Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,899

РАНГОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Мазуркин П.М. Михайлова С.И.
По методике [1, с. 411] измерение и распределение типов стихийных бедствий выполняется на основе данных об ущербе, количестве пострадавших и погибших по типам стихийных бедствий. Затем проектируются меры по предупреждению возможных в будущем стихийных бедствий. Известно, что научным прогнозом и своевременным предупреждения можно снизить экологический ущерб от возможных стихийных бедствий.

До проектирования мер предлагается определять моделированием закономерности распределения по убыванию числа катастроф. Для этого значениям каждого показателя присваивают целочисленные ранги, начиная от нуля. В дальнейшем по значениям показателей с целочисленными рангами получают закономерности их рангового распределения.

Распределения по убыванию числа катастроф значений ущерба, количества пострадавших и погибших определяется по общей для многих процессов формуле [2-5]

  ,                                             (1)


где Y - показатель; r - целочисленный ранг, принимаемый из ряда 0, 1, 2, 3, ...;a1...a7  - параметры статистической модели, получающие числовые значения для конкретного распределения ущерба, количества пострадавших и погибших.

При этом активности влияния естественно-природного α1 и техногенного α2 вмешательства в распределение значений показателя Y = Y1+Y2 вычисляются по формулам α1=Y1/Y и α2 = Y2/Y. Приспособляемость k человека своим техногенным вмешательством, в том числе и мерами по предупреждению стихийных бедствий, определяется отношением техногенной составляющей общей закономерности ко второй составляющей, то есть по математическому выражению k = Y2/Y1.

Примеры. По данным [1, с. 411] идентификацией (1) получены закономерности.

1. Число различных типов стихийных бедствий, происходивших в мире за 30 лет (1962-1992), изменялась по материальному ущербу (табл. 1) по закономерности

. (2)

Таблица 1. Число катастроф в мире за 30 лет (1962-1992) по материальному ущербу

Ранг

r

Тип

катастрофы

Факт

N^

Расчетные значения (2)

N

ε

Δ, %

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

НД

ТШ

ЗС

ЗТ

ШТ

ПЖ

ИВ

ОП

ЦН

ЗМ

76

73

53

24

6

4

2

1

1

1

76.1

72.8

53.3

23.5

6.7

3.2

2.3

1.5

0.9

0.5

-0.08

0.22

-0.32

0.45

-0.70

0.83

-0.29

-0.50

0.11

0.52

-0.11

0.30

-0.60

1.88

-11.67

20.75

-14.50

-50.00

11.00

52.00

В табл. 1 и других были приняты следующие типы катастроф: ГЛ - голод; ЗМ - заморозки; ЗС - засуха; ЗТ - землетрясения; ИВ - извержения; НД - наводнения; НН - нашествие насекомых; ОП - оползни; ПЖ - пожары; СЛ - снежная лавина; СХ - суховеи; ТШ - тропические штормы; ЦН - цунами; ШТ - штормы; ЭД - эпидемии.


Первая составляющая (2) показывает естественный процесс рангового распределения типов стихийных бедствий, а вторая - стрессовое возбуждение человечества по материальному ущербу, как негативный (знак « + ») отклик на недостаточные действия по предупреждению чрезвычайных ситуаций и устранению последствий прошлых катастроф.

Показатели адекватности модели (2) и других определялись следующим образом. По разности между фактическими и расчетными значениями показателя вычисляется абсолютная погрешность ε по выражению . Относительная погрешность Δ (%) определится из выражения . Из этих остатков выбирается максимальное значение Δmax (по модулю), которое в табл. 1 подчеркнуто. Тогда доверительная вероятность D найденной статистической закономерности будет равна . Из данных табл. 1 видно, что максимальная относительная погрешность формулы (1) равна 52,0 %. При этом известно, что распределения по убыванию значений показателя имеют значительные погрешности в конце ряда. Поэтому последними значениями ряда можно пренебречь, при рангах 7, 8 и 9 число катастроф равно единице. Они составляют 3 х 100 / 241 = 1,24 %. Если их исключить, то максимальная погрешность формулы (2) будет 20,75 %. Доверие к (2) будет не ниже 100 - 20,75 = 79,25 %. Такое доверие позволит применять формулу (2) в ориентировочных расчетах материального ущерба от ожидаемых в будущем катастроф.

Таблица 2. Анализ статистической модели (2)

Ранг

 

Составляющие (2)

Коэффициенты

значимости

Коэффициент приспособляемости

N1

N2

α1

α2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

76.1

72.7

52.5

21.3

3.6

0.2

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.1

0.8

2.2

3.1

3.0

2.3

1.5

0.9

0.5

1.000

0.999

0.985

0.906

0.537

0.063

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.001

0.015

0.094

0.463

0.937

1.000

1.000

1.000

1.000

0.000

0.001

0.015

0.103

0.861

15.000


В табл. 2 приведены результаты расчета обеих составляющих N1 и N2 формулы (2), а также значений коэффициентов значимости α1 и α2 этих составляющих материального ущерба и коэффициента приспособляемости k человечества (на момент регистрации динамики числа катастроф) к распределению числа катастроф.

Из данных табл. 2 видно, что на рангах 6-9 коэффициент приспособляемости человечества к извержениям, оползням, цунами и заморозкам по показателю материального ущерба стремится к бесконечности.

Человек не может пока преодолеть и пожары при k = 15,00.

2. Число типов стихийных бедствий в мире за 30 лет (1962-1992 гг.), выделяемых по количеству пострадавших, изменяется по статистической закономерности (табл. 3, табл. 4)

. (3)

Из табл. 4 видно, что стрессовое возбуждение максимальное на голод (4-й ранг).

3. Число типов стихийных бедствий в мире по количеству погибших людей получает закономерность (табл. 5 и табл. 6) по формуле

.  (4)

Таблица 3. Число катастроф в мире за 30 лет (1962-1992) по количеству пострадавших

Ранг

r

Тип

катастрофы

Факт

N^

Расчетные значения (3)

N

ε

Δ, %

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ЗС

НД

ТШ

ЗТ

ГЛ

ШТ

ИВ

ЭД

ОП

НН

ЦН

СЛ

ЗМ

167

162

100

20

18

11

9

9

2

2

1

1

1

166.3

162.9

99.8

20.4

16.1

13.4

9.5

6.0

3.5

1.9

1.0

0.5

0.3

0.74

-0.87

0.21

-0.40

1.87

-2.43

-0.52

2.96

-1.53

0.06

-0.02

0.49

0.75

0.44

-0.54

0.21

-2.0

10.39

-22.09

-5.78

32.87

-76.50

3.00

-2.00

49.00

75.00

Таблица 4. Анализ статистической модели (3)

Ранг

r

Первая

N1

Вторая

N2

Коэффициенты значимости

Коэффициент приспособля-емости k

α1

α2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

166.3

161.2

91.0

5.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.7

8.8

15.0

16.1

13.4

9.5

6.0

3.5

1.9

1.0

0.5

0.3

1.000

0.990

0.912

0.265

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.010

0.088

0.735

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

0.000

0.011

0.097

2.778

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5. Число катастроф в мире за 30 лет (1962-1992) по количеству погибших

Ранг

r

Тип

катастрофы

Факт

N^

Расчетные значения (4)

N

ε

Δ, %

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

НД

ТШ

ЭД

ЗТ

ОП

ШТ

ЗС

СХ

ПЖ

ЗМ

ИВ

ЦН

ГЛ

СЛ

202

153

133

102

54

46

21

20

15

14

12

9

4

2

197.0

166.0

126.4

91.0

63.2

43.2

29.5

20.5

14.6

10.8

8.2

6.5

5.2

4.2

5.0

-13.0

6.6

11.0

-9.2

2.8

-8.5

-0.5

0.4

3.2

3.8

2.5

-1.2

-2.2

2.48

-8.50

4.96

10.78

-17.04

6.09

-40.48

-2.50

2.67

22.86

31.67

27.78

-30.00

-110.00

 

Таблица 6. Анализ модели (6) числа катастроф

 

Ранг

r

Первая

N1

Вторая

N2

Коэффициенты значимости

Коэффициент приспособ- ляемости k

α1

α2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

197.0

163.2

119.3

80.9

51.8

31.6

18.4

10.4

5.6

3.0

1.5

0.7

0.4

0.2

0.0

2.8

7.1

10.1

11.4

11.6

11.1

10.1

9.0

7.8

6.7

5.7

4.9

4.1

1.000

0.983

0.944

0.889

0.820

0.731

0.624

0.507

0.384

0.278

0.183

0.108

0.077

0.048

0.000

0.017

0.056

0.111

0.180

0.269

0.376

0.493

0.616

0.722

0.817

0.892

0.923

0.952

0.000

0.017

0.060

0.125

0.220

0.367

0.603

0.971

1.607

2.600

4.467

8.143

12.250

14.939

 


Из данных табл. 6 видно, что стрессовое возбуждение человечества максимальное на штормы, которые имеют по количеству погибших пятый ранг.

Для доказательства того, что модель типа (1) является устойчивым законом, необходимо, чтобы принятые коэффициенты активности и приспособляемости также изменялись по устойчивым закономерностям.

По данным табл. 6 были получены модели для данных по численности погибших:

коэффициент значимости первой составляющей модели (4) равен

;                                                   (5)

коэффициент значимости второй составляющей ;

коэффициент приспособляемости человечества к стихийным бедствиям по числу погибших людей за 30 лет (1962-1992 гг.) изменялся по формуле

.                                               (6)

По трем показателям, а их множество может быть большим, можно определить рейтинговое место mr (в данных примерах без учета весовых коэффициентов показателей) каждого типа стихийных (а в будущем и не стихийных) катастроф (табл. 7).       

Таблица 7. Рейтинг типов катастроф в мире за 30 лет с 1962 по 1992 гг. по возрастанию безопасности проживания

№ п/п

Тип стихийной катастрофы

Материальный ущерб

Количество пострадавших

Количество погибших

ΣN

Σr

mr

N^

r

N^

r

N^

r

1

ГЛ - голод

 

 

18

4

4

12

22

16

8

2

ЗМ - заморозки

1

9

1

12

14

9

16

30

13

3

ЗС - засуха

53

2

167

0

21

6

241

8

4

4

ЗТ - землетрясения

24

3

20

3

102

3

146

9

5

5

ИВ - извержения

2

6

9

6

12

10

23

22

10

6

НД - наводнения

76

0

162

1

202

0

440

1

1

7

НН - нашествие насекомых

 

 

2

9

 

 

2

9

5

8

ОП - оползни

1

7

2

8

54

4

57

19

9

9

ПЖ - пожары

4

5

 

 

15

8

19

13

6

10

СЛ - снежная лавина

 

 

1

11

2

13

3

24

11

11

СХ - суховеи

 

 

 

 

20

7

20

7

3

12

ТШ - тропические штормы

73

1

100

2

153

1

326

4

2

13

ЦН - цунами

1

8

1

10

9

11

11

29

12

14

ШТ - штормы

6

4

11

5

46

5

63

14

7

15

ЭД - эпидемии

 

 

9

7

133

2

142

9

5

Всего

241

45

503

78

787

91

1531

214

-

Примечание: наиболее опасны наводнения, а безопасны заморозки.

Применение способа рангового анализа у распределений стихийных бедствий по типам позволит расширить классификацию катастроф, в частности, с включением новых типов стихийных бедствий, а в будущем и классов любых типов антропогенных воздействий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Коробкин, В.И. Экология: учебник для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. - Ростов на Дону: Изд-во «Феникс», 2001.- 576 с.
  2. Мазуркин, П.М. Статистическая экология / П.М. Мазуркин: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - 308 с.
  3. Мазуркин, П.М. Геоэкология: Закономерности современного естествознания: Научное изд. / П.М. Мазуркин. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. - 336 с.
  4. Мазуркин, П.М. Статистическое моделирование. Эвристико-математический подход / П.М. Мазуркин. - Научное издание. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 100 с.
  5. Мазуркин, П.М. Математическое моделирование. Идентификация однофакторных статистических закономерностей: Учебное пособие / П.М. Мазуркин, А.С. Филонов. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. - 292 с.

Библиографическая ссылка

Мазуркин П.М., Михайлова С.И. РАНГОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2008. – № 9. – С. 50-53;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=24197 (дата обращения: 28.11.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074