5 Результаты компьютерного моделирования

В данной работе приведены первые результаты моделирования биосферных процессов. Уравнения биосферы взяты из книги \cite{Кра1}, но в этой книги практически нет ни одного коэффициента. Поэтому все коэффициенты необходимо было выбирать самостоятельно. Единственное, что можно было взять из этой книги --- это приблизительные значения компонент системы, с помощью которых выбирались начальные данные и порядок коэффициентов.

Скептик может сказать, что можно взять любые коэффициенты и получить все, что угодно. Но я могу его огорчить. Дело в том, что каждый коэффициент имеет свое предназначение, и его величина варьируется в определенном интервале, обуславливая те или иные особенности местности. Но иметь совершенно любые значения коэффициент не может. А задача моделирования заключается в том, чтобы отыскать эти значения коэффициентов. Я не могу сказать, что значения всех коэффициентов в этой работе выбраны правильно. Думая, что работа над этим будет продолжаться, но уже на данном этапе получены интересные результаты.

5.1 Лесная растительность

Моделирование биосферы Земли проводилось без деления территории на регионы (геобиоценозы). Значения подсистем выбирались как средние значения по всем регионам. Например, плотность лесной растительности равная $2500 т/км^2$ означает среднюю плотность по всем лесным регионам суши, общей площадью в $40 млн.км^2$. Скажем в тайге эта плотность составляет $20000 т/км^2$, а в редколесье $200 т/км^2$. Поэтому в дальнейшем необходимо будет разделить территорию на регионы с различной плотностью, учитывая различия в динамике развития.

На рис.1 приведена кривая развития подсистемы Лесной растительности. Судя по этой кривой, с началом роста населения (рис.3) увеличивается потребление продукции лесной растительности и, соответственно, падает ее плотность. Кроме того, с ростом населения увеличиваются объемы загрязнений (рис.8) и замутненность атмосферы (рис.15), что тоже снижает объемы роста лесной растительности. Но в районе 400 лет происходит надлом в процессе снижения плотности лесной растительности. Этот надлом обусловлен изменением политики общества по отношению к природе (пп.3.2.6, 3.2.7). В этот момент меняется позиция общества в вопросе восстановления минеральных ресурсов и переработки загрязнений (рис.8,15) --- увеличивается количество средств выделяемых на восстановление ресурсов и уменьшается стоимость работ по переработке загрязнений. Помимо этих факторов, на увеличение лесной растительности после 600 лет оказывают, и увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере (рис.12), и повышение глобальной температуры Земли (рис.16), и увеличение количества осадков (рис.17). Влияние всех этих факторов описаны дифференциальным уравнением для подсистемы лесной растительности (п.3.2.1), а приведенные результаты расчетов подтверждают это.