ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУБД "ГРОЗА" И МЕТОДА ЦЕЛЕВОЙ ИТЕРАЦИОННОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГРОЗОАКТИВНОСТИ ГОРНОГО АЛТАЯ

А.Н. Дмитриев, М.Ю. Кречетова, С.Ю. Кречетова
Горно-Алтайский государственный университет

Целью нашей работы является установление статистически значимой корреляции грозопроявлений на территории республики Алтай с активностью Солнца и с вариациями геомагнитного поля Земли.

На первом этапе исследования грозоактивности Горного Алтая была создана исходная база данных (БД), в которую вошли метеорологические, геофизические, гелиофизические и техногенные параметры, характеризующие отдельное событие - гроза. Была учтена и обработана информация по 13 тысячам гроз за период наблюдений с 1955 по 1998 годы по восемнадцати гидрометеостанциям (ГМС), расположенных на территории республики Алтай. Учитывалась следующая информация: дата, время начала и время конца грозы, характер (тип) грозы - метеорологические параметры. В качестве геолого-геофизических характеристик были взяты геомагнитные индексы С9, Кр, Ар, которые отражают колебания напряженности геомагнитного поля Земли. Для анализа солнечно-земных взаимосвязей были использованы числа Вольфа, характеризующие пятнообразовательную деятельность Солнца, солнечный радиопоток (SunRadio) и спецификатор радиопотока (Flux). Техногенное воздействие определялось датой запусков космических аппаратов и ядерных взрывов на полигонах в Семипалатенске (СИП) и Лобнор (Китай). Для обработки и анализа исходных данных была разработана система управления базами данных (СУБД) "Гроза" (Давыдкин И.Б., С.Ю. Кречетова). Для создания такой системы была использована среда визуального программирования Delphi 4. Принцип работы приложения с данными основан на SQL-запросах. В возможности приложения входит организация набора данных из разных таблиц БД и построение на основе полученных данных графиков.

На основе графиков СУБД "Гроза" и использовании возможностей пакета STATISTICA была выявлена гелиозависимость грозовых процессов на территории Горного Алтая [2]. На следующем этапе изучения физики "чувствительности" грозовых процессов на Солнечную активность потребовалось решить задачи, сводимые к распознаванию образов [3]. Основная задача - "Выявление информационных систем признаков изучении грозоактивности во взаимодействии с активностью Солнца" - разделена на подзадачи:

1. Составление матрицы количественных характеристик гроз и дополнительных гелио-геофизтческих данных "Гроза-Признаки" (объем матрицы mxn=44x14);
2. Общее решение матрицы "Гроза-Признаки".

Каждая строка значений в матрице "Гроза-Признаки" соответствует одному году регистрации гроз (грозовой год). Множество рассматриваемых нами объектов (строки матрицы) расположено в пространстве четырнадцати признаков (столбцы матрицы). Гео- и гелиофизические признаки усреднены по году. Целевым признаком является локальный количественный признак - количество гроз за данный год регистрации гроз.

Общее решение матрицы "Гроза-Признаки" производилось по алгоритму Целевой итерационной классификации [2], реализованному программным комплексом на персональном компьютере. Основной результат представлен в виде информационной системы признаков.

Получение информационной системы признаков сопровождается оценкой всех признаков на информационную существенность (конечный информационный вес). Характерно, что в информационную систему признаков (табл.1) вошли признаки, характеризующие локальные количественные свойства грозы. Этот результат, ориентированный на выделение распределения гроз (Х₉, Х₁₁, Х₁₂) по времени суток, указывает на то, что грозоактивность на исследуемой территории определяется двумя регулирующими механизмами:

• вариациями электрического поля атмосферы, которые связаны с максимумами в местный полдень и местное лето и
• рост напряженности электрического поля после восхода Солнца.

Таблица 1

Информационная система признаков по общему решению

Значение гео- и гелифизических параметров, видимо, связано с тонкими механизмами переходных геомагнитных состояний от гелиофизических причин геомагнитных бурь к состоянию невозмущенного магнитного поля Земли. Уточнение механизмов взаимосвязи требует расширения пространства признаков и новых постановок задач.

Список литературы:

1. Бишаев А.А Метод "Целевая итерационная классификация" ("Цикл"), Новосибирск, Ин-т геологии и геофизики СО АН СССР, 1976, с.70-92.
2. Дмитриев А.Н., Кочеева Н.А. Грозоактивность как экологический фактор на территории Горного Алтая, Томск, Изд-во ТГУ, с.143-146.
3. Тишабаева М.Х., Марипов Т.М. Прогонозирование месторождений методами распознавания образов, Ташкент, "Фан", 1982, с.85.