комплекса «N0A» Г. С. Высоцкой.

    В отдельных частях работы обсуждаются проблемы микромасштабного взаимодействия водной среды и клеток фитопланктона, что связано со специфическими работами совместно с доцентом Красноярского государственного технического университета кафедры гидропривода и гидропневмоавтоматики, к.т.н. Есиковым С.А.

    Ряд технических идей реализованы под руководством автора при выполнении дипломных работ студентами КГТУ Ковалевой Л. С., Лемешевской Л. И., Мурашкевич Н. М., что помогло развить отдельные идеи исследований.

    Автор искренне благодарен за внимание и полезное обсуждение работы, а также за любезно предоставленные данные, послужившие основой апробации модели, сотрудникам Института биофизики СО РАН к.б.н. Щур Л. А., к.б.н. Филимонову B.C., а также сотрудникам Лимнологического института СО РАН М. Н. Шимараеву и Н. Г. Гранину. Кроме того хочется выразить отдельную благодарность за внимание к научным и производственным проблемам ректору Российского Государственного гидрометеорологического института д.ф.-м.н. Л. Н. Карлину и сотруднику Ленинградского отделения Государственного океанологического института к.ф.-м.н. Р.В. Пясков-скому.

    выводы.

    1.Оценена степень влияния гидрофизических и гидродинамических процессов в пелагиали океана на изменение биопродукционных показателей фитопланктона по динамическим параметрам отдельных явлений. Масштабные характеристики и условия возникновения гидродинамических образований являются эффективными показателями для оценки тенденции формирования неоднородного распределения фитопланктона в зависимости от динамической активности вод.

    2.Статистическая обработка данных полигонной съемки в Северном Байкале позволила оценить степень соответствия между пространственным распределением хлорофилла «а» для отдельных групп фитопланктона и термодинамическими параметрами, как характеристиками биотопа. Наиболее устойчивый характер взаимодействий гидрофизических процессов с фитопланктоном наблюдается в слое скачка или высокоградиентных слоях. Изменение гидрологической структуры водного объекта приводит к изменению структуры распределения фитопланктона различных таксонометрических групп, в зависимости от действия сил плавучести, инерционных сил и диффузионных эффектов.

    3.На основе разработанной одномерной нестационарной численной модели выявлены эффекты влияния гидрофизических процессов суточного и синоптического масштаба на формирование неоднородного распределения фитопланктона по вертикали. Построены соответствующие модели, имитирующие суточную и синоптическую изменчивость фитоценоза на примере оз. Байкал и экваториальной Паци-фики под действием абиотических факторов. На основе численных экспериментов, выявлены общие черты распределения биомассы фитопланктона, лимитирующего биогенного элемента и температуры воды в зависимости от изменяющихся факторов окружающей среды по вертикали в пелагиали океана и глубокого озера.

    4.Разработан программный комплекс на основе использования спутниковых данных для исследования мезомасштабной и макромас-штабной изменчивости горизонтальных градиентов температуры поверхности океана и горизонтальных градиентов концентрации фито-пигментов.

    5.Получены расчетные данные по градиентным характеристикам температуры поверхности океана и концентрации фитопигментов для установления пространственной локализации квазистационарных гидробиологических структур и температурных фронтальных зон на определенных временных интервалах. Показана согласованность биологических и физических процессов в пелагиали океанских систем в пределах пространственно-временных границ взаимодействия отдельных океанологических образований.

    6.Получены параметрические зависимости, характеризующие крупномасштабную изменчивость температурных фронтов в Атлантике и Пацифике под действием горизонтальной турбулентной диффузии, компонент скорости течения и отклоняющей силы вращения Земли (параметра Кориолиса).

    7.Развит аналитический подход для оценки пространственно-временных масштабов изменчивости неоднородностей фитопланктона под действием гидрофизических и гидродинамических процессов на основе результатов численного моделирования. Обоснована методологическая концепция объединения кинетических показателей фитопланктона и динамических характеристик гидрологических образований при оценке пространственно-временных интервалов функционирования неоднородностей фитопланктона.

    5.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    .

    Диссертация посвящена исследованию физических причин и механизмов формирования пространственно-временных неоднородностей фитопланктона в пелагиали водных экологических систем методами математического моделирования, лабораторных экспериментов и статистической обработки натурных данных.

    Водные экологические системы характеризуются большим числом взаимосвязанных и взаимообусловленных факторов и процессов, которые довольно часто трактуются и описываются различными исследователями с различной степенью точности. Сложные нелинейные процессы в этих системах заставляют исследователей отказываться от детального совместного описания отдельных эффектов и явлений, связанных с процессами различной природы: физических, биологических, химических и т. п. Отсутствие сведений о сочетании различных факторов: гидрофизических, гидродинамических, гидробиологических и гидрохимических, формирующих общую структуру водной экологической системы, приводит к прогностическим неточностям и ошибкам при оценке эволюции экосистем. Особую сложность при прогнозе эволюции водных экосистем создает динамичность экологических процессов. При этом немаловажной особенностью является то, что проведение прямых натурных экспериментов не дает ответа на вопрос, какой из факторов является основным. Границами при описании таких процессов становится временной и пространственный интервал наблюдений. При этом необходимо учитывать, что сочетание факторов может приводить к цикличности процессов, что подразумевает не строгую периодичность, а смещение во времени повторяемости процессов. В этом случае необходимо установить характерный пространственно-временной масштаб проявления гидродинамических процессов и степень влияния на распределение и жизнедеятельность живых организмов.

    Формирование общей гидрофизической и гидродинамической структуры водной экосистемы происходит на уровне развития процессов различного пространственного и временного масштабов. Эти процессы приводят к неоднородностям в распределении свойств или характеристик водных масс в пределах экосистемы (озеро, пруд, водохранилище), или в пределах занимаемого водного пространства (для морей и океанов).

    Актуальность исследований процессов переноса вещества и энергии в водных экосистемах определяется необходимостью выделения из многообразных экологических связей абиотических и биотических факторов, наиболее важных с прогностической точки зрения .

    Изучение особенностей продуцирования и пространственно-временных масштабов динамики фитопланктона, при постоянно меняющихся условиях среды, лежит в основе разработки методов прогноза процессов эвтрофикации и эволюции водных экологических систем. Сложность такого экологического прогнозирования усиливается из-за недостатка информации о взаимодействии процессов в окружающей среде и биоценозах. Этот недостаток, в определенной мере, восполняется экспериментами на математических моделях, которые позволяют устанавливать причинно-следственные связи между параметрами, описывающими изменения природных условий в среде обитания и изменениями в процессах жизнедеятельности организмов .

    Важной, с прогностической точки зрения, является задача получения аналитических зависимостей, адаптированных к информации дистанционного и контактного (in situ) зондирования. Для надежного понимания возможных влияний гидрофизических условий на крупномасштабные структурные и функциональные характеристики планктонных сообществ, их пространственно-временную изменчивость, а также для совершенствования математических моделей, необходимо использовать данные космических наблюдений. Они дают возможность, с применением информационно-программных средств, выявлять процесс изменчивости на различных пространственных и временных интервалах, а также позволяют картировать региональные и глобальные особенности водных экосистем.

    Численное моделирование глобальных экологических процессов необходимо проводить с учетом изменчивости пространственно-временных масштабов устойчивых гидрофизических структур и образований. При этом в ряде случаев необходимо в качестве граничных условий устанавливать пространственное расположение температурных и биологических фронтальных зон.

    Для того чтобы получить возможность детально числено моделировать отдельные процессы в квазистационарных зонах, с целью получения прогностических результатов, необходима дальнейшая технологическая разработка программных модулей информационно-расчетных комплексов для мониторинга динамических процессов в экосистемах.

    Предполагается разработка такого комплекса с применением методов математического моделирования для оценки степени изменчивости полей хлорофилла и биологической продуктивности вод под действием гидродинамических факторов, связанных с силой Корио-лиса, скоростью горизонтального и вертикального переноса и интенсивностью турбулентного обмена в трехмерном пространстве. Кроме того программный комплекс может использоваться как «оболочка» для наполнения и обработки необходимых данных для построения сложных численных прогностических моделей.

    Предполагается продолжение работ в плане сопоставления карт температурных фронтальных разделов и зон различных районов Мирового океана и районов с максимальной концентрацией фитопиг-ментов в океане. Полученные данные предполагается использовать для проверки работоспособности математических моделей различной степени сложности для определения степени взаимодействия гидрофизических и гидробиологических процессов в океане и морях.

    Многолетние спутниковые данные о распределении хлорофилла в поверхностном слое океана, дают возможность по иному, чем ранее взглянуть на динамику биологических процессов в океанических экосистемах. Представляется, что одним из эффективных признаков, пригодных для выявления этой динамики является пространственно-временная изменчивость концентрации хлорофилла и в особенности ее суточный и сезонный ход в совокупности с анализом гидрофизических и гидродинамических процессов в отдельных районах и акваториях, как по вертикали, так и по горизонтали.

    Показать весь текст

    Список литературы

    1. Л.П. Изучение и методы расчета крупномасштабной турбулентности глубоководного водоема (по материалам исследований на оз. Байкал).-Л.: Гидрометеоиздат, 1989.-128 с.
    2. Ю.М., Базыкин А. Д. Модель эвтрофикации в проточной системе хищник-жертва // Математическое моделирование в экологии / Под ред. A.M. Молчанова.-М.: Наука, 1978.-С.101−110.
    3. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей / Под ред. Ф.Т. М. Ньистадта, Х. Ван Допа / Пер. с англ. под ред. A.M. Яглома. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.-351 с.
    4. Л.Я., Гурман В. И., Кожова О. М. Энергетическая модель пелагического сообщества оз. Байкал // Модели природных систем / Под ред. В. И. Гурмана, И. П. Дружинина. Новосибирск: Наука, 1978. — С.51−57.
    5. Л.Я., Кожова О. М., Меншуткин В. В. Модель сезонной динамики пелагического сообщества оз. Байкал // Модели природных систем / Под ред. В. И. Гурмана, И. П. Дружинина. Новосибирск: Наука, 1978. — С.57−65.
    6. П.Н. Численные методы прогноза погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.- 392 с.
    7. Е.В., Кондратьева Т. М. Распределение фитопланктона в Черном море // Исследования планктона Черного и Азовского морей / Под ред. В. А. Водяницкого. Киев: Наукова думка, 1965. — С.36−68.
    8. О.М. Прямое численное моделирование свободной развитой турбулентности: когеррентные структуры, лами-нарно-турбулентный переход, хаос // Этюды о турбулентности / Под ред. И. М. Макарова и др. М.: Наука, 1994. — С.137−222.
    9. B.C., Лозовацкий И. Д., Озмидов Р. В. Об особенностях мелкомасштабной турбулентности в океанском термоклине // Физика океана и атмосферы. 1979. — Т.15, N10. — С. 1060−1066.
    10. В.И. Моделирование морских систем. Киев: Нау-кова думка, 1987. — С. 65−82.
    11. Т.В. Распределение крупных форм диатомовых водорослей в юго-восточной части Тихого океана // Океанология. -1972. Т.12, вып. 3. — С. 135−139.
    12. Ю.А. Малопараметрическое описание океанической экосистемы // Модели океанских процессов / Под ред. Л. В. Антонова, А. Б. Бадалова, О. В. Баженова и др.- М.: Наука, 1989. С. 297−310.
    13. М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 272 с.
    14. Г. П., Крупаткина Д. К. Географическое распространение хлорофилла"а" в северной части Атлантического океана // Биология моря. 1984.-N 2. — С. 31−36.
    15. Биогидрохимия северо-западной части Индийского океана: (06.ст.) /АН СССР, Ин-т океанологии им. П. П. Ширшова / Под ред. O.K.Бордовского.-М.: Наука, 1981. 176 с.
    16. Биология океана. Т.1. Биологическая структура океана / Под ред. М. Е. Виноградова. М.: Наука, 1977 — 398 с.
    17. Биологические ресурсы океана / Под ред. П. А. Моисеева. -М.: Агропромиздат, 1985 288 с.
    18. Биологическая продуктивность пелагиали Байкала и ее изменчивость / Под ред. М. Ю. Бекман // Тр. ин-та. / Лимнол. ин-т АН СССР. Новосибирск: Наука, 1977. — Т.19(39) — 254 с.
    19. В.З., Дарницкий М. Ю., Куликов М. Ю. Формирование биологической продуктивности в районах поднятий океанскоголожа//Биологические ресурсы открытого океана/Отв.ред. П. А. Моисеев, Н. В. Парин, А. А. Елизаров.-М.: Наука, 1987.-С.31−64.
    20. А.Я. и др. Экспериментальное моделирование экосистемы эвтрофного водоема / Болсуновский А. Я., Звегиндева Н. И., Хромечек Е. Б. и др.- Красноярск: ИБФ, 1990. 53 с. :-(Препр./ СО АН СССР, Ин-т биофизики № 139Б).
    21. К. Физическая океанография прибрежных вод / Под ред. И. Ф. Шадрина. М.: Мир, 1988. — 324 с.
    22. B.C. Русловые процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. JI.: Гидрометеоиздат, 1989. — 286 с.
    23. В.Ф. Гидрофизические факторы формирования кислородного режима водоемов. М.: Наука, 1988. — 168 с.
    24. В. А. Вертикальный турбулентный обмен в океане вблизи экватора. Тр. Ин-та океанол. // Экосистемы пелагиали Тихого океана. Т. 102. — М.: Наука, 1975. — 47−50.
    25. Н.Л., Гаргер Е. К., Иванов В. Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. -Л.: Гидрометеоиздат. 278 с.
    26. И.А., Викторов C.B., Виноградов В. В. Дистанционное определение температуры моря (спутниковые и авиационные методы определения температуры поверхности моря по изучению в ИК диапазоне).- Л.: Гидрометеоиздат, 1988.- 224 с.
    27. В.А. Математические модели процессов биохимического окисления органических веществ загрязнителей водоемов // Математическое моделирование в экологии / Под ред. A.M. Молчанова. — М.: Наука, 1978. — С.111−122.
    28. В.И., Покатилова Т. Н., Шимараев М. Н. и др. Формирование и динамика Байкальских вод. Новосибирск: Наука, 1986. 118 с.
    29. В.И., Шерстянкин П. П. Течения и диффузия вод Байкала. Л.: Наука, 1970. — С. 48−67.
    30. Взаимодействие океана с окружающей средой / Под ред. А. И. Дуванина. М.: Изд-во МГУ, 1983. — 215 с.
    31. .Я. Взаимодействующие популяции // Математическое моделирование в экологии / Под ред. A.M. Молчанова. -М.: Наука, 1978. С. 5−16.
    32. М.Е. Динамические модели пелагических экосистем // Модели океанских процессов / Под ред. Л. В. Антонова, А. Б. Бадалова, О. В. Баженова и др.- М.: Наука, 1989.-С.252−259.
    33. М.Е., Лебедева Л. П., Шушкина Э. А. Элементы и экологические потоки в биологическом блоке моделей // Модели океанских процессов / Под ред. Л. В. Антонова, А. Б. Бадалова, О. В. Баженова и др. М.: Наука, 1989.- С. 259−271.
    34. М.Е., Шушкина Э. А. Некоторые аспекты изучения экосистем эпипелагиали океана // Биологические основы промыслового освоения открытых районов океана / Под ред. М. Е. Виноградова, М. В. Флинта. М.: Наука, 1985. — С.8−20.
    35. М.Е., Шушкина Э. А., Функционирование планктонных сообществ эпипелагиали океана. М.: Наука, 1987. 240 с.
    36. М.Е. Вертикальное распределение океанического зоопланктона. М.: Наука, 1968. — 320 с.
    37. М.Е. 17-й рейс НИС «Академик Курчатов» / Исследования планктонных сообществ районов интенсивного подъема вод восточной экваториальной Пацифики // Океанология. 1974. -Т.14, вып. 5. — С. 941−947.
    38. М.Е., Лисицын А. П. Глобальные закономерности распределения жизни в океане и их отражение в составе донных осадков. Закономерности распределения планктона и бентоса в океане// Изв. АН СССР. Сер.геолог. 1981.- N3. — С. 5−25.
    39. М.Е., Кузин A.M., Смолко A.B. Абрамян Т. О. О структуре мигрирующих скоплений пелагических организмов // ДАН. 1991, Т.317, № 5. — С.1226−1229.
    40. Л. А. Особенности сукцессии фитопланктона фронтальной зоны Норвежского моря // Биологические основы промыслового освоения открытых районов океана / Под ред. М. Е. Виноградова, М. В. Флинта. М.: Наука, 1985. — С.117−123.
    41. Н. Алгоритмы и структуры данных / Пер. с англ. Д. Б. Подшивалова. М.: Мир, 1989. — 360с.
    42. В.В., Лут Л.И., Мизандронцева К. Н. и др. Климат больших озер Сибири. Новосибирск: Наука, 1984. — 144 с.
    43. A.A. Имитационное моделирование в экологии: озера, пруды, водохранилища // Математическое моделирование: Методы описания и исследования слложных систем.- М.: Наука, 1989. -С.99−120.
    44. З.В. Исследование процессов формирования термического режима водохранилищ // Гидрофизические процессы в реках, водохранилищах и окраинных морях/Под ред. В. К. Дебольского, В. М. Коткова. М.: Наука, 1989. — С.163−180.
    45. К.К., Мещерякова А. И., Поповская Г. И. Круговорот органического вещества в озере Байкал. Новосибирск: Наука, 1975. 189 с.
    46. Дж.Д. Параметризация движений подсеточного масштаба // Моделирование и прогноз верхних слоев океана / Под ред. Э. Б. Крауса.-Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 146−174.
    47. Г. С., Шевырногов А. П. Статистические модели в задачах оценивания динамики океанических биоценозов и сопряженных океанологических характеристик. Препринт N160B ИБФ СО АН СССР, Красноярск, 1991- С. 38.
    48. М.М. Фитоклимат прибрежных лесов Северного Байкала. Новосибирск: Наука, 1980. 216 с.
    49. Д.Е., Муромцев A.M. Океанологические основы биологической продуктивности Мирового океана. М.: Гидрометеоиздат, 1982.-320 с.
    50. Гидротермодинамическое взаимодействие озера с атмосферой / Под ред. А. Ф. Трешникова, С. С. Зилитинкевича.- Л.: Наука, 1990. 139 с.
    51. А. Динамика атмосферы и океана. Т.1. / Под ред. Г. П. Курбаткина. М.: Мир, 1986. — 397 с.
    52. А. Динамика атмосферы и океана. Т. 2. / Под ред. Г. П. Курбаткина. М.: Мир, 1986. — 415 с.
    53. А.И., Федоров К. Н. О приповерхностной циркуляции вод в субарктической фронтальной зоне (по данным ИСЗ) // Исслед. Земли из космоса. 1986, № 1.- С.8−13.
    54. .В., Колосова Е. Г. Рекуррентные группы видов копепод в северном субтропическом круговороте Атлантического океана // Океанология. Т.20, вып. 50. — С. 909−914.
    55. В.М., Гаевский H.A., Шатров И. Ю. и др. Опыт использования флуоресценции для дифференциальной оценки содержания хлорофилла у планктонных водорослей // Гидробиол. журнал. 1986. — Т.22, N3. — С. 80−85.
    56. A.B., Домбровский Ю. А., Задорожная Н. С. и др. Имитационное моделирование экосистемы оз. Байкал и ее антропогенных изменений // Модели природных систем / Под ред. В. И. Гурмана, И. П. Дружинина.-Новосибирск: Наука, 1978.-С.65−85.
    57. Н.Г. и др. Исследование флуктуаций полей температуры и фитопланктона поверхностного слоя оз. Байкал / Гранин Н. Г., Левин Л. А., Заворуев В.В.-Красноярск:ИБФ, 1988.-36с.-(Препр./СО АН СССР, Ин-т физики им. Л. В. Киренского, N85B).
    58. Н.Г. и др. Особенности распределения характеристик экосистемы пелагиали Байкала в период весенней конвекции / Гранин Н. Г., Жданов A.A., Заворуев В. В. и др. Красноярск: ИБФ, 1991. — 55с.:-(Препр./ СО АН СССР, Ин-т биофизики № 159Б).
    59. В.М. Гидрология фронтальных зон Мирового океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 272 с.
    60. Ю.Л., Трухчев Д. И. Гидродинамический диагноз течений в морских бассейнах // Моделирование гидрофизических процессов и полей в замкнутых водоемах и морях / Под ред. А. С. Саркисяна. М.: Наука, 1989. С.6−31.
    61. Ю.Л., Филатов H.H. Особенности динамики разнотипных озер// Моделирование гидрофизических процессов и полей в замкнутых водоемах и морях / Под ред. А. С. Саркисяна. М.: Наука, 1989. С.79−93.
    62. Динамика океана: Учебное пособие / Под ред. Ю. П. Доронина Л.: Гидрометеоиздат, 1986. — 304 с.
    63. Н.В. Математическое моделирование вертикального турбулентного обмена в верхнем слое океана. Новосибирск: Изд-во ВЦ СО РАН, 1993. — 154 с.
    64. С.И., Литвинов Б. Ю., Сбитнев А. И. Персональные ЭВМ: ТурбоПаскаль V.7.0, Объектное программирование, Локальные сети: Учебное пособие.-Киев: Информ. сервис, 1993. 480 с.
    65. Ю.П. Региональная океанология: Учебник. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. — 303 с.
    66. С.Н., Расулов М. А. Моделирование термической структуры тонкого поверхностного слоя моря // Моделирование гидрофизических процессов и полей в замкнутых водоемах и морях / Под ред. А. С. Саркисяна. М.: Наука, 1989. С.215−225.
    67. A.A., Кочиков В. Н., Ржосницкий В. Б. Океанологические основы рыболовства: Учебное пособие/Под ред. А. П. Алексеева. Л.: Изд-во ЛГУ, 1983. -222 с.
    68. A.M., Епанешников В. А. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0. M.: Диалог-МИФИ, 1993. — 288 с.
    69. В.Н., Иванов Л. М. Некоторые физические аспекты распространения примеси в океане. Севастополь: МГИ, 1982. -44 е.: (Препр./ АН УССР, Морск. гидроф. ин-т).
    70. Н.Г. Оптика моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -247 с.
    71. С.А., Картушинский A.B., Марченкова Т. В., Гусева Л. А., Могильная O.A. Дезактивация микроорганизмов при кавитации.- В кн.: Биотехнология и биофизика микробных популяций: Тез. докл. Всесоюз.конфер. Алма-Ата, 1991, С. 51.
    72. С.А., Картушинский A.B. Физические механизмы воздействия на микроорганизмы в условиях гидродинамической кавитации.- В кн.: Биотехнология и биофизика микробных популяций: Тез. докл. Всесоюз.конфер. Алма-Ата, 1991, С. 99.
    73. С.А., Картушинский A.B., Марченкова Т. В. Кавита-ционное воздействие на микроорганизмы // Вестник КГТУ. Гидродинамика больших скоростей. Сб. науч. тр. / Отв. ред.
    74. B.А.Кулагин. Красноярск: КГТУ, Вып. 3. — 1996. — С. 22−36.
    75. В.И., Юлова Г. А. Изменение фитопланктона под влиянием промышленных сточных вод // Мониторинг фитопланктона / Под ред. О. М. Кожовой, Ю. С. Куснер. Новосибирск: Наука, 1992.1. C. 115−118.
    76. Ю.А., Морякова В. К. Распределение зоопланктона в водах южно-атлантического антициклонического круговорота // Экология моря.- Киев: Наукова думка, 1982. N10.- С. 3−11.
    77. Е.А. Математические модели экосистемы оз.Байкал (обзор) // Ред. Гидробиол.ж. Киев, 1989. — 32с. Деп. в ВИНИТИ 01.08.89. N 5098-В89.
    78. В.Д., Фрик П. Г. Турбулентная конвекция. М.: Наука, 1988. — 173 с.
    79. А. Поглощение солнечной радиации в океане // Моделирование и прогноз верхних слоев океана / Под ред. Э. Б. Крауса.-J1.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 64−90.
    80. Изменчивость гидрофизических полей в озерах / Отв. ред. H.A. Лабзовский. Л.: Наука, Ленингр. отд., (АН СССР. Ин-т озеровед.), 1978. — 280с.
    81. Л.Р., Паутова В. Н., Кожова О. М., Щербакова И. К. Изменчивость содержания хлорофилла «а» в водоемах // Прогнозирование экологических процессов / Под ред. Л. Я. Ащепковой, А. Е. Кузьминой, Л. М. Мамонтовой и др.- Новосибирск: Наука, 1986. С. 57−67.
    82. Л.Р. Динамика хлорофилла «а» и вспомогательных пигментов // Мониторинг фитопланктона / Под ред.
    83. О.М.Кожовой, Ю. С. Куснер. Новосибирск: Наука, 1992. — С. 8191.
    84. JI.P. Пространственная изменчивость концентрации хлорофилла «а» // Мониторинг фитопланктона / Под ред. О. М. Кожовой, Ю. С. Куснер. Новосибирск: Наука, 1992. — С. 9197.
    85. JI.P., Кожова О. М., Шимараева C.B. Сопряженность изменчивости продукционных и деструкционных показателей // Мониторинг фитопланктона / Под ред. О. М. Кожовой, Ю. С. Куснер. Новосибирск: Наука, 1992. — С. 99−103.
    86. JI.P., Кожова О. М., Шимараева C.B. Суточные изменения продукционно-деструкционных процессов / / Мониторинг фитопланктона / Под ред. О. М. Кожовой, Ю. С. Куснер. Новосибирск: Наука, 1992. — С. 103−110.
    87. В.Г. О возможных тенденциях адаптации водорослей к температурному режиму среды. Результаты машинных экспериментов // Ж. общ. биологии. 1987, № 5, Т.68. — С.696−705.
    88. В.Г. Идеи эволюционной экологии в моделях водных экологических систем // Водные ресурсы. 1993, Т.29, № 1. -С.5−11.
    89. С.Э. Управление озерными системами / Пер. с англ. / Под ред. А. С. Константинова, М. И. Шатуновского.- М.: Аг-ропромиздат, 1985.- 160 с.
    90. A.C., Легекис Р, Федоров К.Н. Экваториальные волны в поле температуры поверхности океана по данным судовых и спутниковых измерений//Исслед.Земли из космоса.-1984,№ 5.-С.3−7.
    91. В.М., Кошляков М. Н., Монин A.C. Синоптические вихри в океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. — 264 с.
    92. Г. С., Соловьев А. Н. Закономерности пространственно-временной изменчивости интенсивности флуоресценции пигментов в клетках фитопланктона // Экосистемы пелагиали Тихого океана. Т.102. М.: Наука, 1975. — с. 153−164.
    93. Л.Н., Клюйков Е. Ю., Кутько В. П., Стасенко В. Н. Изменчивость термохалинной структуры верхних слоев океана. Обнинск, 1984. С.11−29.
    94. Л.Н., Разумов Е. В., Шевырногов А. П. Природа локальных неоднородностей на космических изображениях водных поверхностей. Красноярск: ИБФ, 1988.-34 е.: ил.-(Препр. / СО АН СССР, Ин-т физики им. Л.В.Киренского- N 87Б) .
    95. A.B. Влияние гидродинамических условий на биологическую продуктивность вод Мирового океана.-Красноярск: ИБФ, 1988. 27с.: ил. — (Препр. / СО АН СССР, Ин-т физики им. Л.В.Киренского- N 77Б) .
    96. A.B., Левин Л. А. О некоторых параметрах тонкой структуры и их связи с концентрацией хлорофилла «а».- В кн.: Тонкая структура и синоптическая изменчивость морей и океанов: Тез.докл. III Всесоюз. симп. Таллин, 1989, С. 75.
    97. A.B., Левин Л. А. О связи термо- и гидродинамических параметров с распределением хлорофилла «а» в Северном Байкале/ АН УССР. Ред.гидробиол.ж.- Киев, 1991.-15 е.: ил.- Библиогр.:23 назв.- Деп. в ВИНИТИ 26.08.91, N 3556-В91.
    98. A.B., Ковалева JT.C. Экологические имитационные модели и игры: Методические указания по практическим занятиям. Красноярск: КГТУ, 1995. 84 с.
    99. A.B., Шевырногов А. П., Высоцкая Г. С. Динамические характеристики полей хлорофилла и температуры в океане. В кн.: Коррекция гомеостаза. Материалы VII Всеросс. симпоз. / Отв. ред. В. П. Нефедов. Красноярск: КНЦ СО РАН. -1996. — С. 64−65.
    100. A.B. Влияние суточной изменчивости абиотических условий на распределение и продуцирование фитопланктона оз. Байкал // Водные ресурсы. Т.24, № 1, 1997. С. 66−73.
    101. O.A., Моисеев Г. А., Пантелеев H.A. Связь вертикального турбулентного обмена в океане с внутренними волнами // Турбулентность и вертикальная структура гидрофизических полей / Под ред. Б. А. Нелепо Севастополь: МГИ АН УССР, 1983. -С. 50−61.
    102. И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т.1. Вводные и общие вопросы планктологии. JI.: Наука, 1969. С.438−562.
    103. И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Т. 2. Распределение, сезонная динамика, питание и значение. Л.: Наука, 1980. 439 с.
    104. С.А. Физика взаимодействия атмосферы и океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 284 с.
    105. .А., Рябченко В. А. Трассеры в Мировом океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 59 с.
    106. .В. Некоторые особенности спектрального поглощения взвеси морской воды / / Оптические методы изученияокеанов и внутренних водоемов. Новосибирск: Наука. — С. 58 -65.
    107. М.М. О вертикальных миграциях массовых видов планктона в оз.Байкал / Тр.всесоюзн. гидробиол. об-ва. 1959, Т.1. — С.161−174.
    108. К.Д., Назимов М. В., Прозоров A.A. Влияние гидрологических факторов на продукционные процессы в Белом море / Методы и средства исследования Мирового океана. Сб. науч. тр. -Л.: Изд. ЛПИ, 1984, вып. 87. С.83−92.
    109. К.Д., Голосов С. Д., Сковородова Е. П. Влияние турбулентного перемешивания на фитопланктон // Водные ресурсы, 1992. С.92−97.
    110. Кобленц-Мишке О. И. Фотосинтетическая первичная продукция // Биологические ресурсы океана / Под ред. П. А. Моисеева. -М.: Агропромиздат, 1985. С. 48−62.
    111. C.B. Использование данных температурного поля океана при численном моделировании циркуляции вод Северной Атлантики // Численные модели динамики атмосферы и океана / Под ред. В. В. Пененко. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1987. С.83−88.
    112. В.И. Океанографические предпосылки формирования повышенной рыбопродуктивности антарктических банок // Биологические основы промыслового освоения открытых районов океана / Под ред. М. Е. Виноградова, М. В. Флинта. М.: Наука, 1985. -С.210−221.
    113. В.Л., Айзатуллин Т. А. Классификация океанологических признаков повышенной биопродуктивности морских вод // Вопросы географии.-1984. N125. — С. 160−176.
    114. Т., Хела И. Промысловая океанография / Пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 296 с.
    115. A.A., Багриновская Г. П. О методологических вопросах математической биологии // Математическое моделирование в биологии / Под ред. А. М. Молчанова.- М.: Наука, 1975. С.5−18.
    116. О.И. О пространственно-временных масштабах океанских и атмосферных процессов // Океанология, Т.35, № 6, 1995. С.805−808.
    117. Р. Я. Факторы определяющие крупномасштабное распределение сперонофор подотрядов Physophorae и Caflycophoree в Атлантическом океане // Океанология. 1972. — Т.12, вып. 3. — С. 499−505.
    118. Г. И., Дымников В. П., Залесный В. Б. Математические модели в геофизической гидродинамике и численные методы их реализации. JI.: Гидрометеоиздат, 1987. — 296 с.
    119. Дж. JT. Осреднение по ансамблю, замыкание уравнений турбулентного обмена / / Динамика погоды / Под ред.С.Манабе // Пер. с англ. под ред. A.C. Дутова. J1.: Гидрометеоиздат, 1988. — С. 335−348.
    120. В.В., Финенко 3.3. Математическое моделирование процесса развития планктона в условиях океанического ап-веллинга // Экосистемы пелагиали Тихого океана / Тр. Ин-та океанол. АН СССР, 1975, 102, С.175−183.
    121. В.В. Имитационное моделирование водных экологических систем. С.-Петерб.: Наука, 1993. — 158 с.
    122. Моделирование морских систем / Пер. с англ. под ред. Т. А. Айзатуллина, В. И. Беляева, А. В. Некрасова, К. М. Хайлова. JI.: Гидрометеоиздат, 1978. — С.151−213.
    123. A.C., Красицкий В. П. Явления на поверхности океана. JT.: Гидрометеоиздат, 1985. — 375 с.
    124. В.В. Спектральный анализ тонкой структуры во фронтальной зоне Куросио// ДАН. 1991, Т.316, № 3. — С.726−730.
    125. П.П., Краус Э. Б. Одномерные модели верхнего слоя океана // Моделирование и прогноз верхних слоев океана / Под ред. Э. Б. Крауса. -J1.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 175−209.
    126. В.Н. Влияние фактора выедания на видовой состав и биомассу водорослей // Мониторинг фитопланктона / Под ред. О. М. Кожовой, Ю. С. Куснер. Новосибирск: Наука, 1992.1. С.62−68.
    127. .В., Скляров В. Е., Федоров К. Н., Шифрин К. С. Исследование океана из космоса. JI.: Гидрометеоиздат, 1978. — 54 с.
    128. A.M. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. С.135−163.
    129. P.B. Диффузия примесей в океане. JT.: Гидро-метеоиздат, 1986. — 280 с.
    130. Т.Р., Такахаши М., Харгрейв Б. Биологическая океанография.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. 432 с.
    131. В.М., Полежаев В. И., Чудов Л. А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984. — 288 с.
    132. В.Н., Кожова О. М. Исследование первичной продукции фитопланктона // Прогнозирование экологических процессов / Л. Я. Ащепкова, А. Е. Кузьмина, Л. М. Мамонтова и др.- Новосибирск: Наука, 1986. С.42−50.
    133. Распределение и поведение морского планктона в связи с микроструктурой вод / Под ред.Т. С. Петипа. Киев: Наукова думка, 1977.- С.3−108.
    134. Ю.А. Динамика вертикального распределения пелагических животных. М.: Наука, 1986. 135 с. 14 9. Рянжин C.B., Филатов H.H., Михайлов Ю. Д. и др. Термодинамические процессы в глубоких озерах Л.: Наука, 1981. 222 с.
    135. Jl.И. Билева O.K., Самышев Э. З. Влияние синоптической изменчивости на пространственное распределение сестона в Индийском океане // Биология моря. Киев: Наукова думка, 1985. — N19. — С.40−46.
    136. A.A., Гулин A.B. Численные методы: Учеб. пособие для вузов.- М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат. лит., 1989. С.34−47.
    137. Самоорганизация в физических, химических и биологических системах / Под ред. Г. Р. Иваницкого. Кишинев: Штиинца, 1984. — 164 с.
    138. В.В. Трансформация соединений азота в экваториальной Пацифике. // Экосистемы пелагиали Тихого океана. Т.102.-Наука, 1975.- с.61−65.
    139. В.В., Налетова И. А. Исследование биогидрохимической структуры эвфотического слоя и первичная продукция в Беринговом море/ Океанология, 1995, Т. 35, N2, с.206−214.
    140. Сезонные изменения черноморского планктона: (сб. ст.) / АН СССР, Ин-т океанологии им. П. П. Ширшова / Под ред. Ю. И. Сорокина, В. И. Ведерникова. М.: Наука, 1983. — 222 с.
    141. Г. И., Беляева Т. В., Зернова В. В. Распределение индикаторных видов планктонных водорослей в Мировом океане // Океанология. 1977. — Т.17, N5. — С. 867−877.
    142. В.А. Роль апвеллингов в экосистемах Мирового океана // Биологические ресурсы открытого океана / Отв. ред. П. А. Моисеев, Н. В. Парин, А. А. Елизаров. М.: Наука, 1987. -С.81−92.
    143. Ю.И. К характеристике продукционных процессов в пелагиали Индийского океана // Биологические основы промыслового освоения открытых районов океана / Под ред. М. Е. Виноградова, М. В. Флинта. М.: Наука, 1985. — С.109−117.
    144. Ю.И. и др. Первичная продукция и фитопланктон района экваториальной дивергенции в восточной части Тихого океана. Т.102. М.: Наука, 1975. — с. 108−122.
    145. В.Н. Океаносфера. М.: Мысль, 1983.- 272 с.
    146. М., Гнаук А. Пресноводные экосистемы. Математическое моделирование / Пер с англ. под ред. В. И. Беляева. -М.: Мир, 1989. 373 с.
    147. Структура и ресурсы климата Байкала и сопредельных пространств / Под ред. Н. П. Ладейщикова. Новосибирск, 1977. -С.125- 141.
    148. Дж. Введение в теорию ошибок. М.: Мир, 1985.- 272 с.
    149. Течения в Байкале / Под ред. А. Н. Афанасьева, В. И. Верболова.- Новосибирск: Наука, 1977. -160 с.
    150. Ю.Н., Радченко Д. А. Биолюминесценция и ее корреляция с биомассой планктона в экваториальной зоне Индийского океана // Экология моря. Киев: Наукова думка, 1985. — С. 6265.
    151. А.И. Компактные разностные схемы и их применение в задачах аэрогидродинамики. М.: Наука, 1990. — 230 с.
    152. Физика океана / Под ред.В. М. Каменковича, А. С. Монина. -М.: Наука, 1978. Т.1. Гидрофизика океана. — 455 с.
    153. Физика океана / Под ред.В. М. Каменковича, А. С. Монина. -М.: Наука, 1978. Т.2. Гидродинамика океана. — 455 с.
    154. К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов.-Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 296 с.
    155. К.Н. Спутниковые методы и развитие современных представлений о динамике океана // Исследование Земли из космоса. 1984, № 4. — С.3−13.
    156. К.Н., Гинзбург А. И. Приповерхностный слой океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. — 303 с.
    157. В.Н. Изменчивость уровня озера Байкал.-Новосибирск: Наука, 1981. 96 с.
    158. H.H. Динамика озер. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.- 166 с.
    159. О.M. Динамика верхнего слоя океана / Пер. с англ. JI.: Гидрометеоиздат, 1980. — 320 с. 17 6. Фишер Я. Распределение взвеси в восточной Пацифике // Экосистемы пелагиали Тихого океана. Т. 102. М.: Наука, 1975.- с.80−84.
    160. Формирование и динамика байкальских вод / Под ред. В. И. Верболова, Т.H.Покатиловой, М. Н. Шимараева и др.- Новосибирск: Наука, 198 6. -118 с.
    161. У.Р. Верхний слой океана как пограничный слой в моделях общей океанской циркуляции // Моделирование и прогноз верхних слоев океана / Под ред. Э. Б. Крауса.-JT.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 21−47.
    162. Е.А. Математическое моделирование циркуляции вод озера // Течения в Байкале / Под ред А. Н. Афанасьева, В. И. Верболова. Новосибирск: Наука, 1977. С. 63−82.
    163. O.A., Левин Л. А. Влияние фитофагов на вертикальное распределение фитопланктона // Биофизические методы исследования экосистем /Под ред. И. А. Терскова. Новосибирск: Наука, 1984. С.66−71.
    164. Ю.И., Шишкина Л. А. Океанология: Учебник. Л.: Гидрометеоиздат.- 1980. — 383 с.
    165. Экоинформатика / Под ред. В. Е. Соколова. С.-П.: Гтдро-метеоиздат, 1992. 520 с.
    166. Bloss S., Harleman D.R.F. Effect of wind-mixing on the thermocline formation in lakes and reservoirs: Ralf M. Parsons Lab. for woter Resourcer and hydrodinamics // MIT Report. N249. Cambridge, Massachusetts, 1979. — 68 p.
    167. Bowers J.A. Note effects of thermocline displacement upon subsurface chlorophyll maxima in lake Michigan // J. Great Lakes Res.-1980. Vol.6, N4. P.367−370.
    168. Chen C.T., Millero F.J. Precise thermodinamic properties for natural waters covering only the limnological range // Limnol. and Oceanogr.- 1986. Vol. 31, N3. P.657−662.
    169. Dalu G.A., Purini R. A numerical study of the marine surface layer in a sea breeze regime // Ocean Management. -1981. Vol.6, N2−3. P.111−116.
    170. Denman K.L. Covariability of clorophill and temperature in the sea // Deep Sea Res. 1976. Vol.23.1. P.539−550.
    171. Denman K.L. Short term variability in vertical chlorophyll structure // Limnol. and Oceanogr.-197 6. Vol.22, N3. P.434−441.
    172. Denman K.L., Gargett A.E. Time and space scales of vertical mixing and advection of phytoplankton in the upper ocean // Limnol. and Oceanogr.-1983. N5, Vol. 287 P.801−814.
    173. Eppley R.W. Temperature and phytoplankton growth in the sea // Fisheries Bulletin.- N70. P.1063−1085.
    174. Evans G.T. Biological effects of vertical-horizontal interactions // NATO Confer. Series: Marine Sciences. Vol.3, 1978. P.157−179.
    175. Fallon R.D., Brock T.D. Planktonic blue-green algae: Production, sedimemtation and decomposition in lake Mendota, Wisconsin // Limnol. Oceanogr. 1980. N25(1). — P.72−88.
    176. Fisher H.B. Mixing processes on the Atlantic continental shelf Cape Cod to Cape Hatteras // Limnol. Oceanogr. 1980. N25(1). — P.114−125
    177. Gargett A.E. Vertical eddy diffusivity in the ocean interior // J. Marine Res.-1984. Vol.42, N2. P.359−393.
    178. Haffner G.D., Harris G.P., Jarai M.K. Physical variability and phytoplankton communities. III. Vertical structure in phytoplankton populations // Arh.Hydrobiol. 1980. Vol.89. N3.- P.363−381.
    179. Harris G.P., Piccinin B.B. Physical variability and phytoplankton communities. IV. Temporal changes in the phytoplankton community of physically variable lake // Ibid. Vol. 89, N4. P.447−473.
    180. Heaney S.I., Eppley R.W. Light, temperature and nitrogen as interacting factors affecting diel vertical migrations of dinoflagellates in culture // J. of Plancton Res. 1981. — Vol.3, N2. — P.331−344.
    181. Idso S.B., Foster J.M. Light and temperzature relations in a small deser pond as influenced by phytoplanktonic density variations // Water Resources Res. -1974. Vol.10, N1. P. 129−132.
    182. S.E., Mejer H.F., Friis M., Jorgensen L.A., Hendriksen J. (Eds) Handbook of Enviromental Data and Ecological Parameters. ISEM, Copenhagen 1979.
    183. James I.D. Thermocline formation in the Celtic Sea // Estuarne and Coastal Marine Sciences. -1980. N10. P.597−607.
    184. Kamykowski D. Dinoflagellate growth rate in water columns of vaying turbidity as a function of migration phasewith daylight // J. Plankton Res. 1981. — Vol. 3, N3. -P.357−367.
    185. Kirk J.T.O. Solar heating of water bodies as influenced by their inherent optical properties // J. Geoph. Res. 1988. Vol.93, ND9.- P.10 897−10 898.
    186. Kitaigorodskii S.A. On the theory of the surface-stress induced entrainment at a buoyancy intarface (toward interpretation of KP and KPA experiments) // Jellous. 1981. -Vol.33, N1. — P. 89−101.
    187. Klein P. A simulation of the effects of air-sea transfer variability on the structure of marine upper layers // J. Physical Oceanogr. 1980. Vol.31, N11.- P.1824−1841.
    188. Klein P., Coantic M. A numerical study of turbulent processes in the marine upper layers // J. Physical Oceanogr. -1981. Vol. 11. — P.849−863.
    189. Knoechel R., Kalff J. In situ study of the productivity and population dynamics of five freeshwater planktonic diatom species // Limnol. Oceanogr. 1978. Vol.23, N2. — P.195−218.
    190. Kullenberg G.E.B. Vertical processes and the vertical-horizontal coupling // NATO Confer. Series: Marine Sciences. -1978. Vol.3. P.43−71.
    191. Lande R., Li W.K.W., Home E.P.W., Wood A.M. Phytoplankton growth rates estimated from depth profiles of cell concentration and turbolent diffusion // Deep-Sea Res. -1989. Vol.36, N8. P.1141−1159.
    192. Laws E.A., Jones D.R., Terry K.L., Hirata J.A. Modifications in recent models of phytoplankton growth: theoretical developments and experimental examination of predictions // J. Theor.Biol. 1985. N114. — P. 323−341.
    193. Lewis W.M. Vertical eddy dif fusivities in a large tropical lake // Limnol. Oceanogr. 1982. Vol. 27, N1. -P.161−163.
    194. Long R.R. The growth of the mixed layer in a turbulent stably stratified fluid // Geophys. Astrophys. Fluid Dynamics.- 1978. Vol. 11. P.1−12.
    195. Marra J, Bigigare R.R., Dickey T.D. Nutrients and mixing, chlorophyll and phytoplankton growth // Deep Sea Research. 1990. Vol37, N1.- P.127−143.
    196. McGovan J.A., Hayward T.L. Mixing and oceanic productivity // Deep Sea Res. 1978. Vol. 25. — P.771−793.
    197. Mitchell J.G., Okubo A., Fuhrman J.A., Cochlan W. The contribution of phytoplankton to ocean density gradients // Deep-Sea Res. 1989. Vol.36, N8. — P.1277−1282.
    198. Okubo A. Horizontal dispersion and critical scales for phytoplankton patches // NATO Confer. Series: Marine Sciences. 1978. Vol.3.- P.21−42.
    199. Piatt T., Sathyendranath S., Caverhill C.M., Lewis M.R. Ocean primary production and available light: further algorithms for remote sensing // Deep-Sea Res. 1988. Vol.35, N6. — P.855−879.
    200. Pugh P.R. The application of particle counting to an understanding of the small-scale distribution of plankton // NATO Confer. Series: Marine Sciences. 1978. Vol.3. — P.111−129.
    201. Richerson P.J., Powell T.M., Leigh-Abott M.R. et al. Spatial heterogeneity in closed basins // NATO Confer. Series: Marine Sciences. 1978. Vol.3. — P.179−189.
    202. Seip K.L., Reynolds C.S. Phytoplankton functional attributes along trophic gradient and season // Limnol. Ocean.- 1995, N 40 (3). P.589−597.
    203. Shevyrnogov A.P., Vysotskaya G.S., Gitelzon I.I. Qasistationary areas of chlorophyll concentration in the World Ocean as observed satellite data. Advances Space Research. 1996, 7, Vol.18, P.29−132.
    204. Simpson J.J., Dickey T.D. The relationship between downward irradiance and upper ocean structure //J. of Physical Oceanogr.- 1981. Vol.11, N3.- P.309−323.
    205. Somlyody L., Koncsos L. Influence of sediment resuspension on the light conditions and algal growth in lake Balaton // Ecol. Model1. 1991. N57. — P173−192.
    206. Smayda T.J. The suspension and sinking of phytoplankton in the sea // Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev. -1970. N8. P.353−414.
    207. Spigel R.H., Imberger J. Rayner K.N. Modelling the diurnal mixed layer // Limnol. Oceanogr.-1986.Vol.31, N3.-P.533−556.
    208. Stauffer R.E. Wind stress effects on chlorophyll distribution in stratified eutrophic lakes // Limol. Oceanogr. 1982. Vol.27, N1.- P.66−74.
    209. Steele J.H. Some comments on plankton patches // NATO Confer. Series: Marine Sciences. 1978. Vol.3. — P.1−20.
    210. De Szoeke R. A. On the effects of horizontal variability of wind stress on dynamics of the ocean mixed layer // J. Physical Oceanogr. 1980. Vol.10, N9. — P.1439−1454.
    211. Tolmazin D. Some estimates of transport processes in long Island Sound // J. Geoph. Res. 1983. Vol.88, NC4. -P.2633−2641.
    212. Traganza E.D., Nestor D.A., McDonald A. K. Satellite observation of a nutrient upwelling off the coast of California // J. Geophysics Res. 1985. Vol.85, No7. — P.4101−4106.
    213. Van Duin H.S., Lijklema L. Modelling photosintesis and oxygen in a shallow, hypertrophic lake // Ecol. Modell. 1989. Vol.45. — P.243−260.
    214. Zevenboom W., Bij de Vaate A., Muz L.R. Assesment of factors limiting growth rate of Oscillatoria agardihii in hypertropic lake Wolderwijd // Limnol. Oceanogr. 1982. Vol.27, N1. — P.39−52.
    Заполнить форму текущей работой

    На отлично!