Анализ метрологического обеспечения реконструкций стратосферного озона по дендрохронологическим данным для нейропрогноза
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 1.— 2026.— С. 89-97 |
|---|---|
| Glavni autor: | |
| Daljnji autori: | |
| Sažetak: | Актуальность. Проблема снижения уровня стратосферного озона и интерес к его прошлым изменениям связаны с увеличением дозы ультрафиолетовой радиации в коротковолновом диапазоне, достигающей поверхности Земли. Метод множественной регрессии по данным плотности годичных колец хвойных позволяет осуществить реконструкцию и прогноз долгопериодных колебаний общего содержания озона в атмосфере. Чтобы расширить базу экспериментальных данных, проводятся поисковые работы по измерению новых характеристик годичных колец, уточняются методики предварительной обработки данных и разрабатываются новые модели их прогноза. Цель исследования заключается в комплексном анализе проблем метрологического обеспечения реконструкции стратосферного озона по дендрохронологическим данным (ширина и плотность годичных колец) в единицах Добсона с учетом современных достижений и разработок. Объекты: дендрохронологические данные сосны, кедра, ели и лиственницы для районов с выраженным влиянием озоновых изменений на древесную растительность Алтая (50–52° с.ш., 85–90° в.д.), Сибири (60–65° с.ш., 90–105° в.д.) и Урала (50–70 с.ш., 60 в.д.). Методы: дендрохронологический метод, сингулярный спектральный анализ, эконометрические методы анализа временных рядов, интеллектуальный анализ данных. Результаты. Комплексный анализ метрологического обеспечения реконструкций стратосферного озона выявил эффективность использования дендрохронологических индикаторов, таких как ширина годичных колец и максимальная плотность поздней древесины, которые статистически значимо коррелируют с инструментальными данными о содержании озона в атмосфере (r= –0,7 и p<0,01). Преимущество мульти-прокси подходов, состоящих в интеграции таких параметров, как ширина годичного кольца, максимальная плотность кольца, а также климатических показателей с данными измерений сходных параметров другими методами, позволяет значительно повысить точность реконструкций. Коэффициент детерминации (R²) с 0,64 увеличивается до 0,78, в то время как суммарная неопределенность уменьшается на 29 % (4,9 е.Д.). Основной вклад в суммарную неопределенность вносят модельные (40 %) и калибровочные (28 %) факторы. Инструментальные погрешности измерений общего содержания озона существенно ниже погрешности моделирования и составляют менее 5 % Relevance. The problem of reducing stratospheric ozone levels and the interest in its past changes are related to the increase in the dose of ultraviolet radiation in the short-wavelength range reaching the Earth's surface. Reconstruction and prediction of long-period fluctuations of the studied parameters can be carried out using the multiple regression method based on the density of annual rings of conifers. In order to expand the experimental data base, exploratory work is being carried out to measure new characteristics of growth rings, as well as the mathematical apparatus of data preprocessing techniques is being refined, the relationships of bioindicators with atmospheric parameters are being analyzed, and new models for their prediction are being developed. Reconstruction of historical changes in atmospheric characteristics can be considered in the context of the prospects of artificial restoration of forest resources. Aim. Comprehensive analysis of the problems of metrological support for the reconstruction of stratospheric ozone based on dendrochronological data (width and density of annual rings) in Dobson units, taking into account modern achievements and developments after 2015. The study is based on the analysis of dendrochronological data from key regions of Northern Eurasia, where the impact of ozone changes on woody vegetation is most pronounced. Subjects. Pinus sibirica (Siberian cedar), Picea obovata (Siberian spruce), Larix cajanderi (Cajander larch), Pinus sylvestris (common pine). Geographical regions: Altai (50–52° n.l., 85–90° e.l.), Siberia (60–65°n.l., 90–105° e.l.), Ural Meridian (50–70° n.l., 60° e.l.). Methods. Dendrochronological method, singular spectral analysis, econometric methods of time series analysis, data mining, simulation modeling. Results. A comprehensive analysis of the problems of metrological support for stratospheric ozone reconstruction based on dendrochronological data led to the following results. The effectiveness of dendrochronological indicators such as the width of annual rings and maximum density of late wood significantly correlate with instrumental data on ozone content (r= –0,7 and p<0,01). This confirms their suitability for quantitative reconstructions. The advantage of multi-proxy approaches, consisting in the integration of parameters, such as the width of the annual ring, the maximum density of the ring, as well as climatic indicators with measurement data of similar parameters by other methods, can significantly improve the accuracy of reconstructions. The coefficient of determination (R2) increases from 0.64 to 0.78, and the total uncertainty decreases by 29%, from 16.1 to 11.4 DU. The main contribution to the total uncertainty is made by model (40%) and calibration (28%) factors. The instrumental errors in measuring the total ozone content are significantly lower than the modeling error and amount to less than 5% Текстовый файл |
| Jezik: | ruski |
| Izdano: |
2026
|
| Teme: | |
| Online pristup: | bulletin_tpu-2026-v337-i01-09.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/1/5307 |
| Format: | Elektronički Poglavlje knjige |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=685101 |