1.4. Геоэкологические процессы и ряды наблюдений

Из данных, полученных в результате экспериментов наблюдений, объединенных по какому либо признаку, конструируются ряды наблюдений.

Ряд наблюдений - последовательность данных наблюдений или каких либо других сведений, характеризующих данный объект во времени и /или в пространстве.

Ряды наблюдений могут быть первичными и вторичными.

Первичный ряд – ряд данных непосредственных наблюдений за теми или иными процессами

Вторичный ряд – ряд данных, полученный на основе обработки первичного ряда данных наблюдений.

Деление рядов на первичные и вторичные во многом условно, так как в зависимости от имеющихся приборов и принятой методики наблюдений или измерений те же самые данные могут составлять и первичный и вторичный ряд. Так влажность воздуха может измеряться непосредственно, например, с помощью гигрографов. В этом случае ряд данных является первичным. Те же самые данные, полученные расчетом по данным наблюдений с помощью психрометров (сухой и смоченный термометр) являются вторичными.

Ряды наблюдений могут быть дискретными или непрерывными. Например, запись уровней воды самописцем дает непрерывный ряд наблюдений. Аналогичные ряды наблюдений могут быть получены при непрерывной записи и по другим процессам. Однако чаще значения уровней наблюдаются на простейших уровнемерных устройствах в конкретные сроки, например, ежедневно в 8 и в 20 часов. Временной ряд, составленный из таких наблюдений, называется дискретным.

Для практических расчетов непрерывные ряды обычно дискретизируются (квантуются). Это делается для удобства обработки и анализа. При этом используются два метода дискретизации: по равномерным интервалам или по характерным точкам.

Наблюдения могут производиться через равные интервалы времени. Такие дискретные ряды называются эквидистантными. Наблюдения могу производиться и не через равные интервалы. Такие дискретные ряды называются неэквидистантными.

Ряды наблюдений могут быть временными, пространственными и пространственно – временными.

Ряды наблюдений обычно обозначают заглавной латинской буквой X, Y, или Z, и т.д…. В этих обозначениях X представляет всю последовательность значений ряда Х, Y ­ всю последовательность значений ряда У. Отдельные значения каждого ряда обозначаются соответствующими строчными буквами с опущенным индексом. Например первое значение ряда Х – х₁ , второе значение – х₂ , и т.д; любое i –ое значение ­ х_i , где i может изменяться от 1 до n, n – число членов ряда. В соответствии с этими обозначениями значения ряда Х можно представить в следующем виде

х₁, х₂, …, х_n ,

а отдельные значения ряда

х_i , (i = 1, 2, …, n)

Данные в рядах наблюдений могут представляться в различном виде, чаще всего в цифровом и реже в символьном обозначении. Например , концентрация загрязняющих веществ в реке , может задаваться в количестве миллиграмм на литр воды, а влажность почвы в символьном обозначении

Следует отметить, что в геоэкологии используются ряды наблюдений над разнообразными объектами окружающей среды. Эти ряды имеют различную продолжительность периода и частоту наблюдений. Так при анализе уровней загрязнения окружающей среды следует иметь в виду, что по большинству городов и промышленных зон материалы наблюдений, как правило, освещают только период установившейся урбанизации. Так, в пределах г. Санкт-Петербурга регулярные наблюдения за химическим составом речного стока начались в основном лишь в период с 1959 по 1969 год.

Кроме того, материалы наблюдений за факторами формирования окружающей среды во многих случаях, являются неоднородными во времени. Так, если в первые годы наблюдений за качественными характеристиками окружающей среды отбор проб и определение концентраций загрязняющих веществ или их характеристик проводились 4 раза в год, то затем 7 раз, а с 1989 г. 12 раз в год. Естественно, что эти обстоятельства в значительной степени затрудняют ретроспективный анализ возможных средних годовых и экстремальных годовых значений, так и анализ тенденций изменения качества воды во времени..

Следует также отметить, что определение химических и других веществ в пробах воды обычно определяется с достаточной для анализа точностью. Однако сами по себе пробы воды в некоторых случаях являются нерепрезентативными, то есть не отражают действительное содержание химических веществ в реке или водоеме.