prosdo.ru
добавить свой файл
1




ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №1


Первое домашнее задание у нас будет посвящено теме связи строения и динамики литосферы – твердой внешней оболочки Земли, на которой мы живем. Эта оболочка постоянно подвергается деформациям. Теоретически и практически самое важное из их проявлений – землетрясения.

Для объяснения сил, приводящих в движение литосферу и вызывающих землетрясения, в настоящее время выдвигаются две альтернативные концепции.

Согласно первой точки зрения, почти общепринятой, причина динамики литосферы заключается в перемещении литосферных плит, которые нарастают благодаря подъему мантийного вещества в зонах спрединга (раздвига), приуроченных к осевой части срединных океанических хребтов, отходят от места рождения и, сталкиваясь, со временем поглощаются в зонах субдукции. Скорости образования и разрушения плит уравновешены, что обеспечивает постоянство объема планеты. Движение литосферных плит обусловлено конвекцией в мантии Земли, т.е. обязано своим существованием громадным круговоротам вещества. В таком случае, по определению, конвекция – процесс стохастический (случайный).

В соответствии со второй концепцией, тектонические явления (а также вулканизм) есть следствие увеличения объема Земли, которое протекает неравномерно и сопряжено с изменениями скорости вращения планеты. Теория расширяющейся Земли принимает во внимание факты возникновения земной коры в зонах спрединга, считая его процессом детерминированным.

Наша сегодняшняя задача – выяснение познавательной силы двух концепций. Мы можем их оценить, сравнивая результаты соответствующих прогнозов по периоду, ситуация в котором уже известна. Нужно предварительно заметить, что все известные способы прогнозирования сводятся, в сущности, к экстраполяции. Нам предстоит определить, каков может быть уровень сейсмической активности на Земле в период 2000-2010 гг., исходя из того, что мы имеем ряд по числу землетрясений с магнитудой ≥5 за период 1980-1999 гг.


Первая подгруппа

Для тех студентов, кто входит в первую подгруппу, задача формулируется так: даны 20 значений сейсмической активности; требуется построить график колебаний сейсмической активности по годам, чтобы с помощью линейного тренда найти средние значения показателя в 2000-2010 гг. Линейный тренд мы выбираем как самый простой и адекватный инструмент.

Для решения задачи используем таблицу:

Год

Число

1980

1425

1981

1315

1982

1380

1983

1720

1984

1596

1985

1604

1986

1627

1987

1459

1988

1559

1989

1490

1990

1650

1991

1487

1992

1559


1993

1381

1994

1691

1995

1465

1996

1146

1997

1085

1998

978

1999

1208

2000




2001




2002




2003




2004




2005




2006




2007




2008




2009




2010


Источник: расчет по данным IRIS (http://www.iris.edu/SeismiQuery/sq-events.htm)


Строим график, затем кликаем курсором по любому значению и проводим линию тренда. У нас должна получиться такая картинка:



Рис. 1. Изменение числа землетрясений и линейный тренд


C графика снимаем среднее значение показателя на прогнозируемый период и записываем ответ.

Вторая подгруппа

Для тех студентов, кто входит во вторую подгруппу, задача формулируется несколько иначе: даны 20 значений сейсмической активности; требуется связать колебания сейсмической активности со скоростью вращения Земли, чтобы учтя прогноз ее изменения на период 2000-2010 гг., найти будущие средние значения рассматриваемого показателя. В соответствии с прогнозом, средняя угловая скорость вращения Земли в период 2000-2010 гг. ожидается в пределах 150,1-151,2 прад./с.

Для решения задачи используем таблицу:



Год

Скорость

Число

1980

149,53

1425

1981

149,64

1315

1982

149,64

1380

1983

149,54

1720

1984

150,18


1596

1985

150,24

1604

1986

150,43

1627

1987

150,32

1459

1988

150,35

1559

1989

150,18

1490

1990

149,83

1650

1991

149,75

1487

1992

149,59

1559

1993

149,47

1381

1994

149,64

1691

1995

149,52

1465

1996

149,92

1146

1997

149,91

1085

1998


150,31

978

1999

150,63

1208

Источник: расчет по данным IRIS (http://www.iris.edu/SeismiQuery/sq-events.htm) и IERS

(http://www.iers.org/nn_10968/IERS/EN/DataProducts/EarthOrientationData) с дополнениями автора


Поскольку ожидается, что средняя скорость вращения Земли превысит 150,1 прад./с, проранжируем наш ряд по нисходящей, для чего нажимаем кнопку Я→А. У нас получится ряд:

Скорость

Число

150,63

1208

150,43

1627

150,35

1559

150,32

1459

150,31

978

150,24

1604

150,18

1596

150,18

1490

149,92

1146


149,91

1085

149,83

1650

149,75

1487

149,64

1315

149,64

1380

149,64

1691

149,59

1559

149,54

1720

149,53

1425

149,52

1465

149,47

1381


Определяем среднее из восьми верхних цифр (соответствующих скорости >150,1), записываем ответ.

На занятии мы установим, чей результат оказался ближе к действительности и, главное, какой подход позволяет лучше уловить тренды.

А.Ю.Ретеюм