Беляева И.В., Шеремет Н.Г.
Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів. Збірник доповідей 11 всеукраїнської наукової конференції аспірантів та студентів.
Донецкая область относится к наиболее экологически напряженным регионам Украины. Она находится на первом месте по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такая ситуация обусловлена большой концентрированностью крупных промышленных предприятий. В регионе их около 2000, при чем в городе Донецке - около 200. Основными загрязняющими атмосферный воздух веществами являются диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды, сероводород, аммиак, фенол, бенз(а)пирен и др.
В связи с тяжелым экологическим состоянием в нашем регионе важным является контроль концентраций загрязняющих веществ и прогнозирование состояния воздушного бассейна в будущем. Эти знания позволят рационально подходить к вопросу размещения новых предприятий в городе, позволят разрабатывать наиболее эффективные мероприятия по уменьшению уровня загрязнения атмосферного воздуха.
Анализ состояния окружающего воздуха был проведен по данным семи постов, расположенных в г. Донецке. В результате этого анализа было установлено, что воздух в Ворошиловском районе города Донецка является наиболее загрязненным.
На изменение концентраций загрязняющих веществ в значительной степени влияют неблагоприятные метеоусловия. Рядом авторов были выведены различные регрессионные уравнения, связывающих концентрацию загрязняющего вещества с такими предикторами, как скорость ветра, приземные инверсии, температура воздуха, частота повторяемости туманов, слабых ветров. На основании этих уравнений проводили прогноз концентраций загрязняющих веществ. Эти прогнозы иногда имели невысокую воспроизводимость результатов.
Нами впервые было предложено провести обработку и прогноз концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) по теории временных рядов, т.к. концентрации (ЗВ) изменяются как в пространстве, так и во времени и подвергаются влиянию многих случайных процессов . Концентрации ЗВ, занесенные в ряд, в зависимости от дня года составляют временной ряд, который является стационарным случайным процессом. Для анализа был выбран временной ряд концентраций диоксида азота по данным 2000 года.
Предварительная проверка данных показала отсутствие тренда, т.е. числовой последовательности, элементы которой вычисляются по определенному уравнению, как функция времени t. Анализ коррелограммы позволил установить, что данный временной ряд является стационарным, т.е. среднее значение концентрации не меняется во времени. Поскольку автокорреляционная функция этого ряда отличается от нуля даже при больших лагах,временной ряд был описан с помощью модели авторегрессии первого порядка. Анализ данных проводился с помощью пакета программ статистической обработки STATGRAFICS с предварительным сглаживанием данных методами скользящего среднего. Для полученного ряда были определены коэффициенты уравнения авторегрессии по модели Бокса-Дженкинса и сделан прогноз по кон-центрации диоксида азота на 24 дня. Уравнение авторегрессии имеет следующий вид:
C(t-1) - предыдущее значение уравнения авторегрессии.