Таяние снега произойдет раньше

У меня есть старое развлечение — соревнуюсь с метеорологами в составлении долгосрочных прогнозов. Желательно на предстоящий сезон, а лучше на год. Свои прогнозы я составляю по проверенной методике: в половине случаев говорю обратное (если прошлая зима была теплая, то эта будет холодная), а в другой половине выдаю рандомный результат от балды. Судя по тому, что счет в этой игре равный, у метеорологов методы не лучше.

Да и как они могут быть лучше если речь идет о системе с детерминированным хаосом?

Снял небольшой видосик с главной информацией, которую надо знать о долгосрочных прогнозах погоды. Пруф на цитаты прилагаю:https://govoritmoskva.ru/news/257394/

Перколяция в роутинге

Оказывается, если ложиться спать не после рассвета, а в семь вечера, то просыпаться в пять утра значительно легче. А еще, оказывается, что среди докладов и статей о картографии, почти не упоминается теория перколяции. Но если о первом можно догадаться, хотя-бы теоретически, причины второго мне совершенно не ясны.

Теория перколяции занимается вопросами перетекания субстанций разной природы по разветвленной сети каналов. Например, она отвечает на вопрос о минимальном количестве заблокированных участков дорог, при котором построение маршрута из восточной части города в западную становится невозможным. Или, в случае картографии, помогает оценить зависимость качества роутинга от связности графа дорог.

Никогда не поверю, что на развитии алгоритма Дейкстры все остановилось. В чем причина? В иной терминологии? В специфике задач? Или может, реальность такова, что любая разновидность модели Шкловского — де Жена оказывается бесполезной? Даже если так, все-равно кого-то должна была соблазнить идея рассматривать построение связного графа в качестве фазового перехода.

Тема безгранична для теории и практики картографов-урбанистов. Особенно, если представить дорожную сеть как набор ламинарных и хаотических участков. Введя ограничение на максимальную протяженность маршрута, вы получите области в которых небольшое отклонение от маршрута ведет к невозможности его завершения. Значит можно рассчитать размерность Хаусдорфа-Безиковича для фазового пространства дорожной сети. Я только не понимаю, что такая размерность будет означать и как ее рассчитывать. Но это все-равно интереснее инструкции по установке графхоппера.

Мысль о структурах

Мысль о структурах

Разглядывал старый снимок, невесть когда сделанный зимой из вертолета. На снимке пойма реки в Западной Сибири, уже и не помню какой (если кто подскажет — буду благодарен). Но дело даже не в снимке и не в реке.

Размышляя о различиях в структурных формах, образованных аллювиальными, делювиальными, пролювиальными, элювиальными и прочими процессами неизбежно вспоминаешь похожие визуальные образы. Это наталкивает на главный вопрос: возможно ли встретить среди устойчивых структур любую произвольную комбинацию элементов? Или даже больше: как связана динамика системы с ее структурой?

Нет, я не о гистограммах Шноля говорю. Это исследование удивительно и вызывает массу сомнений, особенно в части объяснения. Я скорее предполагаю, что в природной среде существуют структуры, устойчивость которых не зависит от их физической природы. Это может быть русло реки, ветвь дерева, сосулька, трещина — все что угодно, но при наличии определенной формы можно заранее предсказать дальнейшую динамику этой структуры. Нечто вроде планера из клеточного автомата Конвея.

Если подойти более практично, то вопрос можно рассмотреть в области дешифрирования спутниковых снимков. Очевидно, что рядом с произвольно выбранным пикселем можно встретить пиксель произвольной яркости. Но если мы возьмем больший охват, верно ли будет утверждение о том, что какую бы область на снимке мы не взяли, в ней всегда существует ненулевая вероятность встретить произвольную комбинацию пикселей? На первый взгляд ответ очевиден — конечно да, может быть какая угодно комбинация. Но если вдуматься, это утверждение равносильно мысли о том, что открыв свежий Сентинель вы прочитаете на нем свое имя и рассказ про то, как с велосипеда упали.

И потом, разве не указывает мысль о равной вероятности появления любой структуры на хаос в системе? С другой стороны, я давно шучу о том, что любое значение яркости пикселя следует воспринимать вероятностно, подобно атомной орбитали. Все потому, что разглядывая пиксель самого свежего снимка вы уже влияете на актуальное значение яркости. Незначительно влияете, но в нашем мире детерминированного хаоса размер вообще значения не имеет.

Тут мысль переключается на алеатику и размышления Б.В. Гнеденко о природе вероятности, но пожалуй все это необходимо жестко пресечь. Тем более, только что вспомнил: этот снимок я сделал в ванной после того как лодку мыл.

Кассовый героизм

Кассовый героизм

Не перестаю восхищаться нашим талантом упустить любую возможность. Помните бесконечную рекламу краснодарского чая во время Олимпиады в Сочи? Или туристов в небольших городах-сателлитах во время футбольного чемпионата? Вот и я о том же. И это крупные, государственные примеры. О мелких страшно говорить. В 2030 году не останется человека, который хоть раз бы не возжелал вернуться в нынешний год и воспользоваться шансом.

Как следствие, все наши герои — герои последнего часа. Когда ситуация уже настолько критическая, что нужно с оторванными ногами и руками ползти до порванного провода и замыкать контакты зубами. Кто сейчас помнит Сергея Сотникова? С гранатой под танк почетно, а день за днем выполнять рутинную работу — это удел ветеранов МРОТ. Хотя нет более героической работы, чем смотритель маяка. Или метеоролог на ТДС. Или сотрудник архива. Список можете сами продолжить.

Сегодня главные герои — медики. Я не умаляю важности работы врача, но почему никто не скажет про электриков, которые меняют лампочки в тех же палатах? А уборщицы? Сантехники? Механики на производстве медицинских ГАЗелей? Каждый выполняет свою работу: нет работ более важных и менее важных. Подметая в парикмахерской вы спасаете не меньше жизней, чем врач в заразном боксе. Если, конечно подметаете с должной тщательностью.

Кто-то скажет, что я несу бред. Возьмем, например, безголосую певичку. Ну какая она героиня? Но вы только представьте, скольким дальнобойщикам она дала силы не заснуть за рулем. Возможно, вы кривитесь от очередной мелодии про расстегнутый лифчик не понимая, что она уже несколько раз спасала вам жизнь.

Повседневный труд незаметен и порой кажется лишенным смысла. Но всегда наступает ситуация, когда результаты этого труда критически важны. Да что там труда, периодически даже от сказанной вслух глупой мысли зависят судьбы людей. Говорю как знаток детерминированного хаоса, странных аттракторов и теории катастроф Рене Тома.

Можно было бы этим гордиться и себя успокаивать, но талант наш безграничен. Тысячи людей сейчас занимаются вопросами культуры, этнографии, социального поведения, психологии, маркетинга, дизайна. Но никто, в момент пандемии, когда без тряпки на голове водки нельзя купить, никто не задался вопросом: сколько людей в супермаркетах облизывают палец для того, что-бы раскрыть этот чертов пакет. Потому что на него хоть плюй, хоть дуй, хоть три — все бесполезно.

К слову об источниках русловой динамики степных рек с малым течением

В наш просвещенный век каждый знает о таком явлении, как меандрирование рек. Чем сильнее изгибается русло, тем выше разность скоростей течения воды у берегов. По внешнему радиусу водный поток движется быстрее, соответственно там быстрее проистекают процессы эрозии еще более изгибая направление русла и повышая разность скоростей водного потока. Это, если хотите, прекрасный пример системы с положительной обратной связью.

Принято считать, что самой наглядной демонстрацией меандр являются космические снимки. Например, как вот этот мапбоксовский снимок реки Аксай:
aksaj

В действительности, ничего не может продемонстрировать суть меандрирования реки лучше, чем сплав по ней в солнечную погоду. Вот солнце слева от вас, а нет уже справа, нет, опять слева, нет сзади, да нет же, справа, хотя постойте, вот прямо по курсу светит… Сплавляясь весной по этой реке, я не мог не обратить свое внимание на особенности русловой динамики и даже имею кое-что сообщить вам по этому поводу.

Гидрологическая наука в лице А. Ю. Сидорчука (статья «Главные формы речных русел: меандры и разветвления«) утверждает, что: «Первоначальный изгиб русла появляется за счет гидродинамической неустойчивости прямолинейного потока». Утверждение настолько тривиальное, что создается ощущение, будто автор пытается уйти от вопроса первопричины образования изгиба водотока. В чем механика процесса зарождения изгиба, господа? Не развития, подчеркиваю, а именно изгиба? Если принять за истину, что в основе всего стоит «гидродинамическая неустойчивость», то следует признать, что такой неустойчивости присуще странное свойство сохранения ассиметричной структуры на время, достаточное, для появления разности скоростей течения, а это согласитесь, едва ли возможно.

Конечно-же, причины зарождения изгиба русла кроются не в самом водном потоке, но в связи водного потока и его русла. Неоднородности русла влияют на неоднородность потока и наоборот — это неразрывное целое. И с этой точки зрения прямолинейное русло есть система, напряженность которой прямо пропорциональна длине русла. В какой-то момент напряженность достигает максимума и линейная динамика сменяется хаотической в лучших традициях теории катастроф Рене Тома. В это сингулярное время, поводом к началу изгиба реки может быть все что угодно.

Но, хватит теории. Сплавляясь по Аксаю, я с интересом отметил, что во многих случаях, причиной появления разности скоростей водного потока у противоположных берегов являются упавшие стволы деревьев:
img_3042

Растущие по берегам деревья (большей частью тополя) падают неизменно в воду, поскольку крона их неравномерно развита и значительно более массивна с открытой стороны, обращенной к воде. Упав, дерево может достаточно долго оставаться прикрепленным корнями к субстрату, при этом замедляя течение и аккумулируя перед собой плывущие ветви и водоросли.
img_3039

Накопленный, благодаря колебаниям уровня воды ил, вкупе с разлагающимся субстратом древесины создает достаточные условия для произрастания трав, а в редких случаях даже кустарников:
img_3044

Но что еще интереснее — на реках с малым течением, коим является и Мертвый Аксай в его верховьях, основной причиной падения деревьев в воду становится не подмывание почвы, хотя таковое тоже имеет место, а банальный ветровал. В связи с этим, наиболее сильная дифференциация скорости водного потока происходит на участках реки с узкими береговыми полосами леса или множеством отдельно стоящих деревьев. Большие лесные массивы вдоль берегов служат достаточным барьером против ветра — плыть по этим участкам почти не составляет труда: топляков и коряг весьма немного. Участки же с редкостойными насаждениями по берегам исключительно труднопроходимы для лодки и порой представляют серьезную опасность для экспедитора.

Это наблюдение веско показывает, что зная инициатор какого-либо естественного процесса и руководствуясь разумным представлением о механике природных явлений мы с успехом можем решать исключительно практические проблемы, к коим несомненно относится и прокладка экспедиционных маршрутов.