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模拟人口和人口增加的污染对降雨量的影响。 (英语) Zbl 1497.86001号

概述:在世界范围内,人口不断增加,这扩大了环境中污染物的水平。污染物影响人口以及环境生态,包括降雨。在这里,我们建立了一个包含常微分方程的数学模型,以了解人口和人口造成的污染对降雨动力学的影响。在建模过程中,假设人口密度的增加会增加污染物的浓度;然而,降低了云滴的形成速度。还假设污染物对人口有负面影响,并影响降雨量。讨论了所有平衡的可行性及其稳定性。此外,为了捕捉环境随机性的影响,还通过加入白噪声项对该模型进行了分析。对于所提出的随机模型,我们建立了全局正解的存在唯一性。研究还表明,该系统具有唯一的平稳分布,并有一定的限制。模型分析表明,由于大气环境中污染物的人为排放,降雨量可能减少或增加。最后,为了验证分析结果,进行了数值模拟。

MSC公司:

86-08 地球物理问题的计算方法
86A32型 地质统计学
62页第12页 统计在环境和相关主题中的应用
86-10 地球物理相关问题的数学建模或模拟
37号40 最优化和经济学中的动力系统
92D40型 生态学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] L.Arnold,随机微分方程:理论与应用纽约威利出版社(1972年)。
[2] N.Dalal;D.格林哈尔;X.Mao,艾滋病毒内部动力学的随机模型,J.Math。分析。申请。,341, 1084-1101 (2008) ·Zbl 1132.92015年 ·doi:10.1016/j.jmaa.2007.11.005
[3] B.杜比;A.S.Narayanan,工业化、人口和污染对可再生资源的影响建模,非线性分析。真实世界应用。,11, 2833-2848 (2010) ·Zbl 1197.34071号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2009.10.007
[4] J.Fan,L.R.Leung,Z.Li,H.Morrison,H.Chen,Y.Zhou,Y.Qian和Y.Wang,气溶胶对中国东部云和降水的影响:来自箱子和体积微物理的结果,地球物理研究杂志,117(2012),D00K36。
[5] J.A.福利;R.DeFries;G.P.Asner;C.巴福德;G.博南;S.T.Carpenter;R.K.Snyder,《土地利用的全球后果》,《科学》,309,570-574(2005)
[6] R.Z.Hasminskii,微分方程中的随机稳定性,in力学与分析,单声道。文本b。机械。《固体流体》,7,Sijthoff&Noordhoff,Alphen aan den Rijn,荷兰,1980年·Zbl 0441.60060号
[7] D.J.Higham,随机微分方程数值模拟算法介绍,SIAM Rev.,43,525-546(2001)·Zbl 0979.65007号 ·doi:10.1137/S0036144500378302
[8] Z.Huang;Q.Yang;J.Cao,热气体与云滴和雨滴相互作用的随机模型,非线性分析。真实世界应用。,12, 203-214 (2011) ·Zbl 1209.34054号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2010.06.008
[9] V.Jha,W.R.Cotton,G.G.Carrió和R.Walko,作为云核气溶胶的灰尘和气溶胶污染对科罗拉多河流域地形降水影响的敏感性研究,气象学进展,(2018),3041893。
[10] C.季;D.Jiang。,随机SIR模型的阈值行为,应用。数学。型号。,38, 5067-5079 (2014) ·Zbl 1428.92109号 ·doi:10.1016/j.apm.2014.03.037
[11] 江建华,苏宏,黄立,王毅,马西,赵本山,奥马尔和王中,不同类型气溶胶对深对流云的对比影响,自然通信, 9 (2018).
[12] K.拉塔;A.K.Misra,林业资源对降雨量的影响:确定性和随机模型,应用数学模型。,81, 673-689 (2020) ·Zbl 1481.86013号 ·doi:10.1016/j.apm.2020.01.009
[13] S.Li和S.Wang,捕食者疾病和Beddington-DeAngelis功能反应的随机捕食-被捕食模型分析,差分方程研究进展,224(2015年)·Zbl 1422.92118号
[14] X·毛,随机微分方程及其应用,霍伍德,纽约,1997年·Zbl 0892.60057号
[15] 十、毛;G.马里恩;E.Renshaw,环境布朗噪声抑制种群动力学中的爆炸,随机过程应用。,97, 95-110 (2002) ·Zbl 1058.60046号 ·doi:10.1016/S0304-4149(01)00126-0
[16] A.K.Misra;K.Lata,时间延迟对森林生物量保护的影响建模,混沌解分形。,46, 1-11 (2013) ·Zbl 1258.92041号
[17] A.K.Misra;A.Tripathi,使用气溶胶制造人工降雨的随机模型,Physica A.,505,1113-1126(2018)·Zbl 1514.86011号 ·doi:10.1016/j.physa.2018.04.054
[18] A.K.Misra和A.Tripathi。,气溶胶模拟降雨模型的随机稳定性,物理A。, 527 (2019), 121337. ·兹伯利07568338
[19] B.G.Pachpatte,《关于Gronwall-Bellman不等式的注释》,J.Math Ana。申请。,44, 758-762 (1973) ·Zbl 0274.45011号 ·doi:10.1016/0022-247X(73)90014-0
[20] 污染与健康指标:全球、地区和国家,2019年12月分析。可从以下位置获得:https://gahp.net/wp-content/uploads/2019/12/PollutionandHealthMetrics-final-12_18_2019.pdf
[21] Y.Qian、D.Gong、J.Fan、L.R.Leung、R.Bennartz、D.Chen和W.Wang,《中国重污染抑制小雨:观测和建模》,地球物理研究杂志,114(2009),D00K02。
[22] D.Rosenfeld,《城市和工业空气污染抑制雨雪》,《科学》,2871793-1796(2000)
[23] D.Rosenfeld和W.Woodley,污染和云, 14 (2001), 33.,
[24] D.罗森菲尔德;U.Lohmann;G.B.拉加;C.D.O.Dowd;M.Kulmala;S.Fuzzi;A.Reissell;安德烈,洪水还是干旱:气溶胶如何影响降水?,《科学》,3211309-1313(2008)
[25] J.B.Shukla;M.Verma;A.K.Misra,《全球变暖对海平面上升的影响:模拟研究》,Ecol。复杂。,32, 99-110 (2017)
[26] J.B.Shukla;A.K.Misra;R.Naresh;P.Chandra,人工降雨是如何产生的?数学模型,非线性分析。真实世界应用。,11, 2659-2668 (2010) ·Zbl 1402.86012号
[27] J.B.Shukla;S.Sundar;A.K.Misra;R.Naresh,气溶胶对增加缺水地区降雨量的影响建模,Meteorol。大气。物理。,120157-163(2013)
[28] S.Sundar;R.K.Sharma,《气溶胶在降雨强度较小地区增加降雨量的作用:模拟研究》,计算。经济。软质。,3, 1-8 (2013)
[29] S.Sundar;R.Naresh;A.K.Misra;J.B.Shukla,研究热气体与云滴和雨滴相互作用的非线性数学模型,应用数学模型。,33, 3015-3024 (2009) ·兹比尔1205.76232 ·doi:10.1016/j.apm.2008.10.032
[30] R.K.Upadhyay;R.D.Parshad;K.Antwi-Fordjour;E.Quansah;S.Kumari,具有相互干扰和猎物防御的随机捕食者-猎物模型的全局动力学,J.Appl。数学。计算。,60, 169-190 (2019) ·Zbl 1431.92125号 ·doi:10.1007/s12190-018-1207-7
[31] Y.Wang;王先生;R.Zhang;S.J.Ghan;Y.Lin;胡锦涛;B.盘;M.利维;姜建华;M.J.Molina,使用多尺度全球气候模型评估人为气溶胶对太平洋风暴路径的影响,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,111,6894-6899(2014)
[32] B.P.Yadav、A.K.Das、K.V.Singh和S.K.Manik,印度降雨量统计-(2017年). http://www.imd.gov.in。,
[33] C.Zhao,X.Tie和Y.Lin,华中东部降水减少和气溶胶增加的可能正反馈,地球物理研究通讯,33(2006),L11814。
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