Структура, план, и формы реализации лекционных и семинарских занятии

Однако система уравнений, описывающая функционирование биосферы даже в ее простейшем варианте, столь сложна, что непосредственное использование математических методов (то есть теории динамических систем) представляется крайне сложным. Поэтому пока что единственным эффективным способом анализа может служить эксперимент с компьютерными моделями, имитирующими динамику биосферы.

В 70-х годах группа исследователей (преимущественно из Академии наук СССР) начала систематическое изучение биосферы как единой комплексной системы. Такое исследование возможно только с помощью компьютерной модели, поскольку никаких реальных экспериментов с биосферой человек себе позволить не может. Неожиданно созданная нами вычислительная система пригодилась для вполне практической задачи.

Летом 1983 года мы провели в Вычислительном центре Академии наук СССР серию расчетов на завершенной к этому времени компьютерной модели, имитирующей функционирование биосферы. Наша вычислительная система объединила модели атмосферной и океанической циркуляции с моделью биоты (точнее — углеродного цикла) и энергетикой биосферы (потоки солнечной радиации, образование облаков, выпадение снега и т.д.). Мы поставили своей задачей количественную проверку гипотезы К.Сагана о возможной ядерной зиме и ядерной ночи после крупномасштабного обмена ударами водородными бомбами. Замечу, что к этому времени наша система моделей была единственной системой, способной проделать необходимые расчеты. Результаты этих расчетов докладывались на конгрессе в Вашингтоне 1 ноября 1983 года и хорошо известны: они подтвердили гипотезу и дали первые количественные оценки эффекту ядерной зимы.

В дальнейшем, в течение 80-х годов мы провели десятки экспериментов с нашей компьютерной системой. Нас интересовали те конечные состояния биосферы, те квазиравновесные состояния, которыми завершится тот или иной эпизод крупномасштабного воздействия человека на биосферу. Результаты, которые мы получали, заставляли задумываться и строить разнообразные гипотезы.

Во всех тех случаях, когда интенсивность воздействия превосходила некоторый порог (энергия воздействия порядка 2-3 тысяч мегатонн), биосфера никогда не возвращалась в исходное состояние или даже похожее на исходное. Совершенно иной становилась циркуляция атмосферы, менялась структура океанических течений, структура осадков и, конечно, распределение температур, а значит, и распределение биоты (если она сохранится после катаклизма). Другими словами, Земля после столь мощного воздействия переставала быть похожей на ту Землю, которую мы знаем в четвертичном периоде. И эта новая Земля уже не могла служить ойкуменой человечества: биота сохранится очень обедненной и самое главное без людей!

Замечу, что такая качественная перестройка вовсе не требует крупномасштабной ядерной войны: порог устойчивости и переход в новое качественное состояние мог произойти и в результате незначительных, но постоянно действующих возмущений, что и представляется особенно опасным. Эти результаты невольно отсылают нас к идеям синергетики. По-видимому, биосфера может иметь несколько совершенно различных квазистационарных режимов, другими словами, — целый ряд различных аттракторов. И не исключено, что тот процесс эволюции биоты, который привел к появлению homo sapiens, мог быть осуществлен только в окрестности одного из аттракторов. Переход в окрестность другого аттрактора исключит возможность разумной жизни на планете.

Похожие статьи:

Определение целей обучения при использовании информационных технологий
Для того чтобы использовать информационные технологии на уроках иностранного языка на старшем этапе, прежде всего, следует определить цели, которые необходимо поставить. Изучив материал, мы выяснили, что этими целями могут быть следующие: ― включение материалов сети в содержание урока (интегрировать их в программу обучения); ― самостоятельный поиск информации учащимися в рамках работы ...

Основные характеристики игры как ведущей деятельности и формы организации жизни детей дошкольного возраста
Ведущая деятельность - это деятельность, с развитием которой происходят главные изменения в психике ребенка и внутри которой развиваются психические процессы, подготавливающие ребенка к новой, высшей ступени своего развития. Общеизвестно, что всем этим признакам отвечает игровая деятельность. Она создает зону ближайшего развития и сама выступает как источник развития. Л.С. Выготский подчеркивал & ...