Том 335 № 1 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/1/4411

Полимодальное распределение вероятности расхода воды в речных системах

Актуальность. Статистические исследования расхода воды в речных системах, проведенные различными авторами, показали, что формы распределения плотности вероятности речных стоков полимодальные. Существуют различные гипотезы возникновения данного полимодального распределения, например, в динамических системах возможно формирование аттракторов, либо в условиях возмущения исходных данных сингулярные числа могут трансформироваться в полимодальную структуру. Однако предлагаемые гипотезы формирования полимодального распределения интенсивности преобразования элементов открытой системы далеко не всегда применимы к конкретным объектам и ограничены определенными условиями. Поэтому предлагается применить универсальную теорию образования полимодального распределения интенсивности преобразования открытых систем для изучения распределения расхода воды в речных системах. Целью настоящей работы является подтверждение соответствия мод стока рек универсальным принципам преобразования при унификации полимодального статистического распределения вероятности расхода воды в речных системах. Объектом исследования являются выборки интенсивности расхода воды гидрографических открытых систем реки Оки и реки Великая в различный сезонный период. Метод исследования был определен на основании выведенного универсального уравнения мод унифицированных полимодальных распределений плотности вероятностей для процессов преобразования любых открытых систем. Каждая мода в унифицированном полимодальном распределении стока рек соответствует определенному универсальному принципу преобразования открытой системы под внешним воздействием. Его универсальность основана на константах соотношения временных параметров (внутреннего времени преобразования элементов системы и внешнего времени воздействия на систему), связанных с «золотой» пропорцией. Испарение и увлажнение почв уменьшают расход и являются внутренним преобразующим процессом в зависимости от атмосферной температуры, а атмосферные осадки являются внешним фактором, увеличивающим сток рек. Результаты проведенных исследований показали, что определенные моды полимодального распределения расхода воды полностью соответствуют универсальным состояниям процессов преобразования открытых систем под внешним воздействием. Для каждого сезонного периода моды соответствуют различным, ранее установленным принципам преобразования систем. Выводы. На основании выборки расхода воды в речных системах, используя уравнение унификации полимодального распределения, можно определить состояние процесса преобразования речной системы в настоящем времени и, зная параметры внешнего воздействия, предсказать её будущее развитие.

Ключевые слова:

Полимодальные статистические распределения, открытые системы, расход воды в реках, гидрографические системы, плотность вероятности, распределения стока рек, «золотая» пропорция

Авторы:

Игорь Анатольевич Мельник

Скачать pdf