Исследована динамика временных рядов концентраций загрязняющих веществ в атмосфере и гидросфере (на примере окиси азота и сернистого ангидрида в атмосфере г. Гданьск и хлорированных углеводородов в устьевой зоне р. Дунай и северо-западной части Черного моря). Показано, что в исследуемых временных рядах имеет место низкоразмерный хаос.

Отмечено, что метод нелинейного прогноза применяется к временным рядам концентраций пыли на двух постах г. Одесса. Восстановлен спектр размерностей Ляпунова и на его основе рассчитаны размерность Каплана-Йорка и энтропия Колмогорова, которая обратно пропорциональна пределу предсказуемости. Показано, что даже простая методика построения модели дает удовлетворительные результаты прогноза.

Метод нелинейного прогноза применен к временным рядам концентраций двуокиси азота и сернистого ангидрида на двух постах Гданьского региона. Восстановлен спектр размерностей Ляпунова и на его основании рассчитаны размерность Калана - Йорка и энтропия Колмогорова, которая обратно пропорциональна пределу предсказуемости. Показано, что даже простая методика построения модели дает удовлетворительные результаты прогноза.

Рассмотрены современные методические подходы к оценке антропогенной нагрузки на воздушный бассейн города. Изложены результаты конструктивного анализа моделей пограничного слоя при разных стратификациях атмосферы. Раскрыты основные положения теории потенциала атмосферной вентиляции промышленного города. Разработаны численный метод и алгоритм моделирования воздушных потоков над городом. Раскрыты возможности применения теории плоского комплексного поля для расчета циркуляции воздушных масс в промышленном городе. Описана модель воздухообмена между городом и его периферией, рассмотрены резонансные эффекты в вентиляции конвективными токами вовлечения. Проанализированы результаты численных экспериментов расчета потенцила вентиляции и функции тока. Даны методы идентификации хаотических режимов во временных рядах и анализа их статистических характеристик. Проведено исследование и дана оценка загрязнения воздушного бассейна промышленного города на примере Одессы. Разработаны методики определения наличия хаоса и краткосрочного прогноза концентраций загрязняющих веществ в атмосфере.

Приведены результаты компьютерных экспериментов на основе новой микросистемной технологии "GeoMath" по моделированию глобальных механизмов в атмосферных низкочастотных процессах, оценке баланса углового момента Земли и эффектов телеконнекции, а также УКВ радиоволноводам.

Приведены результаты компьютерных экспериментов на основе новой микросистемной технологии "GeoMath" по моделированию глобальных механизмов в атмосферных низкочастотных процессах, оценке баланса углового момента Земли, эффектов телеконнекции, а также параметров атмосферных радиоволноводов.

Разработаны теоретические основы новой микросистемной технологии "GeoMath" для моделирования глобальных механизмов атмосферных процессов, баланса углового момента Земли, эффекта телеконнекции и параметров атмосферных радиоволноводов.

На основе метода корреляционной размерности и алгоритма Гросбергера-Прокаччи выполнен анализ временных рядов концентраций атмосферной пыли на двух постах г. Одесса и рассчитан спектр корреляционных размерностей, доказывающие наличие хаоса. Полученные численные оценки согласуются с данными по спектру размерностей Ляпунова, размерности Калана-Йорка и энтропии Колмогорова.

Проаналізовано підхід щодо моделювання властивостей полів забруднення повітряного басейну на прикладі м. Одеси і Гданського регіону (Польща). Наведено результати вимірів концентрацій основних забруднюючих повітряний басейн міста речовин - діоксиду сірки, діоксиду азоту, оксиду вуглецю і пилу та метрологічних параметрів за 27-річний період часу. Визначено динаміку рівня забруднення повітряного басейну м. Одеси за 27-річний період часу і просторовий розподіл домішок по території міста. Висвітлено поля фонових концентрацій основних забруднювальних речовин у повітряному басейні м. Одеси від сукупності стаціонарних джерел викидів шкідливих речовин з урахуванням різних напрямків повітряних переносів. Запропоновано підхід щодо аналізу та прогнозування антропогенного впливу на повітряний басейн промислового міста, що базується на положеннях теорії хаосу. Зазначено, що, незважаючи на загальний спад промислової діяльності за вказаний період часу, антропогенне навантаження на повітряний басейн в цілому залишається несприятливим і за більшістю забруднювальних речовин має місце перевищення норм гранично допустимих концентрацій.

Изложены элементы нестационарной теории глобальных механизмов в атмосферных низкочастотных процессах, баланса углового момента Земли, эффектов телеконнекции, а также атмосферных радиоволноводов, изучаемые на основе новой микросистемной технологии "GeoMath".

Надано загальну характеристику екологічного стану атмосфери по областях і промислових містах України та проведено аналіз ступеню забруднення повітряного басейну промислових міст шкідливими речовинами, який свідчать про загострення проблеми його санітарної охорони.

На основі методу теорії хаосу, зокрема, схеми кореляційної розмірності, алгоритму Гросбергера-Прокаччі, виконано аналіз часових рядів концентрацій діоксиду азоту у м. Гдиня (Гданський регіон) і розраховано спектр кореляційних розмірностей, що підтверджує наявність відповідного хаосу. Одержані числові оцінки узгоджуються з даними за спектром розмірностей Ляпунова, розмірності Калана-Йорка й ентропії Колмогорова. Надано оцінку ліміту передбачуваності методу короткострокового прогнозу.

На основе мультифрактального формализма с использованием алгоритма Грассбергера - Прокаччиа выполнен мультифрактальный анализ временных рядов индексов Арктического, Антарктического и Южного колебаний.

В задачах моделювання процесів поширення щкідливих домішок в атмосфері промислових міст та прогнозування еволюційної динаміки зроблено якісний огляд нових концептуальних підходів, що базується на основі положень теорії хаосу, теорії динамічних систем, фрактальній геометрії, аналізі показників Ляпунова та інших. Стисло охарактеризовано основні ідеї перелічених підходів з акцентом на аналіз часових рядів концентрацій шкідливих речовин в атмосфері, а також надано аналіз, який показує, що хаотичний режим часової еволюції характеристик детерміністичних динамічних систем, зокрема, прикладних екологічних систем, є, по суті, нелінійним явищем, який не можливо описати на основі класично лінійних регулярно-динамічних моделей.

Проаналізовано сучасну систему екологічного оподаткування господарської діяльності в Україні, пов'язаної з впливом на стан навколишнього природного середовища, що надало можливість виокремити певні суперечності та узагальнити проблеми її функціонування, а також запропоновано напрями її реформування відповідно до світового досвіду з огляду на практику країн Європейського Союзу та особливостей стану вітчизняної економіки.

Роботу присвячено створенню автоматизованих систем моніторингу рівня води у відкритих водоймах, призначених головним чином для контролю і запобігання повеням у випадку стихійних екстремальних природних явищ. Існуючі на цей час протипаводкові системи побудовані на застарілих принципах і морально застарілих технічних засобах і не надають змогу своєчасно оцінити реальну катастрофічну небезпеку повеней. Запропоновано нові принципи побудови автоматизованої системи моніторингу водних басейнів на основі сучасних досягнень інформаційних систем високого рівня з використанням пристроїв, за допомогою яких можна одержувати в режимі on-line точний сигнал рівня води із застосуванням лазерних методів, сучасних методів обробки сигналів і систем передачі даних на значні відстані. Для побудови системи використано оригінальні науково-технічні рішення, захищені патентами. Для автоматизованої системи моніторингу з метою практичного їх застосування в широких масштабах територій, в тому числі таких, що охоплюють прикордонні території сусідніх держав, використано конкретні практичні дані гідрометеорологічних умов за тривалий період спостережень відповідними службами з надзвичайних ситуацій України та Республіки Білорусь з вимірювальних станцій (гідрометеорологічних постів). В кінцевому підсумку застосування цієї системи надає змогу від лазерних рівнемірів по каналах стільникового зв'язку через вимірювальні модулі передавати по каналах Інтернету на базову станцію з подальшою візуалізацією і документуванням результатів вимірювань рівня води, динаміки його зміни приймати своєчасні обгрунтовані управлінські рішення щодо запобігання паводковим катастрофам. Завдяки принципам і технічним рішенням, на яких базується система, її можна використовувати і для інших цілей, зокрема, як геоінформаційну систему для моніторингу коливань земної поверхні на великих площах, для стеження за зсувними процесами гірських масивів тощо.

В останні два десятиліття доволі успішно впроваджуються різні математичні та кібернетичні підходи до розв'язання географічних і екологічних задач. Зазначено, що екологічна динамічна система є нелінійною, та з застосуванням лінійних методів аналізу, перетворення Фур'є та інших не завжди можна одержати задовільний результат, як у разі лінійної системи. Пов'язане це з тим, що процеси, які призводять до хаотичного режиму, є фундаментально багатовимірними. Саме ці обставини характерні для динаміки розподілу шкідливих домішок у повітряному басейні промислового міста. Розглянуто розвиток поглибленого вдосконаленого аналізу, моделювання та прогнозування часової динаміки концентрацій речовин, що забруднюють атмосферу, для конкретних індустріальних міст. Запропоновано новий метод аналізу та прогнозування структури полів концентрацій інгредієнтів в атмосфері промислового міста, що грунтується на положеннях теорії хаосу. Для аналізу використано дані щогодинних спостережень за концентрацією діоксиду азоту на постах моніторингу Гданського регіону - Гдиня і Сопот (Польща) впродовж року. На підставі аналізу емпіричних даних щодо концентрацій забруднювальних речовин у повітряному басейні виявлено стохастичні особливості та ефект хаосу в динаміці й структурі часових рядів концентрацій домішок. Наведені результати можна вважати прикладом цілком задовільного короткострокового прогнозу концентрацій забруднювальних речовин в атмосфері. Метод нелінійного прогнозу досить добре працює, якщо концентрації цих речовин збільшуються. Усі тенденції до такого збільшення виявлено під час прогнозування, що надає змогу використовувати метод як альтернативу традиційним методам.