ІДЕНТИФІКАЦІЯ ДИНАМІКИ ДОВКІЛЛЯ: ВИКЛИКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗПОДІЛЕНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Анотація

Дослідження спрямовані на розв’язок коефіцієнтних задач екології методами розподіленого моделювання. Мета роботи полягає у моделюванні процесів забруднення атмосфери, які адекватні до тих, що описують реальні процеси. При цьому виникає можливість досліджувати такі питання як детальний аналіз стану атмосфери міста або промислового району, короткостроковий прогноз якості повітря в регіоні, оцінка довгострокових програм по очищенню повітря, оптимальне управління викидами, трансграничне перенесення і т. п. Методологія. Розглядаються обернені задачі екології, постановка яких формулюється через аналіз взаємозв’язків типу «причина-наслідок». Причинні характеристики екологічного процесу, згідно з прийнятою математичною моделлю, визначаються коефіцієнтами рівняння перенесення шкідливих домішок. У такій інтерпретації встановлення причинно-наслідкових зв’язків є метою прямих задач екології. У протилежному випадку, якщо необхідно відновити причинні характеристики за інформацією про поле забруднення атмосфери, формулюється одна з постановок зворотних задач екології, які належать до класу некоректних задач за Адамаром. Наукова новизна проведених досліджень полягає у розробці нового підходу до обробки даних на всіх етапах екологічного експерименту із застосуванням сучасних обчислювальних засобів. Обчислювальні експерименти виконувалися із застосуванням розподілених паралельних обчислювальних систем. Це зумовлено не лише принциповими обмеженнями максимальної швидкодії звичайних послідовних ЕОМ, але й постійною наявністю задач, для розв’язування яких існуючі обчислювальні ресурси виявляються недостатніми. До таких задач належать, зокрема, задачі моделювання клімату. Висновки. У даних дослідженнях розглянуті постановка і методи розв’язку задач ідентифікації динаміки довкілля, суть яких полягає в оцінці вхідних параметрів за фактичною інформацією про модельовану систему, відому з експерименту. Для аналізу оцінки можливості реалізації математичних моделей на засобах обчислювальної техніки був розроблений комплекс програм для розрахунку перенесення шкідливих домішок. Наведено розв’язок тестової задачі щодо ідентифікації динаміки довкілля.