Новый метод описания вихревых ковариационных экологических данных

Предложены основы оригинальной теории квазивоспроизводимых экспериментов (КВЭ), основанной на проверяемой гипотезе о наличии существенной корреляции (памяти) между последовательными измерениями. На основе этой гипотезы, которую авторы для краткости определяют как верифицируемый принцип частичной корреляции (ВПЧК), можно доказать, что существует универсальная подгоночная функция (УПФ) для квазивоспроизводимых (КВ) измерений. Другими словами, существуют некая общая платформа или «мост», на котором, образно говоря, «встречаются» истинная теория (претендующая на описание данных из первых принципов или проверяемых моделей) и эксперимент, предлагающий эту теорию для проверки измеренных данных, максимально «очищенных» от влияния неконтролируемых факторов и аппаратно-программной функции. Фактически предлагаемая теория дает потенциальному исследователю способ очистки исходных данных и в конечном итоге предлагает подгоночную кривую, которая описывает данные, является периодической и очищенной от набора неконтролируемых факторов. Окончательная подгоночная кривая соответствует идеальному эксперименту.


Предложенная теория была проверена на вихревых ковариационных экологических данных по количеству/балансу CH4, CO2 и паров воды H2O в атмосфере, где расположены соответствующие детекторы для измерения содержания искомых газов.


Для этих проверенных данных вихревой ковариации, связанных с наличием в атмосфере двух газов CH4, CO2 и паров H2O, не существует простой гипотезы, содержащей минимальное число подгоночных параметров, и, следовательно, подгоночная функция, следующая из этой теории, может служить единственным и надежным средством количественного описания такого рода данных, принадлежащих сложной системе. Следует также отметить, что окончательная подгоночная функция, очищенная от неконтролируемых факторов, становится периодической и соответствует идеальному эксперименту.


Обсуждены приложения этой теории, ее место среди других альтернативных подходов (особенно затрагивающих профессиональные интересы экологов) и её дальнейшее развитие.

квазивоспроизводимые эксперименты, сложные системы, верифицируемый принцип частичной корреляции, универсальная подгоночная функция, квазипериодические измерения, квазивоспроизводимые измерения, эффекты памяти, вихревая ковариация

1. Nigmatullin R., Rakhmatullin R. Detection of quasi-periodic processes in repeated-measurements: New approach for the fitting and clusterization of different data // Communications of Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2014. V. 19. P. 4080–4093.

2. Khamzin A.A., Nigmatullin R.R. and Machado J.T. Detection of quasi-periodic processes in complex systems: how do we quantitatively describe their properties? // Physica Scripta. 2014. V. 89. P. 11.

3. Nigmatullin R.R., Osokin S.I., Al-Amri S., Azam A., Baleanu D., Memic A. The First Observation of Memory Effects in the InfraRed (FT-IR) Measurements: Do Successive Measurements Remember Each Other? // PLoS ONE, Open access journal. 2014. April 9 (4) e94305.

4. Nigmatullin R.R., Osokin S.I., Rakhmatullin R.M. How to reduce reproducible measurements to an ideal experiment? // Magnetic Resonance in Solids, Electronic Journal. 2014. V. 16 (2). P. 1–19.

5. Nigmatullin R.R., Striccoli D., Zhang W. General theory of experiment containing reproducible data: The reduction to an ideal experiment // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2015. V. 27. P. 175–192.

6. Kuczma M. A servey of the theory of functional equations. Publikacije Elektrotehnickog Fakulteta Univerziteta u Beogradu (Publications de La Faculted'electrotechniquede L'universitea Belgrade), 1964. V. 130. P. 1–64.

7. Litvinov A.A., Nigmatullin R.R., Osokin S.I. Quasi-reproducible experiments: Universal fitting function for quantitative description of complex systems data // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2024. V. 45. No. 8. P. 3956–3971. DOI: 10.1134/S1995080224604739.