Однако чрезвычайная сложность почв и недостаточная изученность механизмов многих почвенных процессов сдерживают развитие этой группы моделей. Теоретическое моделирование относится к исследованиям фундаментального характера.
Полуэмпирические модели. В основе полуэмпирических моделей также как и теоретических лежат хорошо установленные законы функционирования сложных природных систем и прежде всего законы сохранения вещества и энергии. Но, как правило, на основе только балансовых отношений (законов сохранения) не удается построить замкнутую математическую модель сложной природной системы, так как не достаточно изучены механизмы многих происходящих в ней процессов, всегда остается неопределенным ряд величин. Для их определения приходится собирать эмпирическую информацию и обрабатывать ее методами математической статистики. Поэтому модели этой группы и получили название полуэмпирических. Следует подчеркнуть, что аппарат математической статистики широко используется не только при построении эмпирических моделей, но и при разработке полуэмпирических моделей особенно на этапе идентификации.
Полуэмпирические модели в зависимости от задач, ставящихся при их построении, существенно отличаются друг от друга по исходным предпосылкам, степени детализации описания процессов и по объему используемой информации. Тем не менее в основе всех моделей рассматриваемой группе лежит система разностных или дифференциальных уравнений, которая может быть представлена в виде:
где Х(t)={x1(t), x2(t)…xn(t)} - множество переменных состояния модели; V(t)={v1(t), v2(t)…vn(t)} - множество внешних переменных модели, характеризующих состояние окружающей среды; А = {a1 …an} - множество параметров модели; F = {f1 …fn} - множество функций, описывающих отклик системы на внешнее воздействие.
Важнейшей характеристикой почвы является ее целостность. Математическое отражение этого явления заключается, в том, что уравнение динамики каждой переменной состояния записывается с учетом всех существенных воздействий на нее как со стороны внешних переменных, так и переменных состояния, а также в том, что уравнения для всех переменных состояния решаются совместно как взаимосвязанная система уравнений.
Система дифференциальных уравнений позволяет отразить такие свойства как динамичность и нелинейность. Кроме того, согласно ей влияние текущих условий среды на переменные состояния определяется функцией 
, аргументом которой служат не только текущие значения множества V , характеризующего состояние окружающей среды, но и текущие значения множества Х, описывающего состояние самой системы. Эти значения как раз и являются интегралом от прошлых внешних воздействий на систему. Следовательно, система уравнений отражает инерционность почвы.
Таким образом, приведенные выше замечания позволяют заключить, что система уравнений способна отражать специфические особенности почвы как объекта моделирования.
Полуэмпирические модели широко используются в почвоведении. Их построение открывает возможность, исходя из поставленной цели, объединить наши знания о системе-оригинале в единое целое, перевести их на единый математический язык и использовать при решении различных задач.
Особенности охраны окружающей среды и экологической безопасности на железнодорожном транспорте
Транспортный комплекс, включающий в себя автомобильный, морской,
внутренний водный, железнодорожный и авиационный виды транспорта, - один из
крупнейших загрязнителей окружающей среды. Основн ...
Микроорганизмы как индикаторы загрязнения окружающей среды
Почва является продуктом жизнедеятельности микроорганизмов, которые
осуществляют процесс ее формирования, самоочищения, круговорота веществ (азота,
углерода, серы и др.) в природе. Основные ...
Расчет платежей за потребление природных ресурсов в условиях предприятия по добыче огнеупорной глины открытым способом разработки
Задача:
определить затраты на использование природных ресурсов и возмещение ущерба
окружающей среде предприятиями по добыче полезных ископаемых открытым способом
разработки.
Исходные
да ...