автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Системный анализ хаотической динамики факторов, формирующих среду обитания урбанизированной территории

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа - Югры»

На правах рукописи

РУСАК СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ ФАКТОРОВ, ФОРМИРУЮЩИХ СРЕДУ ОБИТАНИЯ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ (на примере г. Сургута)

05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сургут - 2008

003171141

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа - Югры»

На правах рукописи

м

7

РУСАК СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ ФАКТОРОВ, ФОРМИРУЮЩИХ СРЕДУ ОБИТАНИЯ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ (на примере г. Сургута)

05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сургут-2008

Работа выполнена в НИИ биофизики и медицинской кибернетики при ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет - Ханты-Мансийского автономного округа - Югры»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор ФИЛАТОВА ОЛЬГА ЕВГЕНЬЕВНА ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа - Югры»

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук

ВЕДЯСОВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА

ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»

доктор биологических наук, профессор ПОПЧЕНКО ВИКТОР ИВАНОВИЧ ГУ Институт экологии Волжского бассейна РАН, г Тольятти

Ведущая организация: Самарский государственный педагогический университет

Защита состоится «J июня 2008 г в /3 часов на заседании диссертационного совета Д 800 005 01 в ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа - Югры» по адресу 628400, г Сургут, ул Энергетиков, 14

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «Сургутского государственного университета Ханты-Мансийского автономного округа - Югры» по адресу 628400, г. Сургут, пр Ленина, 1

Автореферат разослан iiß-З » Í,L(,{).<iJ 2008г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, доцент

ИЮ Добрынина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современный этап развития естествознания сопровождается кардинальным пересмотром основных понятий, которые необходимы для описания закономерностей развивающегося органического мира Сейчас стало очевидным, что для сохранения целостной, не противоречивой картины мира, нужно признать наличие в природе как разрушительного, так и созидательного принципа материя способна самоорганизовываться и самоусложняться На волне этих проблем возникла синергетика (теория самоорганизации) современная теория эволюции больших, сверхсложных систем В настоящее время она успешно развивается по нескольким направлениям неравновесная термодинамика (И Пригожин, 1979), синергетика (Г Хакен, 1985), и др Причем, одна из главных заслуг И При-гожина заключается в его отходе от детерминистских представлений и переход к хаосу и самоорганизации в изучении биологической динамической системы (БДС)

Ведущей проблемой синергетики является проблема организации структур из хаоса, что связано с разработкой новых методов идентификации параметров порядка и русел в рамках системного анализа и синтеза (САС) Не вызывает сомнений и тот факт, что проблема идентификации параметров аттракторов БДС и диагностики различий между динамикой стохастического поведения БДС и хаотической динамикой этих же БДС -одна из базовых проблем теории хаоса В последнее время в работах многих российских ученых говорится о целесообразности использования методов теории хаоса и синергетики (ТХС) в описании не только технических или природных систем, но также в описании различных БДС на молекулярном, клеточном, субклеточном, органном уровне и уровне систем органов, функциональных систем организма (ФСО) человека и популяционном уровне в терминах компартментов и кластеров, русел и параметров порядка, областей джокеров и самих джокеров (Г Г Малинецкий, С П Курдю-мов, С П Капица, Е Н Князева 1992-2006 гг, В М Еськов, О Е Филатова, Н А Фудин, А А Хадарцев, 1994-2007 гг). Все чаще в литературе появляются работы, связанные с необходимостью разработки новых научных методов оценки динамики поведения биосистем, поскольку классические (статистические в частности) подходы становятся уже неадекватными в таких областях как экология, биология, биофизика и не могут в полной мере оценить и описать сложную динамику экосистем в условиях экофакто-ров среды обитания, их тонкие отличия, дать количественную оценку базовым свойствам - (синергизм и хаос) (В М Еськов, В А Намиот, 2006)

Как известно, любые БДС испытывают постоянные возмущающие воздействия со стороны внешних факторов среды В общем случае для БДС возможны четыре основных режима функционирования стационарный режим, периодический режим, различные переходные режимы и хаотический режим Разработка новых подходов и методов при оценке состояний биологических систем, находящихся в этих режимах функционирования, становится актуальной задачей и современной экологии

Развитие синергетики и теории неравновесных систем связано с новым пониманием влияния экофакторов среды на динамику показателей функциональных систем организма (ФСО) человека Особенно это касается населения, проживающего в условиях северных территорий РФ, поскольку динамика экофакторов урбанизированных экосистем Севера часто носит ярко выраженный хаотический режим Сейчас становится все более очевидным, что, например, показатели метеопараметров (температура - Т, давление - Р и влажность - Я воздуха) неубедительно представлять в рамках традиционного стохастического подхода, т е описывать их методами теории вероятности и математической статистики Показывается, что динамика значений параметров порядка БДС (например, ФСО) может носить хаотичный характер именно из-за хаотического характера действия перечисленных выше метеофакторов среды обитания (Р, Т, /?) Поэтому, создание методов и эффективных программ ЭВМ для идентификации параметров порядка БДС является актуальной и необходимой задачей

В настоящей работе исследуется характер динамики метеорологических и экологических факторов урбанизированной территории на примере г Сургута и Сургутского района Ханты-Мансийского автономного округа -Югры в свете теории хаоса и синергетики, что может являться новым подходом в области количественной оценки базовых свойств (синергизм и хаос) урбанизированных экосистем

В этой связи целью настоящей работы является выявление в рамках теории хаоса и синергетики особенностей динамики экофакторов среды в фазовом пространстве состояний и изучение влияния этой хаотической динамики на качество жизни человека на Севере

Данная цель определила постановку и решение следующих задач исследования

1 Разработка методов и программ ЭВМ по оценке параметров аттракторов поведения вектора экофакторов среды в фазовом пространстве состояний

2 Выполнение сравнительной оценки степени хаотического поведения этих факторов в разные сезоны года в условиях Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

3 Оценка степени влияния такой хаотической динамики экофакторов на процессы жизнедеятельности организма (в частности, человека) в условиях Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

Научная новизна работы.

1 Впервые разработана и официально зарегистрирована программа ЭВМ (свидетельство № 2006613212, Москва, 2006 г) для идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в т-мерном фазовом пространстве

2 Впервые рассматриваются и обсуждаются с позиции теории хаоса и синергетики аспекты хаотической динамики поведения метеорологических и экологических факторов урбанизированной территории Севера РФ на примере г Сургута и Сургутского района Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

3 Впервые оценивается степень влияния хаотической динамики экофакто-ров среды на состояние организма человека в условиях урбанизированных экосистем Севера с позиции теории хаоса и синергетики

Научно-практическая значимость. Разработаны и запатентованы в рамках системного анализа и синтеза методы и программные продукты на базе ЭВМ для исследования эффективности хаотических и стохастических подходов в оценке динамики экофакторов среды, идентификации параметров порядка в фазовом пространстве состояния биосистем На этой основе обоснованы и разработаны критерии оценки различий между стохастической и хаотической динамиками поведения параметров экофакторов среды обитания на примере г Сургута и Сургутского района

Такие методы и компьютерные программы целесообразно использовать для выполнения ранжирования признаков, т е отыскание наиболее важных признаков, существенно влияющих на качество жизни и здоровье населения Югры, проживающего в суровых климатических условиях Это позволяет внедрять их в практику работы органов государственного управления при решении медико-экологических вопросов качества жизни на северных территориях и сохранения здоровья населения

Внедрение результатов исследований. Разработанные методы и программные продукты прошли апробацию и внедрены в ряде вузов и лечебных учреждений городов Самары, Сургута. Результаты исследований используются при подготовке студентов в Самарском государственном педагогическом университете, педагогов МОУ гимназии № 4 г. Сургута и Сургутского государственного университета, а также в лекционных курсах и практических занятиях по биофизике, экологии человека и медицинской кибернетики,

0 чем свидетельствуют акты о внедрении

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на кафедральных семинарах и в НИИ Биофизики и медицинской кибернетики при Сургутском государственном университете, на Всероссийской научно-практической конференции «Социокультурная динамика Ханты-Мансийского автономного округа сегодня и в перспективе XXI века» (Сургут, 1998), на

1 Всероссийской конференции «Исследования эколого-географических проблем природопользования для обеспечения территориальной организации и устойчивости развития нефтегазовых регионов Теория, методы и практика» (Нижневартовск, 2000), на Всероссийской научно-практической конференции «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере» (Сургут, 2000), VI Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях» (Тюмень, 2001), на научно-практической конференции «Экологические проблемы и здоровье населения на Севере» (Сургут, 2004)

Личный вклад автора заключается в получении первичных данных мониторинга за состоянием окружающей природной среды за 1997-2004 гг, постановке задач исследования, в анализе современного состояния проблемы, с непосредственным участием автора разработаны методы оценки па-

раметров аттракторов и исследования характера динамики экофакторов среды в многомерном фазовом пространстве, в анализе особенностей возникновения хаотических процессов, в построении моделей

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 13 печатных работах, в том числе 1 монография, 4 работы в рекомендуемых ВАК изданиях Их перечень приведен в конце автореферата Кроме того, автор является соавтором программы идентификации параметров хаотических аттракторов экофакторов в многомерном пространстве состояний и количественной оценке доли хаоса или стохастичности в динамике поведения БДС в многомерном (w-мерном) пространстве состояний, имеется свидетельство о государственной регистрации программы ЭВМ

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста и состоит из «Введения», в котором обосновывается актуальность исследования эффективности применения хаотического и стохастического подходов в оценке динамики экофакторов среды В главе «Новые парадигмы естествознания в рамках теории хаоса и синергетики» представляется обзор литературных данных по вопросу выбора методов в оценке параметров экосреды с позиций теории хаоса с одной стороны и традиционных подходов в рамках теории вероятности и математической статистики

В главе «Объект и методы исследований» представляется объект исследования и уделяется внимание современным методам, рассматриваются оригинальные авторские методы, применяемые для исследования динамики экофакторов среды, глава «Результаты экспериментальных исследований» посвящена исследованию в рамках синергетики и теории хаоса динамики показателей экосреды (экофакторов), анализу разработанных критериев оценки различий между стохастической и хаотической динамиками поведения параметров экосреды и параметров заболеваемости населения Сургутского района Имеются выводы и приложения Библиографический указатель содержит 175 наименований работ, из которых 145 на русском языке и 30 иностранных Текст диссертации иллюстрирован 25 таблицами и 29 рисунками Положения, выносимые на защиту.

1 Метод идентификации параметров показателей экосреды в фазовом пространстве состояний целесообразно применять для диагностики и оценки различий между динамикой стохастического поведения БДС и хаотической динамикой этих же БДС

2 Анализ параметров аттракторов в многомерном фазовом пространстве состояний обеспечивает идентификацию различий между стохастической и хаотической динамикой поведения факторов экосреды в разные сезоны года

3 Хаотическая динамика метеофакторов может существенно изменять значения параметров порядка БДС, что следует учитывать при ранжировании признаков и выборе наиболее важных из них при оценке степени влияния параметров экосреды на организм человека

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились на территории г Сургута игл Федоровский Сургутского района в аспекте исследования характера и степени влияния метеорологических и экологических факторов на среду обитания и жизнедеятельность человека, проживающего на Севере Информационной основой настоящего научного исследования послужили аналитические материалы по наблюдению за состоянием окружающей природной среды, полученные за период 1991-2004 гг (с непосредственным участием автора) и разрешенные к использованию в научных целях Сургутским Кадастровым Центром «Природа» Материалом для выполнения диссертационной работы послужили

• данные фактических наблюдений метеорологических и экологических параметров окружающей природной среды на территории г Сургута, полученные в рамках единой сети наблюдений Росгидромета для целей мониторинга состояния и загрязнения окружающей природной среды за 1991-2004 гг,

• данные количества обращений за скорой медицинской помощью жителей г п Федоровский Сургутского района (с населением 18400 человек) по поводу артериальной гипертензии в аспекте исследования метеотропных реакций человека, проживающего на Севере РФ на фоне динамики погодных условий в период 2004—2005 гг

Методы обработки материалов включали несколько этапов

1 Предварительно проведено усреднение исходных данных (основных метеорологических параметров суточных трехкратных замеров температуры, относительной влажности и давления атмосферного воздуха) за 1991-2004 гг и показателей трех загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (суточных трехкратных замеров фенола, формальдегида и оксидов азота) по г Сургуту за 1995-2004 гг путем вычисления среднесуточного значения каждого параметра

2 Последующая обработка массивов данных произведена с использованием разработанного метода и новой компьютерной программы идентификации параметров хаотических аттракторов экологических и метеорологических факторов в многомерном фазовом пространстве состояний Этот метод позволил дать обоснование и критерии оценки различий между стохастической и хаотической динамикой поведения параметров экосреды

3 С позиций существующих традиционных методов нами выполнен анализ динамики показателей экологических факторов и метеорологических параметров среды Проведен анализ многолетних данных мониторинга за состоянием атмосферного воздуха г Сургута Исследование показателей экологических факторов окружающей среды, а именно оценка уровня загрязнения окружающего атмосферного воздуха, произведена с позиций традиционного санитарно-гигиенического подхода

4 Для оценки метеофакторов с точки зрения их биологического действия на организм человека и на ряд связанных с ними процессов, нами проведен

анализ погодной динамики за 1991-2004 гг с позиций традиционных методов типизации климатических условий и их контрастов Способы оценки тяжести климатических факторов (с позиций типологии погодных условий в регионе ХМАО - Югра) включали дифференциацию зимних условий температурно-ветровых сочетаний - оценку их жесткости (И М Осокин, 1992 г) с расчетом комплексных показателей для характеристики суровости климатических условий северной территории и последующим ранжированием погодных условий по частоте повторяемости (Л/%) разных типов погод Проведено вычисление комплексного показателя изменчивости (КПИ) погодных условий (В А Матюхин, 1971, 1992) методом сравнения величины межсуточной изменчивости фактора (в нашем случае Р - атмосферное давление, Т, К - температура и Я, % - относительная влажность) с его средневзвешенным значением анализируемого ряда и затем также проведено ранжирование показателя КПИ по частоте повторяемости (№/о) разных типов погод

Факторы внешней среды представлены, как правило, множеством различных абиотических показателей - метеорологическими параметрами, данными по состоянию атмосферного воздуха, степенью загрязнения водных и почвенных объектов и т д

Для характеристики динамических параметров экосреды рассматриваемой территории, мы использовали метеопараметры, которые достаточно полно дают оценку ее климатоэкологического состояния и экологические показатели - загрязняющие вещества, которые вносят наиболее существенный вклад в общий уровень загрязнения окружающего атмосферного воздуха данной территории Именно эти метеорологические параметры и экологические показатели внешней среды определенным образом характеризуют любую территорию в рамках экологического подхода и именно они могут задавать параметры порядка экосреды и влиять на динамику вектора состояния организма человека (ВСОЧ)

Для этих целей были рассмотрены три основных метеорологических показателя температура Т К (в градусах Кельвина), влажность Я (относительная влажность, %), давление атмосферного воздуха Р (мм рт ст) и трех экологических показателей внешней среды - концентраций загрязняющих веществ атмосферного воздуха (диоксида азота, фенола и формальдегида в нормированных единицах - долях ПДК сс)

Поведение природных хаотических систем протекает в рамках аттракторов состояний Именно в таких аттракторах находятся показатели эко-факторов - температуры, давления, влажности, загрязняющих веществ атмосферного воздуха Поэтому рассмотрение хаотической динамики метеопараметров и экофакторов произведено в рамках фазового пространства состояний Каждое состояние характеризуется параметрами вектора состояния X = {х{ ,хг, хт)т, что составляет реальное многомерное фазовое пространство (например, для метеопараметров или показателей экологиче-

ских факторов среды), в котором каждый месяц года образует аттрактор состояний На фазовой плоскости такое движение X попадает внутрь некоторого прямоугольника, в 3-мерном фазовом пространстве - параллелепипеда, а в ш-мерном фазовом пространстве (в сочетании с экофакторами) -«¡-мерного параллелепипеда Такой подход в описании параметров среды позволил определить размеры аттракторов состояний (границы прямоугольника со сторонами (Ртт, Ртш), (Ятш, Лтах), (Гга1„, Тта) (Стт, Стах) на фазовой плоскости, или в »¡-мерном фазовом пространстве (ш-мерный параллелепипед) Данная т-мерная геометрическая фигура имеет координаты центра х'0 = (х[,х[, х[)т, т н «статистический» центр, где т-размерность фазового пространства, каждая координата которого вычисляется по формуле

Г у ||тт | |)тах \' ^-.ч

= 2

Если Д - ширина фазовой области в проекции на *-ую координату, т е

ш

= (*,|т„ I - |)' то объем параллелепипеда = л 01, где х,|пш , -

координата крайней точки, совпадающая с нижней (левой) границей фазовой области; а х,(|!,,ах) - координата крайней точки, совпадающая с верхней (правой) границей фазовой области В случае полной симметричности фазовой области (те по всем фазовым координатам) ее геометрический и статистический центры будут совпадать, в другом случае разница между ними будет ненулевая, и ее модуль может быть найден следующим образом.

где - координаты стохастического центра, а Ха - координаты хаотического центра в фазовом пространстве Данная величина является показателем асимметрии расположения центральной точки аттрактора (определяется по средневзвешенному значению), те геометрического центра аттрактора и стохастического центра симметрии /и-мерного параллелепипеда Этот показатель рассматривался нами как критерий оценки различий между стохастическими и хаотическими процессами в многомерном фазовом пространстве

Разработанная программа позволила получить траектории движения вектора состояния системы во всех фазовых плоскостях и в /л-мерном фазовом пространстве, а также в режиме суперпозиции (наложения траекторий и границ), визуализировать последовательное, непрерывное изменение фазовых переменных во времени или отдельно выбранные периоды, построить гистограммы скоростей изменения вектора состояния системы (зкосреды в нашем случае) по интервалам суток, когда временные перепады не изменяют своих знаков, наблюдать динамику движения центра масс всех точек вектора состояния (аттрактора) как в фазовом, так и в м-мерном пространстве по месяцам и годам, производить количественное исследова-

ние корреляции ее параметров В целом, метод исследований заканчивался формированием таблиц по результатам идентификации параметров аттракторов характеристик экосреды, построением гистрограмм изменения суточных и межсуточных колебаний всех переменных и фазовых портретов движения вектора состояний системы

Кроме того, данный метод позволил проводить идентификацию параметров порядка биосистем, т е выявлять наиболее значимые признаки путем сравнения двух кластеров данных

Разработанный подход предполагал сравнение различных кластеров, представляющих БДС (в данном случае, метеопараметры, экосреды) Методология основана на идентификации объема аттрактора в фазовом пространстве первоначально для одного кластера и далее для другого Затем поэтапно (поочередно) исключаются из расчета отдельные компоненты вектора состояния БДС с одновременным анализом параметров аттракторов и сравнением существенных или несущественных изменений в параметрах аттрактора после такого исключения В результате получаем Я = (Я0, Ят)значений, те вектор размерности т+1, по которым можно

определить уменьшилась или увеличилась относительная величина аттракторов V при изменении размерности фазового пространства При уменьшении размеров V аттракторов, анализируются параметры системы, и на основе их почти неизменности делается заключение о существенной (если параметры существенно меняются) или несущественной (параметры почти неизменны) значимости конкретного, каждогох, компонента X = (.^.х,, хт)Т

Кроме того, в рамках традиционных подходов и методов математической статистики был проведен анализ динамики погодных условий г п Федоровский в период 2004-2005 гг с расчетом индексов изменчивости погоды (ИИП) (В И Русанов, 1973, 1993) по данным температуры атмосферного воздуха (К{,)), атмосферного давления {К{р}) для каждого месяца, а также корреляционный анализ между показателями индексов изменчивости температуры воздуха (К{,)), атмосферного давления (К(Р)) и количеством обращений в скорую медицинскую помощь (Л'(АГ)) по поводу артериальной ги-пертензии в качестве примера

В рамках ТХС, с использованием разработанной программы, нами был выполнен анализ динамики поведения вектора состояния организма ВСОЧ человека (частота случаев обращения жителей по поводу артериальной гипертензии) на примере г п Федоровский для ш-мерного фазового пространства состояний на фоне динамики погодных условий с целью выявления оценки различий динамики поведения вектора состояния экосреды и обращаемости населения в 3-мерном фазовом пространстве состояний В качестве системы рассматривался аттрактор 3-мерного фазового пространства - параллелепипед, внутри которого движется вектор поведения параметров метеосреды и показатель частоты случаев обращения населения г п Федоровский по поводу артериальной гипертензии

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проблема изучения закономерностей изменения климата была и остается одной из важнейших и трудноразрешимых. Актуальность вопроса влияния кпимато-метеорологических факторов и их изменений на организм человека находит свое отражение в работах многих авторов вот уже на протяжении последних четырех десятилетий (Г М Данишевский, 1968, В П Казначеев, 1983, В И Хаснулин, 1995-1996) Некоторые авторы среди экстремальных экологических факторов Севера выделяют основные и лимитирующие

Подробно изучено состояние, возникающее в процессе адаптации человека к экстремальным климато-географическим факторам Севера, названное синдромом полярного напряжения (В П Казначеев, 1983, В И Хаснулин, 2000 и др ), доказано влияние на организм человека изменений отдельных метеорологических параметров температуры воздуха, атмосферного давления, влажности, скорости ветра, парциального давления кислорода в атмосферном воздухе (В Ф Овчарова, 1988, вама^, И, 1985, РггуЬу1ак, Я, 2003)

Все чаще обсуждается вопрос о том, что проживание человека в дискомфортных или экстремальных условиях приводит к более быстрому истощению адаптационных резервов организма, что проявляется в преждевременном старении, осложненном течении многих хронических заболеваний и омоложении показателей смертности (В И Хаснулин, 2002)

Подходы к районированию территорий по комфортности проживания нашли свое отражение в ряде работ (Б Б Прохоров, 1989, В И Хаснулин, 2002) В аспекте формирования единой шкалы районирования Севера по степени дискомфортности проживания человека в последние годы ряд авторов (М П Рощевский, 2004, В И Хаснулин, А.К Собакин, и др , 2005) рассматривают природно-климатические факторы как составляющие медико-физиологической оценки деления территорий

Важность и интерес к изучению закономерностей изменения погоды и климата связывают с той огромной ролью, которую они играют в функционировании не только человеческого общества, но и всего живого и неживого мира Конечный физиологический эффект воздействия климатических факторов зависит от взаимодействия всех видов реакций организма, который определяется как его состоянием, так и особенностями действующих факторов. Среди климатических факторов одно из первых мест по степени воздействия на организм человека, и прежде всего, сердечно-сосудистую систему (ССС), занимают непериодические, резкие сезонные, внутри и межсуточные перепады атмосферного давления и температуры воздуха

В современной трактовке естествознания оценке метеорологических факторов с точки зрения их биологического действия на организм человека и на ряд связанных с ними процессов уделяется большое и пристальное

внимание Возросшее за последние несколько десятилетий внимание к проблемам изменения климата, безусловно, стимулировало развитие как чисто научных, так и прикладных разработок Однако остаются дискуссионными вопросы, которые связаны с методологией выполнения оценки изменения параметров В частности, продолжаются дискуссии по методам оценки параметров экосреды с позиций теории хаоса с одной стороны и традиционных подходов в рамках теории вероятности и математической статистики Динамика естественных явлений часто носит флуктуационный характер, и единственной моделью их до недавнего времени считали случайные, вероятностные процессы. Предполагалось, что исследуемый процесс есть решение системы стохастических уравнений, которые содержат источник случайности, так называемый белый шум И решения эти, как результат фильтрации этого шума, тем более хаотичны и непредсказуемы, чем выше его дисперсия Однако уже давно наблюдались эффекты возникновения причудливых, неповторяющихся колебаний в автономных системах, не имеющих внешних возбудителей (например, в некоторых электронных приборах с обратными связями, в нелинейных оптических и механических системах) Многие авторы (Е Н Князева, С П Курдюмов, Г Г Малинецкий и др ) развивают подобные теоретические исследования - используя такие понятия, как «аттрактор», «бифуркация», «джокер», «русла» Это позволяет обнаружить порядок в хаосе и дать новое направление в прогнозировании развития отдельных стран и человечества в целом

В этой связи, разработка новых методов на основе теории сложных систем идентификации параметров аттракторов хаотического поведения эко-факторов в многомерном пространстве состояний представляет несомненный интерес для теоретической и прикладной экологии и является актуальной проблемой естествознания в целом Особую роль в подобных исследованиях играет учет метеорологических и химико-экологических факторов среды, которые могут существенно изменить состояние всех ФСО человека на Севере РФ

Отметим, что Ханты-Мансийский автономный округ относится к числу северных регионов РФ, а Север часто определяют как природную экстремальную зону, предъявляющую повышенные требования к приспособительным возможностям организма К жестким климатическим условиям Севера относят продолжительную и суровую зиму, короткое холодное лето, резкое нарушение обычной для умеренного климата фотопериодичности, тяжелый аэродинамический режим, факторы электромагнитной природы и др (Н А Агаджанян, В И Торшин, 1994) При характеристике экстремальных территорий чаще всего в литературе ссылаются на определение А П Ав-цына, который рассматривал их как зоны чрезвычайные, в смысле возможного неблагоприятного влияния на человеческий организм Эти зоны характеризуют как территории, пребывание в которых может угрожать здоровью и выживанию человека Кроме того, высокий уровень загрязнения объектов окружающей среды (например, атмосферного воздуха) таких территорий вызывает ухудшение экологической обстановки, что весьма негативно сказывается на качестве среды обитания человека

В рамках ТХС, с использованием разработанного нами метода и программного продукта, был выполнен расчет параметров аттракторов метеосостояний и экофакторов, проведен анализ динамики поведения вектора состояния экосреды в /я-мерном (3-мерном) пространстве состояний, на основе которого сделано обоснование и разработаны критерии оценки различий между стохастической и хаотической динамиками поведения параметров экофакторов среды обитания на примере г Сургута

В работе приводятся результаты количественной оценки динамики (в рамках теории хаоса) и характера распределений показателей метеопараметров (1991-2004 гг) и экофакторов внешней среды (1995-2004 гг) по разным месяцам года для г Сургута, а также результаты анализа динамики поведения вектора состояния организма - ВСОЧ (число случаев обращения по поводу артериальной гипертензии) человека для т-мерного фазового пространства состояний на примере г п Федоровский (2004-2005 гг)

Обработка массивов исходных данных параметров экосреды с использованием предлагаемого метода, а именно, идентификации параметров аттракторов экологических и метеорологических факторов в многомерном фазовом пространстве состояний позволила интерпретировать эти результаты в разных аспектах, с одной стороны - в виде некоторых количественных показателей, с другой стороны - в виде графических иллюстраций (временной динамики переменных и их гистограмм в /я-мерном фазовом пространстве)

В результате анализа метеопараметров факторов внешней среды были получены величины суммарных аттракторов (V) и значения показателей асимметрии (гХ) параметров среды для каждого месяца года и сезона в целом в динамике 1991-2004 гг, определены координаты центра аттракторов трехмерного фазового пространства, что позволило построить траектории вектора состояния экосреды в 3-мерном пространстве состояний данных Получены графические портреты динамики и амплитуды фазовых переменных, рассчитаны гистограммы распределений плотности попадания координат вектора состояния метеофакторов среды в условно выбранные интервалы времени После апробирования на многочисленных данных по состоянию метеофакторов и экофакторов среды Югры (на примере г Сургута) нами было установлено, что чем больше расстояние между хаотическим (геометрическим) и стохастическим (среднестатистическим) центрами в фазовом ш-мерном пространстве, тем ярче выражена мера хаотичности в динамике поведения вектора состояния экофакторов

Кроме того, в рамках традиционных подходов в оценке типизации климатических условий и их контрастов нами проведена оценка жесткости зимнего сезона (И М Осокин, 1992), рассчитаны комплексные показатели (КПИ) изменчивости погодных условий для всех сезонов года (В А Матю-хин, 1971) и определены индексы изменчивости (ИИП) погодных условий (В И Русанов, 1973, 1993) в аспекте биоклиматического воздействия на организм человека, также проведен анализ динамики показателей экологи-

ческих факторов (загрязняющие вещества в атмосферном воздухе) с позиций санитарно-гигиенического подхода, а именно, оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха г Сургута за десятилетний период

В таблице 1 представлены обобщенные результаты расчета параметров аттракторов метеосостояний в 3-мерном пространстве состояния, характеризующие динамику поведения каждого из этих параметров с использованием вышеуказанной программы для всех сезонов года за 1991-2004 гг Анализ параметров метеосреды (данные табл 1) показал, что общий показатель асимметрии (гХ), количественно характеризующий меру разброса значений фактического распределения рассматриваемых величин, имеет существенные различия в разные сезоны года, а также в динамике лет рассматриваемого периода Так в январе данный показатель колеблется в пределах гХ = 1,61-7,62, в апреле гХ= 1,40-10,38, в июле гХ = 1,40-6,98, а в октябре этот показатель имеет диапазон колебаний гХ = 0,69-8,41 Величина объема суммарных аттракторов метеопараметров среды в разные сезоны года за период 1991-2004 гг (данные таблицы 1) также значительно варьирует Данный показатель в январе изменяется в пределах У= 0,40 104—3,39 104, в апреле У= 0,82 104-3,50 10\ в июле V = 0,24 104-1,46 104, а в октябре этот показатель имеет диапазон колебаний V=0,67 104-2,73 104

На рис 1 приведена графическая иллюстрация изменения динамики показателя асимметрии (гХ среднемноголетнее значение) и показателей объемов суммарных размеров аттракторов фазового пространства состояний ( V, среднемноголетнее значение) метеопараметров среды для разных месяцев в период 1991-2004 гг

Данные, представленные в табл 1 и на рис 1, убедительно демонстрируют различия в зимне-весенние и осенне-летние месяцы с позиций ТХС Как следует из табл 1 и рис. 1, наибольшие значения показателя асимметрии (гХ) отмечаются в холодный и переходный сезоны года В летние же месяцы этот показатель значительно снижается Наибольшие значения показателя объема (V) суммарных аттракторов фазового пространства также отмечаются в холодный и переходный сезоны года, причем также летом этот показатель значительно снижается

В рамках разработанного нами метода стало возможным получение фазовых портретов аттракторов в 3-мерном пространстве состояний метеопараметров, т.к именно в аттракторах находятся показатели температуры (7), давления (?) и влажности (Я) воздуха На рисунке 2 (а) показан характерный пример портрета 3-мерного фазового пространства - в виде параллелепипеда (Т, Р, /?) для одного (апрель 2001 г) месяца (характеризуется высоким значением объема аттрактора (V) и высоким значением показателя асимметрии (гХ), а на рис 2 (б) - портрет суммарного аттрактора января 1991-2004 гг

Таблица 1

Значения показателя асимметрии (гХ) метеопараметров и параметры суммарных размеров аттракторов фазового пространства состояний (V) в разные сезоны года в условиях ХМ АО - Югры в трехмерном фазовом пространстве (М = 3)

ГОД Месяц года

январь апрель июль октябрь

гХ У*104 гХ К*104 гХ К*104 гХ Г*104

1991 2,11 0,88 2,81 2,87 3,69 1,46 7,49 2,63

1992 3,38 2,14 2,11 0,88 3,82 1,01 7,29 2,63

1993 2,42 1,13 4,67 3,39 1,98 0,58 3,84 1,88

1994 2,78 0,84 2,28 2,13 6,98 1,38 3,27 1,95

1995 7,62 1,40 4,62 2,65 6,49 1,41 2,87 1,53

1996 4,75 1,20 3,29 1,84 2,39 0,82 4,87 0,67

1997 2,68 0,40 2,89 0,82 1,92 0,91 6,30 1,34

1998 5,02 1,02 10,12 1,50 4,56 0,50 2,14 0,74

1999 3,79 1,92 3,55 1,88 6,32 0,69 6,71 1,06

2000 5,64 2,40 2,90 1,76 1,40 0,70 8,41 1,56

2001 2,92 2,23 10,38 3,50 3,81 1,17 5,87 2,73

2002 1,61 1,81 3,69 2,40 2,21 1,28 7,72 1,81

2003 7,07 3,39 3,30 1,30 3,04 0,59 2,52 1,68

2004 1,62 0,69 1,40 1,86 1,75 0,24 0,69 1,48

а 1,90 0,90 2,77 0,83 1,87 0,38 2,46 0,65

с1гХ 0,99 0,47 1,45 0,44 0,98 0,20 1,29 0,34

(гХ,У)±т 3,82 ±0,50 1,53 ±0,22 4,14 ±0,74 2,05 ±0,22 3,60 ±0,50 0,90 ±0,10 4,97 ±0,66 1,69 ±0,17

Где гХ - расстояние между точкой стохастического и хаотического центра, V - объем фазового пространства, N - количество фазовых переменных -(температура (7), атмосферное давление (Р), влажность (Е) атмосферного воздуха), а - среднее отклонение среднего арифметического значения (гХ ,У), йгХ- доверительный интервал ф = 0,95) при п = 14, т - стандартная ошибка,

I п ш IV V и и та к х и и

Рис 1 Динамика усредненного показателя асимметрии (гХ среднемноголетнее значение) и значений объемов суммарных аттракторов

фазового пространства ( V среднемноголетнее значение) метеопараметров среды для разных месяцев года в период 1991-2004 гг

На графике (рис 1) явно прослеживается тесная взаимосвязь показателей асимметрии (гХ) и объемов суммарных аттракторов (V) фазового пространства Количественные характеристики данной взаимосвязи, именно, расчетные показатели коэффициентов корреляции для разных месяцев года в период 1991-2004 гг показали, что наиболее высокие значения коэффициентов корреляции (г - Пирсона) отмечены в холодные (г = 0,49-0,86) и теплые месяцы годы (г = 0,31-0,59), в переходные же месяцы этот показатель несколько снижается (г = 0,05-0,37) Кроме того, графическая интерпретация данных позволила визуально представить последовательное, непрерывное изменение любой переменной, рассчитать гистограммы их распределений в заданный отрезок времени Анализ графической динамики вариабельности межсуточных изменений метеопараметров показал наличие больших градиентов (положительных и отрицательных), особенно для зимне-весеннего и осеннего сезонов Так например, для января максимальная межсуточная амплитуда температуры в отдельные дни составляла 23-25°С (январь 2001, 2003 гг), октябрь - 13-15°С (1991-1994, 1998, 2000, 2003 гг), март - 18°С (2004 г ) и июль - 12°С (2004 г)

Построение аттракторов параметров экосреды изложенным выше методом с определением координат его стохастического центра позволило наблюдать траекторию движения вектора данных систем (по сезонам года) в динамике 1991-2004 гг

Рис. 2. Суммарные аттракторы фазового пространства Т, Р, R для месяца апреля 2001 г. (а) и января за 1991-2004 гг. (б); где ГЧС - температура, Р мм рт. ст. - атмосферное давление,

R% - относительная влажность, гХ- расстояние между точкой стохастического и геометрического (хаотического) центра; V-объем фазового пространства

Из рисунка 2 видно, что геометрия аттракторов носит фрактальный (самоподобный) характер. Хаотичность режима проявляется в том, что точка состояния системы случайным образом перескакивает из одной области фазового пространства в какую-либо другую. Внутри объема аттрактора движение изобразительной точки хаотично. Упорядоченность же хаоса сказывается в том, что фазовые траектории не распределились по всему фазовому пространству, а сгруппировались в определенной его области.

Существенно, что вариант расчета методом сравнения двух кластеров данных (метеопараметры экосреды в разных временных режимах - осенью, зимой, весной, летом), позволил выявить значимость определенных признаков при определении объемов этих же аттракторов. Процедура поэтапного (поочередного) исключения из расчета отдельных компонент вектора состояния экосистемы с одновременным анализом параметров аттракторов и сравнением существенных или несущественных изменений в параметрах аттрактора после такого исключения позволила выявить те признаки, которые значительно влияют на показатели расчетных параметров аттракторов. В результате такого подхода при различных сочетаниях обработки кластеров данных параметров экосреды (метеопараметры) нами были получены расчетные характеристики показателей относительной асимметрии (в виде матриц) при различных вариантах сравнения двух кластеров метеоданных в динамике 1991-2004 гг. для разных сезонов года, которые позволили рассчитать коэффициенты корреляции. Данный показатель имеет существенные различия в разные сезоны года, а также в динамике лет рассматриваемого периода. Так, например, в январе данный показатель изменяется в диапазоне: г = 0,05^0,72; в апреле г = 0,05-Ю,65; в июле г = -0,40-Ю,54; а в октябре - г = 0,07-Ю,45.

Анализируя результаты попарных вычислений корреляционных связей, можно отметить, что на данном временном интервале режим изменения метеопараметров носит, скорее всего, хаотический характер, что проявля-

ется в большом разбросе значений показателя коэффициента относительной асимметричности Направленность корреляционной взаимосвязи имеет как положительный, так и отрицательный характер для различных сценариев сравнительной оценки метеофакторов среды Отмечены высокие значения показателя корреляции (г = 0,56-0,67) зимнего сезона для 1992-2000 гг и 2004 гг; для весеннего сезона ряда лет (1992 г, 1994 г, 1997-2000 гг, 2004 гг) этот показатель колеблется в пределах также достаточно высоких значений (г = 0,58-0,65), а летний (г = -0,24-0,54) и осенний (г = 0,06-0,47) периоды года имеют невысокие значения корреляции

Оценка метеопараметров среды с позиций традиционных методов типизации погодных условий основывалась на использовании оценочно-бальных характеристик-определении жесткости зимнего сезона (ИМ Осокин, 1992 г), вычислении комплексного показателя изменчивости (КПИ) погодных условий (В А Матюхин, 1971), контрастности погодных условий (индекс изменчивости погодных условий (В И Русанов, 1973, 1993), а также приемов математической статистики В результате обработки данных нами были получены значения баллов жесткости (зимнего сезона) в динамике за 19912004 гг Далее, по характеристике балла жесткости зимнего сезона центрального месяца (января) произвели ранжирование погодных условий (7 градаций погодных условий) в зависимости от повторяемости (№А) типов погод для анализируемого периода

Расчеты показали, что средняя повторяемость мало суровых типов погод составляет 12%, умеренно суровых и суровых - по 34%, очень суровых типов погоды составляет 14%, жестко суровых типов 13%, и, наконец, крайне суровый тип погоды повторяется в 7% случаях для центрального месяца (январь) зимнего сезона В целом, доля повторяемости «суровых -крайне суровых» типов погодных условий зимнего сезона составила 68%, что является весьма высоким показателем, а значения рассчитанных баллов жесткости погодных условий зимнего сезона указывают на преобладание суровых типов погоды Анализ графической динамики балла жесткости погодных условий (межсуточные значения) зимнего сезона (по характеристике января) для периода 1991-2004 гг наглядно продемонстрировал как значительные колебания (амплитуды) балла жесткости (1997 и 1999 гг), так и достаточно высокие значения данного показателя для ряда лет (1996, 1997, 1999 гг)

Также был рассчитан комплексный показатель изменчивости (КПИ) погодных условий для всех сезонов года (В А Матюхин, 1971) методом сравнения межсуточной изменчивости анализируемого фактора (атмосферное давление, температура и относительная влажность воздуха) со среднемесячным значением этого фактора в динамике 1991-2004 гг В результате была определена повторяемость погодных условий (№/о) в зависимости от величины КПИ в динамике 1991-2004 гг и проведена типизация погодных условий Как показали расчеты, удельный вес очень изменчивых погодных условий высокий (№/о>50) и находится в диапазоне достаточно больших значений 62±2% для атмосферного давления (Р), 65±3% для температуры

(Т., К) и 63±3% для относительной влажности атмосферного воздуха (Л, %) в зимний период; весной - 61±3% (Р), 64±2% (Т, К), 61±2% (Л, %); для летнего периода - 67±3% (/>), 67±3% (Т, К), 64±2% (Р, %), соответственно осенью -64±2% (/>), 62±2% (Г, К), 62±2% (Л, %).

Таким образом, полученные данные обработки метеопараметров среды с позиций двух подходов (идентификации параметров аттракторов и традиционных методов типизации погодных условий) продемонстрировали сходные результаты. А именно, оба метода проиллюстрировали высокую контрастность погодных условий.

С позиций традиционных методов типизации погодных условий - высокую долю изменчивости погодных условий (Ы%>50), высокие значения балла жесткости и высокую долю повторяемости (68%) суровых типов погод зимнего сезона, а также значительную амплитуду межсуточной изменчивости метеопараметров. Однако, традиционный подход, на наш взгляд, не в полной мере отражает характера изменения этих процессов. Результаты, полученные с использованием метода идентификации параметров аттракторов экосистемы (с позиций ТХС), позволили выявить существенные признаки, которые значительно изменяют параметры системы.

Анализ полученных результатов (методом идентификации параметров аттракторов) выявил существенную значимость для координаты фазового пространства - относительной влажности воздуха (Я, %) - при определении параметров аттракторов метеосреды для весеннего и летнего сезонов, для зимнего же периода существенная значимость установлена для температуры (Т, К). Для осеннего сезона года установлена в равной степени значимость как относительной влажности воздуха (Я, %), так и атмосферного давления (Р мм рт. ст.). На рис. 3 приведена графическая иллюстрация полученных результатов расчетных характеристик с позиций оценки двух подходов - традиционных методов типизации погодных условий (балл жесткости) и метода идентификации параметров аттракторов (объем суммарного аттрактора).

5.00 -

4,0 0 -

3.00 -

2,00 -

1,00 -

I

0,00 4- ___

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1959 2000 2001 2002 2003 2004

Рис. 3. Динамика значений балла жесткости и объема суммарных аттракторов фазового пространства (У) параметров среды (метеопараметров) для зимнего сезона (январь) в период 1991-2004 гг.

Полученные значения расчетных характеристик с точки зрения двух подходов в оценке метеопараметров среды, как следует из рис 3, демонстрируют сходную направленность (г-Пирсона = 0,53)

Анализ данных многолетних наблюдений за уровнем содержания вредных примесей в атмосферном воздухе (в нашем случае экофакторы) г. Сургута показывает, что наиболее существенный вклад в общин уровень загрязнения атмосферы вносят такие вещества, как оксиды азота, формальдегид, 3,4 бенз(а)пирен и фенол Аналогично, результаты обработки показателей экологических факторов (оксиды азота, формальдегид, фенол в атмосферном воздухе) методом идентификации параметров аттракторов, в целом, также проиллюстрировали положительные зависимости между двумя признаками - показателями асимметрии (гХ) и параметрами объемов (V) суммарных размеров аттракторов для всех сезонов года в динамике 1995-2004 гг (табл 2) Рассчитанные значения коэффициентов корреляции (г-Пирсона) показателя асимметрии (гХ) с величинами объемов суммарных аттракторов фазового пространства (V) экофакторов среды (ЗВ) для разных месяцев года в период 1995-2004 гг в целом продемонстрировали устойчивые положительные зависимости (январь г = +0,66, апрель г = +0,88, июль г = +0,26, октябрь г = +0,91) На рис 4 и 5 приведена графическая иллюстрация зависимости показателей асимметрии (гХ) с величинами объемов суммарных аттракторов фазового пространства для данных признаков, сплошной линией показана динамика показателей асимметрии (гХ), а пунктирной - объемов суммарных аттракторов фазового пространства для показателей экофакторов

Таблица 2

Значения показателя асимметрии (гХ) и параметры суммарных размеров аттракторов фазового пространства состояний (V) динамики экофакторов

в разные сезоны года в условиях ХМАО - Югры в трехмерном фазовом пространстве (ТУ = 3)

ГОД Месяц года

январь апрель июль октябрь

гХ V гХ V гХ V гХ V

1995 0,64 12,08 0,37 8,48 0,47 14,35 0,86 26,50

1996 0,32 3,84 1,33 9,10 0,16 4,80 0,39 7,61

1997 0,86 16,46 1,87 18,78 0,89 6,84 2,54 41,86

1998 0,52 3,61 0,28 5,07 0,09 2,50 0,95 5,78

1999 0,49 4,65 0,26 3,15 0,15 4,40 0,29 6,17

2000 1,00 4,11 0,40 4,00 0,97 5,39 0,50 4,87

2001 0,16 0,62 0,39 3,28 0,73 2,26 0,21 3,44

2002 0,24 4,96 0,10 3,99 0,15 0,76 0,04 0,78

2003 0,15 1,33 0,17 4,91 1,38 7,48 0,28 6,39

2004 0,03 0,89 0,22 6,93 0,33 8,73 0,31 5,57

а 0,32 5,10 0,58 4,71 0,44 3,91 0,72 12,89

ёгХ 0,20 3,16 0,36 2,92 0,27 2,42 0,45 7,99

(гХ,У)±т 0,44 ±0,10 5,26 ±1,61 0,54 ±0,18 6,77 ±1,49 0,53 ±0,14 5,75 ±1,24 0,64 ±0,19 11,80 ±3,41

Рис. 4 Динамика значений показателей асимметрии (гХ) и объемов суммарных аттракторов фазового пространства (V) параметров среды ЗВ для зимнего сезона (январь) в период 1995-2004 гг

Рис. 5. Динамика значений показателей асимметрии (л¥) и объемов суммарных аттракторов фазового пространства (V) параметров среды ЗВ для летнего сезона (июль) в период 1995-2004 гг

Кроме того, вариант расчета методом сравнения двух кластеров данных (показатели экофакторов в разных временных режимах - осенью, зимой, весной, летом), позволил выявить значимость определенных признаков при определении объемов этих же аттракторов При различных сочетаниях обработки кластеров данных параметров (показатели экофакторов) нами были получены расчетные характеристики показателей относительной асимметрии (в виде матриц) при различных комбинациях сравнения двух кластеров экофакторов в динамике 1995-2004 гг для разных сезонов года, которые позволили рассчитать коэффициенты корреляции Этот показатель имел существенные различия в разные сезоны года, а также в динамике лет рассматриваемого периода Так, например, в январе данный показатель изменялся в диапазоне г = -0,40-0,40, в апреле г - 0,13-0,71, в июле г = -0,47-0,36, а в октябре - г = 0,35-0,77 Отмечены высокие значения показателя корреляции {г = 0,70-0,77) осеннего сезона для 1995,2000-2001 гг,

для весеннего сезона ряда лет (1998-2000 гг) этот показатель колеблется в пределах также достаточно высоких значений (г = 0,68-0,72) а летний (г = -0,47-0,47) и зимний (г = -0,43- 0,44) периоды года имеют невысокие значения корреляции Значительная вариабельность и отрицательная направленность показателя корреляции свидетельствует о хаотичности процессов на данных интервалах времени, что проявляется в большом разбросе значений показателя коэффициента относительной асимметрии Анализ полученных результатов (методом идентификации параметров аттракторов) выявил существенную значимость для координаты фазового пространства экофактора - концентрации формальдегида (Сфа) при определении параметров аттракторов для всех сезонов года

В аспекте традиционных методов проведена оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха (с санитарно-гигиенических позиций) и приведена многолетняя динамика содержания данных загрязняющих веществ в нормированных величинах (доли ПДК сс - концентрация предельно-допустимая, среднесуточное значение) Анализ содержания диоксида азота за 1995-2004 гг показывает зависимость его содержания в атмосферном воздухе от среднегодовой температуры атмосферного воздуха и режима работы предприятий теплоэнергетики

Превышение уровня содержания диоксида азота значений ПДК сс незначительно и это значение колеблется в пределах нормы - 1 ПДК сс Однако прослеживается незначительная сезонная динамика фонового загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота Содержание диоксида азота выше в зимний периоды (автотранспорт в зимнем режиме эксплуатации, работа котельных и зимний режим эксплуатации ГРЭС) Среднегодовая концентрация формальдегида также имеет положительную тенденцию к снижению Анализ содержания формальдегида по годам указывает на его стабильное снижение к 2004 году Однако уровень содержания формальдегида превышает значение ПДК сс и остается достаточно высоким - в интервале 3-4 ПДК сс Прослеживается сезонная динамика фонового загрязнения атмосферного воздуха формальдегидом Содержание формальдегида выше в летний период (увеличение количества автотранспорта на автодорогах в весенний и летний периоды года) Среднегодовой уровень его содержания в атмосферном воздухе в течение года имеет значительную вариацию (колебания от среднегодового уровня до 20%) Среднегодовая концентрация фенола незначительно превышает ПДК сс для данного вещества в течение ряда наблюдаемых лет Сезонность динамики фонового загрязнения атмосферного воздуха фенолом практически не прослеживается Среднегодовой уровень его содержания в атмосферном воздухе в течение года имеет незначительную вариацию (колебания от среднегодового уровня до 5-7%) Прослеживается положительная тенденция снижения уровня содержания фенола в атмосферном воздухе к 2004 г.

Таким образом, полученные данные обработки показателей экофакто-ров среды с позиций двух подходов (идентификации параметров аттракторов и традиционных методов) также продемонстрировали сходные результаты А именно, оба метода проиллюстрировали

• с точки зрения санитарно-гигиенического подхода — высокий удельный вес концентрации формальдегида в общем уровне загрязнения атмосферного воздуха г Сургута,

• метод идентификации параметров аттракторов - высокую долю значимости концентрации формальдегида (как координаты фазового пространства) -91% в летний период, 64% - в зимний, что согласуется с традиционным подходом как сезонности изменения содержания этого вещества, так и значительного вклада этого ЗВ в общий уровень загрязнения атмосферного воздуха

На примере г п Федоровский, в аспекте исследования характера и степени влияния метеорологических факторов на среду обитания и жизнедеятельность человека, проживающего на Севере, проведен анализ влияния метеорологических факторов на возникновение метеотропных реакций жителей (обращаемость жителей за неотложной помощью по поводу артериальной гипертензии - 1254 случая) в период 2004—2005 гг

С одной стороны, в рамках традиционных подходов и методов математической статистики, исследована степень зависимости между показателями ухудшения самочувствия населения и днями со значительными флук-туациями метеопоказателей, т е изменчивостью внутрисуточных перепадов температуры воздуха и атмосферного давления. Были рассчитаны индексы изменчивости погоды (ИИП) (В И Русанов, 1973, 1993) по данным температуры атмосферного воздуха (АГ(()) и атмосферного давления (К^) для каждого месяца, а также проведен корреляционный анализ между показателями индексов изменчивости температуры воздуха (К(1)), атмосферного давления (К^) и количеством обращений в скорую медицинскую помощь (Л'саг)) по поводу артериальной гипертензии

Анализ показал, что большее ' количество обращений жителей г п Федоровский за медицинской помощью по поводу артериальной гипертензии наблюдалось в холодные и переходные месяцы года, что соответствует высоким значениям рассчитанных индексов изменчивости погодных условий (ИИП) по температуре (АГ(,)) и атмосферному давлению (Кц^), а также определены устойчивые корреляционные зависимости числа обращений жителей по поводу артериальной гипертензии (А(аг)) с метеопараметрами среды В таблице 3 приведены установленные коэффициенты корреляции числа обращения в зависимости от рассчитанных индексов изменчивости погодных условий {К(1), К(Р))

Таблица 3

Значения коэффициентов корреляции (г-Пирсона) числа обращений жителей (Л^дп) г п Федоровский за неотложной медицинской помощью с индексом изменчивости погодных условий по температуре (г(Ки)))

2004 г 2005 г

^(АП гШ1). МАГ» Г(ЖЛ. МАГ)! ^(АГ) г(КМ. МАГ)) г«ГЛ. МАГ))

750 0,6 0,7 774 0,5 0,6

Здесь Л^аг) - количество обращений жителей за медицинской помощью по поводу артериальной гипертензии, - коэффициент корреляции

числа обращений с индексом изменчивости погодных условий по температуре, /-да) д^дг)) - коэффициент корреляции числа обращений с индексом изменчивости погодных условий по атмосферному давлению.

Большие значения индексов Кщ и К^ отражают неблагоприятные для человека погодные условия и указывают на высокую вероятность ухудшения его самочувствия, а полученные значения коэффициентов корреляции г(цр) маг» и г(к(ч л'(аг)) отражают устойчивую, высокую зависимость с погодными факторами Существенно, что в определении влияния абиотического фактора (температура атмосферного воздуха и атмосферное давление) на организм человека необходимо определять не только его величину (абсолютное значение), но и режим, в котором он воздействует на организм (особенно параметры изменчивости)

С другой стороны, методом анализа в рамках ТХС, выявлены различия динамики поведения вектора состояния экосреды и обращаемости населения в 3-мерном фазовом пространстве состояний Такой подход в оценке влияния метеофакторов позволил определить размеры аттракторов состояний путем анализа параметров трехмерного параллелепипеда - его объема V, геометрического центра гх, и хаотического центра (координаты хс) всех его переменных (N., Т, Р,) в 3-мерном фазовом пространстве состояний, оценить меру стохастической и хаотической динамики метеотропных реакций человека на фоне влияния погодных факторов В таблице 4 приведены результаты количественной обработки параметров аттракторов состояния системы для 2004 и 2005 гг

Таблица 4

Параметры хаотических аттракторов и сравнение стохастических и хаотических распределений динамики метеопараметров и обращаемость населения для разных месяцев 2004-2005 гг в 3-мерном фазовом пространстве (N- 3) на примере г п Федоровский

2004 2005

^(АП гХ V Л'САО гХ V

Январь 88 3,12 4,350 10J Январь 80 3,63 6,864 103

Март 78 6,96 9,090 10J Март 79 3,56 4,295 103

Июль 27 2,18 0,672 10J Июль 53 1,92 1,105 10J

Октябрь 44 3,78 3,432 103 Октябрь 53 1,63 1,650 • 103

Здесь- гХ— показатель асимметрии, т е расстояние между точкой стохастического и хаотического центра по каждой грани 3-мерного параллелепипеда, V - объем фазового пространства (параллелепипеда), N - количество фазовых переменных - (температура (7), атмосферное давление (Р), (А'(а1^) -число обращений населения по поводу артериальной гипертензии)

Как следует из таблицы 4, объемы фазового 3-мерного пространства для данной системы имеют достаточно высокие значения для месяцев с наибольшей обращаемостью населения по поводу артериальной гипертен-зии в течение 2004-2005 г г - для января (У= 4,350 10 -6,864 103) и марта (У = 4,295 103—9,090 103), эти же показатели объемов параллелепипедов для осенне-летнего сезонов имеют более низкие значения - для июля (К= 0,672 10 -1,105 103) и октября (У= 1,650 10 -3,432 • Ю3), что согласуется с более низкими показателями обращаемости населения в данное время года

Общий показатель асимметрии (гХ) также имеет различия в зимне-весенние и осенне-летние месяцы В январе данный показатель колеблется в пределах гХ= 3,12-3,63, в марте гХ= 3,56-6,96, в октябре гХ = 1,63-3,78, а в июле этот показатель имеет диапазон значений гХ= 1,92-2,18, что также согласуется с высокой обращаемости населения по поводу артериальной гипертензии в зимне-весенние месяцы и сравнительно низкой обращаемости в летние периоды года

ВЫВОДЫ

1 Разработанный новый метод и запатентованный программный продукт -(«Идентификация параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в /и-мерном фазовом пространстве», свидетельство № 2006613212 от 13 сентября 2006 г РОСПАТЕНТ) позволяет проводить объективную диагностику различий между динамикой стохастического поведения биологической динамической системы (БДС) и хаотической динамикой этих же БДС

2 Выполненная количественная оценка динамики параметров экосреды (метеопараметров и химических экофакторов) с позиций ТХС на примере северной урбанизированной территории (г Сургут) показала, что на данном временном интервале режим их изменения носит хаотический характер, и это подтверждается большим разбросом значений показателя коэффициента асимметрии (метеопараметры - гХ^991,2ш = 0,69-14,69, экофакто-ры гХт$_2<ы~ 0,03-2,54), значительными амплитудами колебаний данного показателя для всех сезонов года (метеопараметры - АгХ,1Шц = 7,36, ДгХ^^ = 8,60, &гХ„„а = 5,17, АгХоссиь = 8,20, экофакторы - ДгХтт = 0,83, ДгХтт = 1,77, АгХд„0 = 1,29, ДгХос$нь = 2,50), а также наличием больших, устойчивых во времени перепадов (скоростей) метеопараметров {¿Т/Л, (¡Р/ск, сШ/ск)

3 Величина показателей объемов суммарных аттракторов параметров экосреды имеет высокий порядок, характеризуется большим разбросом значений (метеопараметры — ^1991-2004= 0,195 104—5,335 104, экофакторы-^1995-2004 = 0,62-41,86) и значительными амплитудами колебаний для всех сезонов года (ДК3йма= 3,278 10\ ДКвесш = 3,121 104, ДКлето = 1,126 104, Д^осснь = 2,581 104, экофакторы - ДУгтл= 15,84, АУЖКЛ = 15,63, ДКлета = 13,59, Д^осень = 41,86), что характеризует высокие погодно-климатические и экологические контрасты данной территории

4 Установлена прямая корреляционная связь (метеопарамеггры - г = 0,32-0,86, экофакторы - г = 0,26-0,91) между показателями коэффициентов асимметрии (rA'i99i_2oo4) и объемами суммарных аттракторов (Ут1^2Ш) для разных месяцев в многомерном фазовом пространстве состояний

5 Возникновение метеотропных реакций (изменение параметров ВСОЧ) частично обусловлено климато-экологическим влиянием Полученные значения коэффициентов корреляции индексов изменчивости погодных условий (ИИП) и обращаемости (N(Aг>) жителей гп Федоровский по поводу артериальной гипертензии отражают устойчивую, высокую зависимость с погодными факторами (г = 0,50-0,70)

6 Метеофакторы могут значительно изменять значения параметров порядка БДС, что отражается в различии полученных значений показателей коэффициентов асимметрии (гХ- 3,12-6,96) и величинами объемов фазового пространства состояний {V = 4,295 103—9,090* 103) - для месяцев с наибольшей обращаемостью (зимне-весенний сезон) и этими же показателями в летний период- {гХ= 1,92-2,18) (V= 0,672 103—1,105 103), что согласуется с более низкими показателями обращаемости населения в данное время года

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Использование метода и программного продукта идентификации параметров состояния биосистем для исследования и оценки влияния динамики экофакторов среды целесообразно использовать для выполнения ранжирования признаков, существенно влияющих на качество жизни населения

2 Разработанный новый метод позволяет обосновать критерии количественной оценки различий между стохастической и хаотической динамикой поведения параметров экосреды

По теме диссертации опубликовано 13 научных работ в том числе:

Монография: Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине Часть VI Системный анализ и синтез в изучении явлений синергизма при управлении гомеостазом организма в условиях саногенеза и патогенеза, Под ред В М Еськова, А А Хадарцева, Самара «Офорт», (гриф РАН), 2005 - С 39-47

Патенты, свидетельства о государственной регистрации программ ЭВМ: Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в ш-мерном фазовом пространстве (Еськов В М , Брагинский М Я , Русак С Н , Устименко А А , Добрынин Ю В свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212 от 13 сентября 2006 г РОСПАТЕНТ)

Статьи в журналах по списку ВАК:

1 Русак, С Н Влияние хаотической динамики метеофакторов на показатели кардио-респираторной системы человека в условиях Севера / М Я Брагинский, В М Еськов, С Н Русак, Т Н Шипилова // Вестник новых медицинских технологий -2006 -Т XIII, №1 -С 168-170

2 Русак, С Н Новый метод идентификации хаотических и стохастических параметров экосреды / В И Адайкин, М Я. Брагинский, В М Еськов, С Н Русак, А А Хадарцев, О Е Филатова // Вестник новых медицинских технологий -2006 -Т XIII, №2 - С 39-41

3 Русак, С Н Современные подходы в оценке метеотропных реакций населения на примере ХМАО - Югры // Русак С Н Медицинская наука и образование Урала -2007-№6 - С 121-123

4 Русак, С Н Системный анализ и синтез влияния динамики климато-экологических факторов на заболеваемость населения на Севере РФ / В М Еськов, А Г Назин, С Н Русак, О Е Филатова, К А Хадарцева // Вестник новых медицинских технологий - 2008 - Т XV, № 1 - С 26-29

Статьи в других журналах и материалы конференций:

1 Русак, С Н Роль канцерогенных веществ в формировании экологической обстановки г Сургута / Л А Пак, С В Соколов, С Н Русак, Т Е Че-ломбитько // Социокультурная динамика Ханты-Мансийского Автономного Округа сегодня и в перспективе XXI века Федеральный и Региональный аспекты. Сборник тезисов к Всероссийской научно-практической конференции Секция 5-6, частьIII - Сургут, 1998.-С 122-123

2 Русак С Н , Результаты наблюдений, проводимых СГ МУП «Сургутский кадастровый центр «Природа» / Челомбитько ТЕ// Информационный бюллетень «О состоянии окружающей природной среды Ханты-Мансийского автономного округа в 2002 году» - Ханты-Мансийск, 2003 -С 12-13

3 Русак, С Н Задачи мониторирования урбанизированных экосистем с позиций аттракторов в фазовом пространстве состояний / В И Адайкин, Е С Кургузова, В В Лазарев, С Н Русак, О Е Филатова // Экологический вестник Югории -2005 -Т II, №2 - С 26-40.

4 Русак, С Н Методы теории хаоса в оценке динамики численности насекомых Югры /АС Ануфриев, В М Еськов, С Н Русак, О П Степовая // Экологический вестник Югории -2006 -Т III, №1-2 -С 23-27

5 Русак, С Н Компьютерная идентификация параметров хаотических аттракторов экофакторов Югры / М Я Брагинский, Ю Г Бурыкин, С Н Русак, А С Ткаченко, О Е Филатова // Сборник научных трудов Выпуск 27 -Сургут Изд-во СурГУ, 2007 - С 8-13

6 Русак, С Н Современные подходы в оценке динамики климатоэко-логических факторов урбанизированной территории (на примере г Сургута) / А С Ануфриев, В Н Голушков, А Г Назин, С Н Русак, О Е Филатова // Экологический вестник Югории -2007.-Т IV,№1 -С 11-22

7 Русак, С Н Анализ хаотической динамики факторов, формирующих среду обитания урбанизированной территории / В В Полухин, С Н Русак, О Е Филатова, К А Хадарцева // Экологический вестник Югории - 2007 -Т IV,№4 -С 8-23

Русак Светлана Николаевна

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ ФАКТОРОВ, ФОРМИРУЮЩИХ СРЕДУ ОБИТАНИЯ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ (на примере г. Сургута)

05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Оригинал-макет подготовлен в редакционном отделе издательского центра СурГУ в авторской редакции Тел (3462)23-25-75

Подписано в печать 19 05 2008 г. Формат 60><84/16 Печать трафаретная. Усл. печ л 1,6 Уч-изд л 1,4 Тираж 100 Заказ № 73

Отпечатано в полиграфическом отделе издательского центра СурГУ г. Сургут, ул Лермонтова, 5 Тел (3462) 32-33-06

Сургутский государственный университет 628400, Россия, Ханты-Мансийский автономный округ, г Сургут, ул Энергетиков, 14 Тел (3462) 52-47-00, факс (3462) 52-47-29

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Новые парадигмы естествознания в рамках теории хаоса и синергетики (ТХС)

1.1. Современные тенденции. Подходы и методы синергетики и теории хаоса

1.2. Развитие представлений о климате и его хаотичности. Динамика метеофакторов и климата в рамках новых парадигм

1.3. Экологические и метеорологические факторы ХМАО в 30 рамках хаотической динамики

1.4. Медико-биологические аспекты влияния климато - 40 экологических факторов

ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования

2.1. Методы идентификации параметров аттракторов экосреды и ВСОЧ в т-мерном пространстве признаков

2.2. Метод исследования погодных условий на основе традиционных способов их типизации

2.3. Стандартные методы оценки показателей экологических факторов

ГЛАВА 3 Результаты исследований и их обсуждение

3.1. Сравнительная оценка параметров аттракторов метеосостояний экосреды в т-мерном пространстве на примере г. Сургута

3.2. Оценка погодно-климатических контрастов урбанизированной территории Севера с позиций традиционных методов

3-3. Оценка показателей экологических факторов окружающей среды (на примере г. Сургута)

3.4. Сравнительная оценка параметров аттракторов показателей экофакторов в т-мерном пространстве на

3.5. 3.5. Влияние климатоэкологических факторов на здоровье населения (на примере г. п. Федоровский ХМАО - Югры)

Современный этап развития естествознания сопровождается кардинальным пересмотром основных понятий, которые необходимы для описания закономерностей развивающегося органического мира.

Сейчас стало очевидным, что для сохранения целостной, не противоречивой картины мира, нужно признать наличие в природе не только разрушительного, но и созидательного принципа: материя способна самоорганизовываться и самоусложняться. На волне этих проблем возникла синергетика - теория самоорганизации - современная теория эволюции очень больших, сверхсложных систем. В настоящее время она успешно развивается по нескольким направлениям: синергетика Г. Хакена [134], неравновесная термодинамика И. Пригожина [110], и др. Причем, одна из главных заслуг И. Пригожина заключается в его отходе от детерминистских представлений и переход к стохастичности и хаосу в изучении биологической динамической системы (БДС).

Уже очевидно, что ведущей проблемой синергетики последних лет является проблема организации структур из хаоса. С одной стороны, очевидно, что разработка новых методов идентификации параметров порядка и русел в рамках системного анализа и синтеза (САС) составляет основу современной синергетики, с другой стороны, не вызывает сомнения и тот факт, что проблема идентификации параметров аттракторов БДС и диагностики различий между динамикой стохастического поведения БДС и хаотической динамикой этих же БДС — одна из базовых проблем теории хаоса. В последнее время в работах многих российских ученых говорится о целесообразности использования методов теории хаоса и синергетики (ТХС) в описании не только технических или природных систем, но также в описании различных БДС на молекулярном, клеточном, субклеточном, органном уровне и уровне систем органов, функциональных систем организма (ФСО) человека и популяционном уровне в терминах компартментов и кластеров, русел и параметров порядка, областей джокеров и самих джокеров [47, 49, 62, 63, 78, 79, 87 - 89, 93, 129 -131, 158-161].

Все чаще в литературе появляются работы, связанные с необходимостью разработки новых научных методов оценки динамики поведения биосистем, поскольку классические (статистические, в частности) подходы становятся уже неадекватными в таких областях как экология, биология, биофизика и не могут в полной мере оценить и описать их тонкие отличия, дать количественную оценку базовым свойствам - синергизм и хаос -биосистемам [44, 98, 129].

Как известно, любые БДС испытывают постоянные возмущающие воздействия со стороны внешних факторов среды. В общем случае для БДС возможны четыре основных режима функционирования: стационарный режим, периодический режим, различные переходные режимы и хаотический режим. Именно разработка новых подходов и методов при оценке состояний биологической системы, находящихся в разных режимах функционирования, становится актуальной задачей современности.

Развитие синергетики и теории неравновесных систем связано с новым пониманием влияния факторов экосреды на динамику показателей функциональных систем организма (ФСО) человека. Особенно это касается населения, проживающих в условиях северных территорий РФ, поскольку динамика экофакторов урбанизированных экосистем Севера часто носит ярко выраженный хаотический режим, когда, например, показатели метеопараметров (температуры - Т, давления - Р и влажности - R воздуха) неубедительно представлять в рамках традиционного стохастического подхода или описывать их методами теории вероятности и математической статистики. Это значит, что динамика значений параметров порядка БДС (например, ФСО) может носить хаотичный характер из-за хаотического характера действия перечисленных выше метеофакторов среды обитания.

В рамках изучения такой проблемы создание методов и эффективных программ ЭВМ для идентификации параметров порядка БДС является актуальной и необходимой задачей.

Современные исследования в рамках многих научных программ («Адаптация человека», «Глобальный эксперимент в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, европейской и азиатской части Севера РФ» и др.) показали, что проживание человека в экстремальных или дискомфортных климатических, геофизических условиях, сопряженных со значительной антропогенной нагрузкой на экосистемы в развитых промышленных регионах, приводит к более интенсивному использованию и быстрому истощению адаптационных резервов организма человека [13].

В данной работе рассматриваются и обсуждаются результаты авторских исследований характера динамики метеорологических и экологических факторов урбанизированной территории на примере г. Сургута и Сургутского района ХМАО — Югры в свете теории хаоса и синергетики, которые является новым научным направлением в области количественной оценки базовых свойств - синергизм и хаос - биосистем.

В этой связи целью настоящей работы является изучение в рамках теории хаоса и синергетики особенностей динамики экофакторов среды в фазовом пространстве состояний и влияние этой хаотической динамики на качество жизни человека на Севере.

Данная цель определила постановку и решение следующих задач исследования:

1. Разработка методов и программ ЭВМ по оценке параметров аттракторов поведения вектора экофакторов среды в фазовом пространстве состояний.

2. Выполнение сравнительной оценки степени хаотического поведения этих факторов в разные сезоны года в условиях Ханты - Мансийского автономного округа — Югры.

3. Оценка степени влияния такой хаотической динамики экофакторов на процессы жизнедеятельности организма (в частности, человека) в условиях Ханты - Мансийского Автономного Округа.

Научная новизна работы.

1. Впервые разработана и официально зарегистрирована программа ЭВМ («Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном фазовом пространстве», свидетельство № 2006613212, Москва, 2006 г.) для исследования параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в w-мерном фазовом пространстве.

2. Впервые рассматриваются и обсуждаются с позиции теории хаоса и синергетики аспекты хаотической динамики поведения метеорологических и экологических факторов урбанизированной территории Севера РФ на примере г. Сургута и Сургутского района Ханты - Мансийского автономного округа - Югры.

3. Впервые оценивается степень влияния хаотической динамики экофакторов среды на состояние организма человека в условиях урбанизированных экосистем Севера с позиции теории хаоса и синергетики.

Научно — практическая значимость. Разработаны и запатентованы в рамках системного анализа и синтеза методы и программные продукты на базе ЭВМ для исследования хаотических и стохастических подходов в оценке динамики экофакторов среды, идентификации параметров порядка в фазовом пространстве состояния биосистем, на основе которого сделано обоснование и разработаны критерии оценки различий между стохастической и хаотической динамиками поведения параметров метео - и экофакторов среды обитания на примере г. Сургута и Сургутского района ХМАО - Югры.

Такие методы и компьютерные программы целесообразно использовать для выполнения ранжирования признаков, т.е. наиболее важных признаков, существенно влияющих на качество жизни и здоровье населения Югры, проживающих в суровых климатических условиях; позволяют внедрять их в практику работы органов управления в вопросах медико-экологических признаков районирования северных территорий с позиций сохранения здоровья населения.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста и состоит из "Введения", в котором обосновывается актуальность исследования хаотического и стохастического подхода в оценке динамики экофакторов среды; в главе "Новые парадигмы естествознания в рамках теории хаоса и синергетики (ТХС)" представляется обзор литературных данных по вопросу выбора методов в оценке параметров экосреды с позиций теории хаоса, с одной стороны, и традиционных подходов в рамках теории вероятности и математической статистики, с другой стороны.

В главе "Материалы и методы исследования" представляется объект исследования и уделяется внимание современным методам, рассматриваются оригинальные авторские методы, применяемые для исследования динамики экофакторов среды; глава "Результаты исследований и их обсуждение" посвящена исследованию в рамках синергетики и хаоса динамики показателей экосреды - метеофакторов, экофакторов, анализу разработанных критериев оценки различий между стохастической и хаотической динамиками поведения параметров; "Выводов", Заключения; "Приложения". Библиографический указатель содержит 175 наименований работ, из которых 145 на русском языке и 30 иностранных. Текст диссертации иллюстрирован 25 таблицами и 29 рисунками.

выводы

1. Разработанный новый метод и запатентованный программный продукт - («Идентификация параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в ш-мерном фазовом пространстве», свидетельство № 2006613212 от 13 сентября 2006г. РОСПАТЕНТ) позволяет проводить объективную диагностику различий между динамикой стохастического поведения биологической динамической системы (БДС) и хаотической динамикой этих же БДС.

2. Выполненная количественная оценка динамики параметров экосреды (метеопараметров и химических экофакторов) с позиций ТХС на примере северной урбанизированной территории (г. Сургут) показала, что на данном временном интервале режим их изменения носит хаотический характер, и это подтверждается большим разбросом значений показателя коэффициента асимметрии (метеопараметры - гХ1991-2004=0,69+14,69; экофакторы гХ1995. 2004=0,03-К2,54), значительными амплитудами колебаний данного показателя для всех сезонов года (метеопараметры - АгХзнма =7,36; ArXBecHa =8,60; ArXnino =5,17; АгХосень =8,20; экофакторы - АгХ31ша =0,83; АгХвесна =1,77; АгХпег0 =1,29; А^осень =2,50), а также наличием больших, устойчивых во времени перепадов (скоростей) метеопараметров {dT/dt; dP/dt; dR/dt).

3. Величина показателей объемов суммарных аттракторов параметров экосреды имеет высокий порядок, характеризуется большим разбросом значений (метеопараметры -Ki99l2oo4=0,195-104+5,335-Ю4; экофакторы- Vi995. 2004=0,62+41,86) и значительными амплитудами колебаний для всех сезонов года (AF3I1Ma =3,278-10"; АГвесна =3,121-Ю4; АГлет0 =1,126-Ю4; AV0CCUb =2,581-Ю4; экофакторы - AV3mta =15,84; AVBecm =15,63; АГлсто =13,59; AV0CCHh =41,86), что характеризует высокие погодно-климатические и экологические контрасты данной территории.

4.-Установлена прямая корреляционная связь (метеопараметры - г=0,32+0,86; экофакторы - г= 0,26+0,91) между показателями коэффициентов асимметрии rXi 991-2004) и объемами суммарных аттракторов (Fi 991.2004) для разных месяцев в многомерном фазовом пространстве состояний.

5. Возникновение метеотропных реакций (изменение параметров ВСОЧ) частично обусловлено климато-экологическим влиянием. Полученные значения коэффициентов корреляции индексов изменчивости погодных условий (ИИП) и числа обращений (Nat) жителей г. п. Федоровский по поводу артериальной гипертензии отражают устойчивую, высокую зависимость с погодными факторами (г=0,5 0-0,70).

6. Метеофакторы могут значительно изменять значения параметров порядка БДС, что отражается в различии полученных значений показателей коэффициентов асимметрии (гХ=3,12-^6,96) и величинами объемов фазового про

3 3 странства состояний (F=4,295-10 -^9,090-10 ) - для месяцев с наибольшей обращаемостью (зимне-весенний сезон) и этими же показателями в летний период - (rX=l,92-2,18) (К=0,672-103-1,105-Ю3), что согласуется с более низкими показателями обращаемости населения в данное время года.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Использование метода и программного продукта идентификации параметров состояния биосистем для исследования и оценки влияния динамики экофакторов среды целесообразно использовать для выполнения ранжирования признаков, существенно влияющих на качество жизни населения.

1. Авцын, А.П. Патология человека на Севере / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, А.Г. Марачев. -М.: Медицина, 1985. - 215 с.

2. Агаджанян, Н.А. Экологический портрет человека на Севере / Н.А. Агаджанян, Н.В. Ермакова // Кн.: Экологический портрет человека на Севере. М. КРУК, 1997. - 208 с.

3. Агаджанян, Н.А. Экология человека / Н.А. Агаджанян, В.И. Торшин // Кн.: Экология человека М. КРУК, 1994.-256с.

4. Адайкин, В.И. Новый метод идентификации хаотических и стохастических параметров экосреды / В.И. Адайкин, М.Я. Брагинский, В.М. Еськов, С.Н. Русак, А.А. Хадарцев, О.Е. Филатова // Вестник новых медицинских технологий. 2006. - Т. XIII, №2. - С. 39-41.

5. Айдаралиев, А.А. Медико-экологические феномены Крайнего Севера / А.А. Айдаралиев, А.П. Максимов // Вестн. Дальневост. отд-ния Рос. АН -1992. -№ 3-4. -С.47-53.

6. Адайкин, В.И. Задачи мониторирования урбанизированных экосистем с позиций аттракторов в фазовом пространстве состояний / В.И. Адайкин, Е.С. Кургузова, В.В. Лазарев, С.Н. Русак, О.Е. Филатова // Экологический вестник Югории 2005 - Т.П. №2 - С.26-40.

7. Алисов, Б.П. Климат СССР / Б.П Алисов // Кн.: Климат СССР. М.: Высшая школа, 1956. - 104 с.

8. Алисов, Б.П. Климатология. / Б.П. Алисов, Б.В. Полтораус // Кн.: Климатология. -М.: Изд-во МГУ, 1974;-299 с.

9. Ю.Алисов, Б.П. Курс климатологии / Б.П. Алисов. // Кн.: Курс климатологии. Часть 1,2.- Москва, 1952. - 485 с

10. Антоненко, Т.Н. Окружающая среда и здоровье. Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов / Т.Н. Антоненко, Р.А. Друзь, С.В. Руфф под ред. Л.К. Исаева // М.: ПАИМС, 1997. Т.1. --С. 11-24.

11. Ануфриев, А.С. Методы теории хаоса в оценке динамики численности насекомых Югры / А.С.Ануфриев, В.М. Еськов, С.Н. Русак, О.П. Степовая // Экологический вестник Югории 2006 - T.III. №1-2 - С.23-27.

12. Арнольди, И.А. Акклиматизация человека на севере и юге / И.А. Арнольди. // Кн.: Акклиматизация человека на севере и юге. — М.: Медгиз, 1962. -71 с.

13. Ахромеева, Т.С. Периодические режимы в нелинейных диссипативных системах вблизи точки бифуркации / Т.С. Ахромеева Г.Г. Малинецкий // Вычислительная математика и математическая физика. 1985. - Т.25, № 9.-С. 1314-1326.

14. Ахромеева, Т.С. О странном аттракторе в одной задаче синергетики / Т.С. Ахромеева, Г.Г. Малинецкий // Вычислительная математика и математическая физика. 1987. - Т.27, № 2. - С. 202-217.

15. Ахромеева, Т.С. Парадоксы мира нестационарных структур / Т.С. Ахромеева, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий // Компьютеры и нелинейные явления. М.: Наука, 1988. - С. 44- 122.

16. Баевский, P.M. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний / P.M. Баевский, А.П. Берсенева. М.: Медицина, 1997.-235 с.

17. Башалханова, Л.Б. Дискомфортность климата Иркутской области / Л.Б. Башалханова, Л.П. Сорокина // География и природные ресурсы. 1991. -№ 1.-С. 88-94.

18. Брагинский, М.Я. Компьютерная идентификация параметров хаотических аттракторов экофакторов Югры / М.Я. Брагинский, Ю.Г. Бурыкин, С.Н. Русак, А.С. Ткаченко, О.Е. Филатова // Сборник трудов СурГУ. 2007 г. -С.8-13.

19. Бедрицкий, А.И. Опасные гидрометеорологические явления и их влияние на экономику России / А.И. Бедрицкий, А.А. Коршунов, М.З Шаймарданов // Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, - 2001. - 36 с.

20. Белавин, В.А. Математическая модель глобальных демографических процессов с учетом пространственного распределения / В.А. Белавин, С.П. Капица, С.П. Курдюмов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1998. - Т.38. № 6. - С. 900-906.

21. Берг, Л. С. Основы климатологии /Л.С. Берг // Кн.: Основы климатологии. Л. Учпедгиз, 1938. 455 с.

22. Берг, Л. С. Климат и жизнь /Л.С. Берг // Кн.: Климат и жизнь М., Географиздат, 2 изд., 1947. 355 с.

23. Брукс, К. Климаты прошлого / К. Брукс // Кн.: Климаты прошлого, М., Иностранная литература, 1952. - 358 с.

24. Будыко, М. И. Атлас теплового баланса земного шара / под ред. М. И. Будыко // Кн.: Курс климатологии, ч. 1-3. М., 1963. 464 с.

25. Будыко, М. И. / М. И. Будыко // Кн.: Климат и жизнь, Л., 1971. Гидрометеоиздат, 1971. - 470с

26. Будыко, М.И. История атмосферы / М.И. Будыко, А.Б. Ронов, А.Л Яншин. // Кн.: История атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат: -1985. - 205 с.

27. Будыко, М.И. Предстоящие изменения климата / М.И. Будыко и др. // Предстоящие изменения климата. Изв. АН СССР. Сер. геогр., - 1992. -№4.-С. 36-52.

28. Воейков, А. И. Климаты земного шара, в особенности России / А. И. Воейков// Избр. соч., Т. №1, Л:, - 1948. -141 с.

29. Гильденскиольд С.Д. Основы гигиенической оптимизации окружающей среды и охраны здоровья населения промышленного города: автореф. дис. д-ра мед. наук. М., 1996. - 46 с.

30. Головина, Е.Г. Некоторые вопросы биометеорологии / Е.Г Головина, В.И. Русанов // Кн.: Некоторые вопросы биометеорологии. СПб.: РГТМИ, 1993.-90 с.

31. Гичев, Ю.П. Экологическая обусловленность основных заболеваний и сокращения продолжительности жизни. / Кн.: Ю.П. Гичев. — Новосибирск: СО РАМН, 2000. 90 с.

32. Груза, Г.В. Колебания и изменения климата на территории России / Г.В. Груза, Э.Я Ранькова. // Изд. РАН. Физика атмосферы и океана. 2003 -Т.39. №2. -С. 166-185.

33. Давиденко, В.И. Метеотропные реакции в субэкстремальных климатических условиях Сибири и Антарктиды / В.И. Давиденко, М.И. Мошкин // Бюл. СО АМН СССР. 1985. №5. - С. 34-35.

34. Данишевский, Г.М. Патология человека и профилактика заболеваний на Севере / Кн.: Г.М. Данишевский М.: Медицина, 1968. - 190 с.

35. Деркачева, JI.H. Методические подходы к интегральному анализу климатических условий для рекреационных целей / JT.H. Деркачева // География и природные ресурсы. 2000. № 4. - С. 124-130.

36. Деряпа, Н.Р. Медицинская география Арктики и Антарктики / Н.Р. Деряпа // Известия Рус. географ, общ-ва. 1996. - 128. №1. - С. 92-97.

37. Дмитриев, А.А. Хаос, фракталы и информационные технологии / А.А. Дмитриев // Наука и жизнь. 2001. № 5. - С. 45-53.

38. Еськов, В.М. Экологические факторы Ханты Мансийского автономного округа / В.М. Еськов, О.Е. Филатова, В.А. Карпин и др. / Часть I. Безопасность жизнедеятельности человека на севере РФ. - Самара: "Офорт", (гриф РАН). 2004. - 168 с.

39. Еськов, В.М., Экологические факторы Ханты Мансийского автономного округа / В.М. Еськов, О.Е. Филатова, В.А. Карпин и др. / Часть II. Безопасность жизнедеятельности человека на севере РФ. - Самара: "Офорт", (гриф РАН). 2004.-172 с.

40. Еськов, В.М. Методы измерения интервалов устойчивости биологических динамических систем и их сравнение с классическим математическим подходом в теории устойчивости "динамических систем / В.М. Еськов // Метрология. 2005, №2. - С. 24-37.

41. Еськов, В.М. Синергетика в клинической кибернетике / В.М. Еськов //

42. Монография: Часть II. Особенности саногенеза и патогенеза в условиях Ханты - Мансийского автономного округа - Югры. - Самара: Изд-во «Офорт», 2007. (гриф РАН) - 292 с.

43. Исаев, JI.K. Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты. / под. ред. Исаева //

44. Кн.: Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты М.: ПАИМС, 1997. -512 с.5 6.Исаев, А. А. Экологическая климатология / А. А. Исаев // Кн.: Экологическая климатология. -М.: Научный мир, 2001. 458 с.

45. Казначеев, В.П. Очерки теории и практики экологии человека / В.П. Казначеев // Кн.: Очерки теории и практики экологии человека. М., 1983.-260 с.

46. Казначеев, В.П. Проблемы «Сфинкса XXI века». Выживание населения России / В.П. Казначеев, Я.В. Поляков, А.И. Акулов, И.Ф. Мингазов. // Кн.: Проблемы «Сфинкса XXI века». Выживание населения России — Новосибирск, 2000. 232 с.

47. Кайгородов, А.И. Естественная зональная классификация климатов земного шара /А.И. Кайгородов // Кн.: Естественная зональная классификация климатов земного шара. М.: Изд. АН СССР, 1955. — 119 с.

48. Калашников, Л.И. О состоянии окружающей среды Ханты-Мансийского автономного округа / Л.И. Калашников, В.Н. Макеев, В.В. Белов и др. -Ханты Мансийск, 1998. - 155 с.

49. Кандрор, И.С. Физиологические принципы санитарно-климатического районирования территории СССР / И.С. Кандрор, Д.М. Демина, Е.М Ратнер. // Физиологические принципы санитарно-климатического районирования территории СССР. М.: Медицина, 1974. — 176 с.

50. Капица, С.П. Синергетика и прогнозы будущего / Кн.: С.П. Капица, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий // Кн.: Синергетика и прогнозы будущего. — М.: Наука, 1997. 87 с.

51. Капица, С.П. Синергетика и прогнозы будущего /С.П. Капица, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий. // Кн.: Синергетика и прогнозы будущего. Изд З.-М.: Наука, 2003. -288 с.---------- -------------------

52. Карапетян, Т.Д. Состояние атмосферы и здоровье населения республики Карелия. / Т.Д. Карапетян, Н.В. Доршакова // Атмосфера и здоровьечеловека.Тез. докл. Всероссийской конфер.-СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. С.ЗЗ.

53. Карпин, В.А. Современные медико-экологические аспекты урбанизированного Севера / В.А. Карпин, В.Н. Катюхин, Н.Г. Гвоздь и др. // Кн.: Современные медико-экологические аспекты урбанизированного Севера -М., 2003.-98 с.

54. Катюхин, В.Н. Артериальная гипертензия на Севере / В.Н. Катюхин и др. // Кн.: Артериальная гипертензия на Севере. Сургут, СурГУ: 2000 -132 с.

55. Кондратьев, К. Я. Глобальный климат / К. Я. Кондратьев // Кн.: Глобальный климат. СПб: Наука, 1992. - 359 с.

56. Кондратьев," К. Я. Экодинамика и геополитика / К. Я Кондратьев. // Кн.:---

57. Экодинамика и геополитика. Глобальные проблемы Т.1. СПб: НИЦ, 1999. - 1040 с.

58. Кондратьев, К. Я. Глобальные изменения на рубеже тысячелетий / К. Я. Кондратьев // Вестник РАН. Т. 70. № 9. 2000. - С. 788-796.

59. Кондратьев, К. Я. Глобальный климат и Протокол Киото / К. Я. Кондратьев, К. С. Демирчан // Вестн. РАН. Т. 71. №11. С. 2001.

60. Краснощеков, Г.П. Здоровье населения как критерий оценки качества среды / Г.П. Краснощеков, Г.С. Розенберг // Кн.: Здоровье населения как критерий оценки качества среды. Тольятти: ИЭВБ РАН, 1994. - 53 с.

61. Кратчфилд, Д.П. В мире науки. / Д.П. Кратчфилд, Дж. Д Фармер, Н.Х. Паккард, Р. Шоу. Хаос // 1987, № 2. С. 16-28.

62. Критерии районирования севера России (теория, проблемы, практика). Апатиты: НЭП КНЦ РАН, 1991. 58 с.

63. Куликов, В.Ю. Синдром полярного напряжения / В.Ю. Куликов, И.Д. Сафронов, Л.Б. Ким, А.Ю. Воронин // Бюл. Сиб. отд-ния Рос. АМН.-1996. -№1. -С.27-32.

64. Курдюмов, С.П. Нелинейная динамика и проблемы прогноза / С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий // Вестник РАН. 2001. - Т. 71, №3. - С. 210-224.

65. Курдюмов, С.П. Новое в синергетике: Взгляд в 3-е тысячелетие / С.П. Курдюмов, под ред. Г.Г. Малинецкого // Кн.: Новое в синергетике: Взгляд в 3-е тысячелетие. М.: Наука. -2002. - 478 с.

66. Лапко, А.В. Климат и здоровье (метеотропные реакции сердечнососудистой системы) / А.В. Лапко, Л.С. Поликарпов. // Кн.: Климат и здоровье (метеотропные реакции сердечно-сосудистой системы) Новосибирск: Наука, 1994. - 104 с.

67. Лоскутов, А.Ю. Нелинейная динамика, теория динамического хаоса и синергетика / А.Ю Лоскутов. // Компьютерра, 1998, № 12. С. 31 - 33.

68. Мажаров, В.Ф. Типизация административных территорий Красноярского края на основе интегральной оценки социально-гигиенического риска-потерь здоровья населения / В.Ф. Мажаров, Н.Ю. Плотников,

69. И.В.Тихонова, и др. // Бюллетень СО РАМН №3 (121). Новосибирск: -2006 г.-С. 68-71.

70. Маккитрик, Р. Тренды в данных о температуре воздуха, полученные с учетом внутренне обусловленной корреляции / Р. Маккитрик // Изв. Русского геогр. о-ва. 2002. - Т. 134, вып 3. - С. 16-24.

71. Максимов, A.JI. Особенности взаимосвязи функциональных показателей и факторов среды при оценке здоровья у подростков Приморского края и Магаданской области / А.Л. Максимов, Е.В. Пегова // Экология человека. -2006.-№9.-С. 13-18.

72. Малинецкий, Г.Г. Параметры порядка в нейронной сети Хопфилда / Г.Г. Малинецкий, А.Б. Потапов, И. А. Костылев // Вычислительная математика и математическая физика. 1994. - Т.34, № 11. — С. 1733-1741.

73. Малинецкий, Г.Г. Синергетика. Король умер. Да здравствует король! / Г.Г. Малинецкий // Синергетика. Труды семинара. Вып. 1. М.: МГУ, 1998. -С. 52-69.

74. Малинецкий, Г.Г. Хаос. Структуры. Вычислительный эксперимент: Введение в нелинейную динамику / Г.Г. Малинецкий // Кн.: Хаос. Структуры. Вычислительный эксперимент: Введение в нелинейную динамику. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 256 с.

75. Малинецкий, Г.Г. Современные проблемы нелинейной динамики / Г.Г. Малинецкий, А.Б. Потапов // Кн.: Современные проблемы нелинейной динамики. Изд.2-М.: Эдитореал УРСС, - 2002. - 360с.

76. Малинецкий, Г.Г. Наука XXI века. Взгляд с позиций синергетики / Г.Г. Малинецкий // Труды семинара Синергетика. 2003. - Т.5, - С. 57-71.

77. Малинецкий, Г.Г. Вычисления на ДНК. Эксперименты. Модели. Алгоритмы. Инструментальные средства. / Г.Г. Малинецкий, Н.А.

78. Митин, С.А. Науменко // Кн.: Вычисления на ДНК. Эксперименты. Модели. Алгоритмы. Инструментальные средства. Препринт ИПМ РАН № 57.- 2005.- 68 с.

79. Малинецкий, Г.Г. Нанобиология и синергетика. Проблемы и идеи / Г.Г. Малинецкий, Н.А. Митин, С.А. Науменко // Кн.: Нанобиология и синергетика. Проблемы и идеи. Препринт ИПМ РАН № 29. - 2005.85 с.

80. Малинецкий, Г.Г. Нелинейная динамика и хаос. Основные понятия / Г.Г. Малинецкий, А.Б. Потапов // Кн.: Нелинейная динамика и хаос. Основные понятия. М. УРСС, 2006. - 237 с.

81. Матюхин, В.А. Биоклиматология человека в условиях муссонов / В.А. Матюхин // Кн.: Биоклиматология человека в условиях муссонов Л.: Наука, 1971.-136 с.

82. Матюхин, В. А. Экологическая физиология человека и восстановительная медицина / В. А. Матюхин, А. Н. Разумов под ред. И. Н. Денисова. // Кн.: Экологическая физиология человека и восстановительная медицина. М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1999. - 336 с.

83. Мишина, Е.А. Системный анализ сезонной и суточной ритмики параметров функциональных систем организма, проживающих на Севере РФ: автореф. дис. канд. Тула/Е.А. Мишина. -2007.-24 с.

84. Мохов, И.И. Оценки возможных региональных изменений гидрологического режима в XXI веке на основе глобальных климатических моделей / И.И. Мохов, В.А. Семенов, В.Ч. Хон // Изв. РАН «Физика атмосферы и океана». 2003. -Т.39, вып. 2, С.150-165.

85. Овчарова, В.Ф. Атмосферное электричество один из основных параметров биоклимата / В.Ф. Овчарова // Атмосферное электричество. Тр. 2 Всесоюзного симпозиума, - JL, 1984. - С.78 - 80.

86. Осокин, И.М. Проблемы регионального зимоведения / И.М. Осокин. // Проблемы регионального зимоведения. Чита, 1968. - Вып. 2. — С. 28-31.

87. Пененко, В.В. Главные факторы климатической системы глобального и регионального масштабов и их применение в экологических исследованиях / В.В. Пененко, Е.А. Цветова // Оптика атмосферы и океана. 2003. Т. 16, №5-6, - С.407- 414.

88. Плотников, В. В. Экология Ханты Мансийского автономного округа / под ред. В. В. Плотникова. // Кн.: Экология Ханты - Мансийского автономного округа. - Тюмень: Софт Дизайн, 1997. - 288 с. ~ —

89. Попова, М.А. Экологические проблемы и здоровье населения города Сургута / М.А. Попова // Материалы научной конференции «Медико-биологические проблемы здоровья человека на Севере». Сургут. «Дефис». 2002. С. 141.

90. Поеный, B.C. Биоритмологические аспекты адаптации человека к условиям Арктики и Антарктиды / B.C. Поеный // Актуальные вопросы адаптации человека в условиях Крайнего Севера и Антарктиды. -Новосибирск: СО АМН СССР, 1976. С. 65- 74.

91. Пригожин, И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций / И. Пригожин, Гленсдорф П. // Кн.: Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 1973. -280 с.

92. Розенберг, Г.С. Экологическое прогнозирование (Функциональные предикторы временных рядов) / Г.С. Розенберг, В.К. Шитиков П.М Брусиловский.- Тольятти: ИЭВБ РАН, 1994. 182 с.

93. Розенберг, Г.С. Экология. Элементы теоретических конструкций современной экологии / Г.С. Розенберг, Д.П. Мозговой, Д.Б. Гелашвили // Кн.: Экология. Элементы теоретических конструкций современной экологии. Самара: СамНЦ РАН, 1999. - 396 с.

94. Романова, Е.Н. Методы и использование систематизированной климатической и микроклиматической информации при развитии и совершенствовании градостроительных концепций / Е.Н. Романова, Е.О. Гобарова, E.JI. Жильцова. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. -160 с.

95. Русанов, В.И. Методика оценки погоды момента для медицинских целей / В.И. Русанов // «Климат и человек». Вопросы географии вып. 89, М., 1972,- С. 55 - 63.

96. Русанов, В.И. Методы исследования климата для медицинских целей / В.И. Русанов // Кн.: Методы исследования климата для медицинских целей. Томск: ТГУ, 1973. - 191 с.

97. Русанов, В.И. Методология оценки влияния погоды и солнечной активности на здоровье человека / В.И. Русанов // Проблемы солнечно-биосферных связей. Новосибирск: СО АМН. -1982. - С. 17-23.

98. Русанов, В.И. Локальные изменения биотермических условий жизнедеятельности населения в Томске / В.И. Русанов // Атмосфера и здоровье человека. Тез.докл. Всероссийской конференции, СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. - С. 66.

99. Рутковская, Н.В. Анализ погодных условий тундры ЗападноСибирской равнины в сезонном аспекте для медицинских целей / Н.В. Рутковская, А.В. Ашеулов // Вопросы географии Сибири. Томск. -1989. — №18.-С. 57-68

100. Соколов, С.В. Разработка системы комплексного территориального экологического мониторинга (на примере г. Сургута): автореф. дис. канд. -Москва. / С.В. Соколов. 2002. - 22с.

101. Соромотина, О.В. Оценка биоклиматических условий Тюменской области комплексным методом / О.В Соромотина // Проблемы географии и экологии Западной Сибири: Сб. науч. тр. Тюмень, 1996. - С. 57- 65.

102. Стингере, Е. Познание сложного / Е. Стингере, И. Пригожин // Познание сложного. УРСС, М.: 2003. - 342 с.

103. Теслер, Р. Характеристики климата и здоровье человека. Проблема классификации климатов / Р. Теслер // Климат и здоровье человека. Тр. Межд. Симп. ВМО/ВОЗЯОНЕП СССР. Том №1. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -С. 17-41.

104. Трубецков, Д.И. Введение в синергетику. Хаос и структуры / Д.И Трубецков // Кн.: Введение в синергетику. Хаос и структуры. М.: Едитореал УРСС, 2004. - 224 с.

105. Унгуряну, Т.Н. Синергетический подход в медицинской экологии / Т.Н Унгуряну, П.И. Сидоров // «Экология человека». 2007.- №4. -С.3-8.

106. Филатова, О.Е. Норма и патология состояния функциональных систем человека на фазовой плоскости / О.Е. Филатова, В.М. Еськов, Т.В. Зуевская // Научные труды I съезда физиологов СНГ. М.: Медицина, 2005.-С. 41.

107. Хайруллин, К. Ш. Биоклиматическая оценка холодового дискомфорта на территории СССР / К. Ш. Хайруллин // Климат и здоровье человека: Тр. Международного симпозиума ВМО/ВОЗ/ЮНЕП. 1986.Т.2. Л., 1988. -С. 117-121.

108. Хакен, Г. Принципы работы головного мозга / Г. Хакен // Кн.: Принципы работы головного мозга. М.: Изд-во PerSe., 2001. -352 с.

109. Хакен, Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах / Г. Хакен // Кн.: Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985. - 145 с.

110. Хаснулин, В.И. Влияние геофизических факторов Крайнего Севера на здоровье населения Норильского ТПК /В.И. Хаснулин // Проблемы солнечно- биосферных связей. Новосибирск: СО АМН, 1982. - С. 70-76.

111. Хаснулин, В.И. Введение в полярную медицину /В.И. Хаснулин // Кн.: Введение в полярную медицину. Новосибирск, 1998. - 210 с.

112. Хаснулин, В.И. Кардиометеопатии на Севере /В.И. Хаснулин, A.M. Шургая, А.В. Хаснулина и др. // Кн.: Кардиометеопатии на Севере -Новосибирск, 2000. 180 с.

113. Хаснулин, В.И. Подходы к районированию территории России по условиям дискомфортности окружающей среды для жизнедеятельности населения /В.И. Хаснулин и др. // Бюллетень СО РАМН №3 (117), Новосибирск:-2005.-С. 106-111.

114. Хрущев, В. JI. Здоровье человека на Севере / В. J1. Хрущев // Кн.: Здоровье человека на Севере (медицинская энциклопедия северянина). -Новый Уренгой, 1994. 508 с.

115. Экологические проблемы и здоровье населения города Сургута // Мат-лы науч. Конфер. «Медико-биологические проблемы здоровья человека на Севере». Сургут. «Дефис». 2002. — 141с.

116. Ягья, Н.С. Здоровье населения Севера / Н.С. Ягья // Кн.: Здоровье населения Севера. JL: Медицина, 1980. -211 с.

117. Яншин, А.Н. Глобальное потепление и его последствия: стратегия принимаемых мер / А.Н. Яншин, М.И. Будыко, Ю.А. Израэль под ред. Ф.Т. Яшиной. // Сб. «Глобальные проблемы биосферы» Т.№1. М.: Наука. 2001. С. 10 -24.

118. Azevedo, E. Cold: a risk factor for stroke? / E. Azevedo, J.A. Ribeiro, F. Lopes et al. // J.Neurol. 1995. - Vol.242. -№ 4. -P.217-221.

119. Burroughs, W. (ed.) Climate: Into the 21st Century / W. Burroughs // Edward Elgar Publ. Co. Ltd.Cheltanham, 2002. p. 71.

120. Gansales, R. Work in the North: physiological aspects / R. Gansales // Arctic Med. Reserch. 1985, №44. - P. 4.

121. Goody, R. Why monitor the climate? / R. Goody, J. Anderson, T. Karl, R.B. Miller, G. North, J. Simpson, G. Stephens, W. Washington // Bull. Amer. Meteorol. Soc. V.83, №6, 2002, P. 873- 878.

122. Gorshkov, V.G. Biotic Regulation of the Environment. Key Issues of Global Change / V.G Gorshkov, V.V Gorshkov, A.M. Makarieva // Springer /PRAXIS. Chichester,U.K.-2000.-367pp.

123. Chaos, 1995, v.5, № 1. An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 345 p. American Institute of Physics.

124. Cugini, P. Ambulatory blood pressure monitoring in clinically healthy subjects adapted to living in Antarctica / P. Cugini, G. Camillieri, L. Alessio et al. // Aviat.Space Environ.Med. 1997. - Vol.68. - №9. - Pt.l. - P. 795-801.

125. Dockery, D.W. An association between air pollution and mortality in six U.S. cities / D.W. Dockery, A.S.- 3rd Pope, X. Xu et al. // N.Engl.J.Med. 1993. -Vol.329. - № 24. - P. 1753 - 1759.

126. Filatova, O.E. Existense of synergetic properties of neuron network regulating the pulse rate. / O.E. Filatova, V.M. Eskov, V.V. Eskov and other.

127. Proseeding of international conference on modellling&simulation (ICMS'04). (Spain, Valladolid) 2004. - P.57 - 58.

128. Katsouyanni, K. Evidence for interaction between air pollution and high temperature in the causation of excess mortality / K. Katsouyanni, A. Pantazopoulou, G. Touloumi et al. // Arch.Environ.Health. -1993. Vol. 48. -№ 4. -P.235 -242.

129. Knyazeva, H. Perche l'lmpossible e Impossible /Н. Knyazeva, H. Haken // Pluriverso. Milano, 1997. Anno 2. № 4. - P.62 - 66.

130. Knyazeva, H. Synergetics and the Images of Future / H. Knyazeva // Futures. 1999. - Vol.31. -№3-4. P.281-290.

131. Knyazeva, H. The Synergetic Principles of Nonlinear Thinking / H. Knyazeva // World Futures. 1999. - Vol.54. № 2. - P. 163 - 181.

132. Knyazeva, H. Arbitrariness in Nature: Synergetics and Evolutionary Laws of Prohibition / H. Knyazeva, H. Haken // Journal for General Philosophy of Sciences. 2000. - Vol. 31. №1. - P.57- 73.

133. Kondratyev, K.Ya. Environmental Disasters: Natural and Anthropogenic / K.Ya. Kondratyev, Al.A. Grigoryev // Springer/PRAXIS. Chichester, U.K. -2002. 484 pp.

134. Kondratyev, K.Ya., Global Carbon Cycle and Climate Change / K.Ya. Kondratyev, V.F Krapivin, C.A. Varotsos // Springer/PRAXIS. Chichester, U.K. -2003 -278 pp.

135. Kurdyumov, S.P. Nonstationary Structures, Dynamic Chaos, and Cellular Automata / S.P. Kurdyumov, G.G. Malinetskii, A.B. Potapov // International Journal of Fluid Mechanics Research. -1996. Vol. - 22 № 5-6. - P.75-133.

136. IPCC Third Asessment Report. Climate Change. The Scientific Basis. // Cambridge Univ. 2001. V.l. - Press, - 881 p.

137. Laszlo, E. The Age of Bifurcation / E. Laszlo //New York: Gordon and Breach. -1991. 117 pp.

138. Laszlo, E. The Systems View of the World. Cresskill (NJ): Hampton Press, 1996.

139. Lorenz, E. N. Deterministic Nonperiodic Flow / E. N. Lorenz J. // Atoms. Sci. 1963.-P. 130-141.

140. Przybylak, R. The Climate of the Arctic / R. Przybylak // The Climate of the Arctic. Kluwer Academic. - 2003. - 288 pp.

141. Morris, R.D. Carbon monoxide and hospital admissions for congestive heart failure: evidence of on increased effect at low temperature / R.D. Morris, E.N. Naumova // Environ. Health Perspect. 1998. - Vol.106. -№10. -P.649-653.

142. Singer, J. Controlling a chaotic system. / J. Singer // Phys Rev. Letters. -1991.-Vol. 66. -№9. P. 155 - 158.

143. Yang, Grace L. A stochastic model for analyzing prevalence surveys of hepatitis antibody / Grace L. Yang, Myron N. Chang // Math. Biosci. 1990. -Vol.98, №2.-P. 15 7- 169.

144. Wang, X. Association between air pollution and low birth weight: a community-based study / X. Wang, H. Ding, X. Xu. // Environ.Health Perspect. -1997.-Vol.105. № 5. - P.514-520.

145. Griffin, J.M. (Ed.) Global Climate Change / J.M. Griffin //The Science, Economics and Politics. Edward Elgar Publ. 2003. - 288 pp.