Применение нейронных сетей в восстановлении профиля концентрации озона

Авторы
Файлы

Суханов А.Я. Суханов Д.Я. Статья в формате PDF 102 KB В лидарном зондировании для восстановления вертикального распределения концентрации газа из оптических параметров применяют методы сплайн функций, метод регуляризации Тихонова, метод оптимальной параметризации. Данные методы не всегда позволяют восстанавливать с достаточной точностью профиль концентрации в тропосфере, и не позволяют вести обработку данных в рутинном режиме.

В работе предлагается новый подход, основанный на применении нейронных сетей, который для решения обратных задач лазерного зондирования ранее не применялся. Возможность его использования обусловлена тем, что за последние годы создано достаточное количество моделей атмосферы, рассчитано множество профилей концентраций газа, температуры, аэрозоля.

Опишем решение данной задачи с помощью нейронной сети.

В качестве нейронной сети используется полносвязная нейронная сеть, состоящая из двух слоев. Входами для данной сети служат вертикальные профили оптической толщи, а выходами служат вертикальные профили концентрации газа, приведенные к одной и той же высотной сетке. Число входов каждого нейрона сети равно числу элементов в высотной сетке.

Для обучения нейронной сети были взяты вертикальные профили концентрации озона и профили температуры с радиозондовых станций Хэнтсвилл и Хэлей-Бэй.

Значения молекулярной и аэрозольной составляющих толщи рассчитывались из модельных представлений о состоянии атмосферы и одинаковы для всех профилей концентрации.

Для того чтобы сеть могла восстанавливать концентрацию газа в тропосфере по стратосферным оптическим данным, на основе созданных обучающих пар «оптическая толща-профиль концентрации», создавались дополнительные обучающие пары, в которых профиль концентрации оставался прежним, а оптические толщи для тропосферных высот приравнивались -1, последовательно для высот [h1], [h1, h2], ..., [h1, hm]. Всего m пар для каждого профиля концентрации, где hm - начало стратосферных высот. Все обучающие выборки приводились к интервалу [0,1].

Для реализации описанного метода была создана программа, позволяющая обучать нейронную сеть методом обратного распространения ошибки и проверять ее работу на данных, не входящих в выборку обучения. Для этого берется профиль концентрации озона, моделируется оптическая толща и нейронной сетью восстанавливается профиль концентрации озона. Полученные сетью значения сравниваются с модельными значениями, затем вычисляется ошибка работы сети.

Ошибка восстановления в тропосфере концентрации озона для случая восстановления по стратосферным оптическим данным увеличивается на 1-3%, что связано с меньшей информативностью во входных данных.

СПЕКТРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА БИОРИТМОВ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА В ОНТОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 142 KB...

23 03 2026 5:41:12

ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕОРИЙ ПРОЧНОСТИ

Статья в формате PDF 103 KB...

22 03 2026 3:46:58

ФОРМИРОВАНИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПРИРОДНОГО КОМПЛЕКСА УРБОЛАНДШАФТОВ В УСЛОВИЯХ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА

Статья в формате PDF 102 KB...

21 03 2026 16:52:58

ХАРАКТЕРИСТИКА КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА У БОЛЬНЫХ ДОБРОКАЧЕСТВЕННОЙ И ЗЛОКАЧЕСТВЕННОЙ ГИПЕРПЛАЗИЕЙ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОРФОМЕТРИИ И ЦВЕТОВОГО ДОППЛЕРОВСКОГО КАРТИРОВАНИЯ

Статья в формате PDF 120 KB...

20 03 2026 8:10:13

ПРИЧИНЫ АКТУАЛЬНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕНОМЕНА УСПЕХА В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДИРИЖЕРОВ

Статья в формате PDF 161 KB...

19 03 2026 1:27:23

КОРРЕКЦИЯ МИКРОФЛОРЫ ТОЛСТОЙ КИШКИ У ДЕТЕЙ С АНОРЕКТАЛЬНЫМИ ПОРОКАМИ РАЗВИТИЯ В ПРЕД- И ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДАХ

Статья в формате PDF 111 KB...

18 03 2026 15:19:27

ЖИЗНЬ ЭТО...

«Что такое жизнь?» Этот вопрос занимает человечество с древнейших времён. Многие философы и естествоиспытатели пытались и пытаются разрешить этот вопрос, определить жизнь как явление. Существует множество определений жизни, но, несмотря на это, среди них нет ни одного, который бы наиболее полно отразил основной принцип существования жизни, её сущность. В предлагаемой вашему вниманию статье сделана ещё одна попытка объяснения феномена жизни. Её основная идея: Жизнь - это самовоспроизводящийся катализатор диссипации энергии. Что касается самовоспроизведения, то здесь всё более или менее понятно, а вот словосочетание «катализатор диссипации» требует некоторых разъяснений. Диссипация - термин, обозначающий рассеяние энергии, т.е. её переход с потенциально более высокого уровня на более низкий - тепловой уровень. В свете рассматриваемого определения жизни подразумевается, что энергия квантов солнечного света, которые могут стрaнcтвовать в космосе «бесконечно», будучи поглощенной растениями поэтапно диссипатируется, в процессах жизнедеятельности и формирования собственных структур последовательными участниками пищевой цепи (растение - травоядное - хищник - падальщики), в тепловое излучение. Таким образом, живое вещество, многократно ускоряя процесс диссипации энергии солнечных квантов в тепловое излучение, играет в нем роль специфического катализатора. Далее рассматривается ряд важных следствий, вытекающих из данного определения. ...

17 03 2026 12:57:50

СОН КАК ФОРМА ЗАПАСА ЭНЕРГИИ

Статья в формате PDF 145 KB...

16 03 2026 3:59:53

КАМЕРНО-ВОКАЛЬНАЯ МУЗЫКА ВЕНСКИХ КЛАССИКОВ: К ПРОБЛЕМЕ ГЕНЕЗИСА И ЭВОЛЮЦИИ ЖАНРА

Статья в формате PDF 120 KB...

15 03 2026 14:10:22

Шестой этап обращения куфического дирхема, финансовый кризис на Днепро-Деснинском и Поокском денежных рынках, проблема исчезновения монет сасанидского типа (825-849 гг.)

Статья в формате PDF 263 KB...

14 03 2026 12:39:43

РЕАБИЛИТАЦИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ ГЛАЗ В САНАТОРНО-КУРОРТНОЙ ПРАКТИКЕ

Статья в формате PDF 238 KB...

13 03 2026 2:48:26

МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАЧИ ВИРУСА КРАСНУХИ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭМБРИОН ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 245 KB...

12 03 2026 13:11:50

ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗУЧЕНИЯ ЦИТОКИНОВОГО СТАТУСА ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ БРУЦЕЛЛЕЗЕ

Статья в формате PDF 111 KB...

11 03 2026 3:13:42

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОСВОЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ БАССЕЙНА РЕКИ УЛУГ-ХЕМ (ТУВА)

Статья в формате PDF 351 KB...

10 03 2026 14:35:23

ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ПРИМЕРЕ МАРТЕНОВСКОГО ЦЕХА ОАО «ВМЗ»

Статья в формате PDF 87 KB...

09 03 2026 7:24:50

ОСТРЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ЭТИОЛОГИИ В Г. РЯЗАНИ

Статья в формате PDF 269 KB...

08 03 2026 17:24:47

СИНДРОМ ЖИЛЬБЕРА

Статья в формате PDF 300 KB...

07 03 2026 5:30:53

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СОДЕРЖАНИЯ НА РОСТ РЕМОНТНЫХ ТЁЛОК

Статья в формате PDF 116 KB...

06 03 2026 5:44:16

НОВЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ, ЛЕЧЕНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ КОКСАРТРОЗА И ОСТЕОПОРОЗА

Статья в формате PDF 121 KB...

05 03 2026 12:33:23

О ПРИРОДНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ РАЗМЕЩЕНИЯ ТОРФЯНЫХ РЕСУРСОВ В СОСТАВЕ ПРИРОДНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Предложен ландшафтный метод районирования торфяных месторождений. Проведен геосистемный анализ и дана хаpaктеристика торфяных ресурсов. ...

04 03 2026 10:41:48

УПРУГО-ЭЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОСУДИСТОЙ СТЕНКИ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА

Статья в формате PDF 284 KB...

03 03 2026 21:14:23

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ НА ПРИМЕРЕ ОАО «ВМЗ»

Статья в формате PDF 99 KB...

02 03 2026 13:14:11

СОТРУДНИЧЕСТВО ОАО «ГНЦ НИИАР» С УНИВЕРСИТЕТАМИ УЛЬЯНОВСКОЙ ОБЛАСТИ И РЕГИОНА «СРЕДНЯЯ ВОЛГА» В ВОПРОСАХ ПОДГОТОВКИ НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КАДРОВ

Статья в формате PDF 498 KB...

01 03 2026 10:46:46

НАПРАВЛЕНИЯ РЕФОРМИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖБЮДЖЕТНЫХ ОТНОШЕНИЙ НА РЕГИОНАЛЬНОМ И МЕСТНОМ УРОВНЕ

Статья в формате PDF 136 KB...

28 02 2026 5:17:23

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ

Статья в формате PDF 164 KB...

27 02 2026 19:28:25

АДАПТАЦИЯ СТУДЕНТОВ В ВУЗЕ ПРИ ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ СИСТЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 194 KB...

26 02 2026 10:42:23

КОРРЕКЦИЯ ВЫПАДЕНИЯ ВЛАГАЛИЩА ПОСЛЕ ГИСТЕРЭКТОМИИ НА ФОНЕ СИНДРОМА ОПУЩЕНИЯ ПРОМЕЖНОСТИ

Статья в формате PDF 141 KB...

25 02 2026 8:53:13

Эффективность низкоинтенсивного лазерного излучения при острых кишечных инфекциях у детей

Статья в формате PDF 104 KB...

24 02 2026 21:32:26

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ТУРИЗМА В ТУРИСТСКО-РЕКРЕАЦИОННОЙ ОСОБОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЗОНЕ

Статья в формате PDF 137 KB...

23 02 2026 23:56:27

АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ БАНКРОТСТВ

Статья в формате PDF 319 KB...

22 02 2026 0:56:50

ВОЗМОЖНОСТИ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ПРОРЫВА В РОССИИ ЧЕРЕЗ ИННОВАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГИБКОГО РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

Статья в формате PDF 135 KB...

21 02 2026 18:43:47

ПРИМЕНЕНИЕ НХТО-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ СТАЛЕЙ

Статья в формате PDF 127 KB...

20 02 2026 5:50:28

АУТОИММУННЫЕ ПРОЦЕССЫ У БОЛЬНЫХ С РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ ХРОНИЧЕСКОГО БРУЦЕЛЛЕЗА

Статья в формате PDF 105 KB...

19 02 2026 9:20:13

ДИНАМИКА ПАРАМЕТРОВ НАДПОЧЕЧНИКОВ ЧЕЛОВЕКА ПРИ СТАРЕНИИ ПО ДАННЫМ РЕНТГЕН КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ

Методом рентген-компьютерной томографии изучены надпочечники 248 мужчин и 203 женщин зрелого (41 – 60 лет), пожилого (61 – 75 лет) и старческого возрастов (76 и более лет). Установлено, что как форма, так и динамика инволюции надпочечников человека проявляют изменчивость и пoлoвoй диморфизм. Выявлена преимущественная возрастная элиминация субъектов с L-формами надпочечников. Полученные результаты можно интерпретировать в пользу предположения о значительной стабильности макропараметров и наличии высокой морфофункциональной устойчивости надпочечников. ...