Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Электромагнитные поля при гидрометеорологических процессах и оценка их влияния на отдельные виды гидробионтов

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Электромагнитные поля при гидрометеорологических процессах и оценка их влияния на отдельные виды гидробионтов"

На правах рукописи УДК 551.46

ргк ОД 1 7 ИЮ П 2003

ЗИМИН АЛЕКСЕЙ ВАДИМОВИЧ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ПРИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ВИДЫ ГИДРОБИОНТОВ

Специальность: 11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург - 2000

Работа выполнена в Российском государственном гидрометеорологическом университете (РГГМУ)

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор И.А. Степанюк

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Л.И. Дивинский; доктор биологических наук, профессор И.А. Шпарковский

Ведущая организация: факультет географии и геоэкологии

Санкт-Петербургского государственного университета

Защита состоится июня 2000 г. в час, -^мин. на заседании

диссертационного совета К 063.19.02 при Российском государственном гидрометеорологическом университете (корпус П) по адресу: 195196, Санкт-Петербург, пр. Металлистов, д. 3, РГГМУ. Отзывы на автореферат просьба отправлять по адресу: 195196, Санкт-Петербург, пр. Малоохтинский, д. 98, РГГМУ.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке РГГМУ.

Автореферат разослан" мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

ЕШ. /, о

Р ь¿zJ . П

ел

В.Г. Гутниченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

При экологическом мониторинге окружающей среды в настоящее зремя наибольшее внимание уделяется, как правило, гидрофизическим и шмическим факторам и практически не учитываются >лектрофизические факторы. Хотя в последние годы установлено, что хтественные электромагнитные поля (ЕЭМП) в крайне низкочастотном КНЧ) диапазоне воспринимаются некоторыми видами гидробионтов и *меют для них большое информационное значение. Предположительная >бласть использования водными организмами этих полей может быть тредставлена следующим образом:

а) восприятие полей биологического происхождения для }нутривидовой и межвидовой коммуникации, поиска добычи и «бегания хищников;

б) восприятие полей геофизического происхождения для тространственной ориентации, а также получения оперативной и 1рогностической информации о биологически опасных гидрометеорологических процессах.

Согласно современным представлениям ЕЭМП геофизического троисхождения содержат информацию о внутренней структуре троцессов, которые их вызывают, и связаны с такими явлениями погоды сак прохождение циклональных образований, атмосферных фронтов, сонвективной облачности, выпадение ливневых осадков и т. д. Зосприятие этих ЕЭМП позволяет гидробионтам корректировать свое юведение при изменяющейся гидрометеорологической ситуации.

Следует отметить, что наряду с естественными в прибрежных зайонах формируются антропогенные электромагнитные поля, гапряженность которых может в сотни раз превышать естественные.

Несомненно, что влиянйе антропогенных электромагнитных полей на биоценозы, может оказаться пагубным, если не учитывать особенности восприятия ЭМП гидробнонтами.

В последнее время значительными темпами развиваются технологии аквакультуры. Среди выращиваемых объектов широкое распространение получили карповые рыбы, раки и форель. Ввиду высокой стоимости кормов в системах аквакультуры первостепенное значение приобретают задачи оптимизации режимов кормления. Учет электромагнитных факторов в этих задачах представляется весьма перспективным. Таким образом, весьма актуальным является исследование закономерностей формирования естественных электромагнитных полей и их воздействия на принципиально различные виды водных организмов. При этом наибольший интерес представляют особенности восприятия ЕЭМП гидробнонтами прибрежной зоны, как наиболее чувствительными к изменчивости гидрометеорологических условий.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является установление закономерностей формирования естественных электромагнитных полей при биологически важных гидрометеорологических процессах и выявление особенностей восприятия этих полей отдельными видами гидробионтов прибрежных зон, в том числе - гидробнонтами систем аквакультуры.

Поставленная цель определила следующие задачи исследования:

• изучение взаимосвязи между статистическими характеристиками естественных электромагнитных полей, возбуждаемых биологически важными гидрометеорологическими

процессами, и внутренней структурой этих процессов, а также закономерностями их развития;

• изучение особенностей восприятия гидробионтами прибрежных зон вариаций электромагнитных полей на различных частотах КНЧ-диапазона;

• выявление реакций гидробионтов на вариации электромагнитных полей, соответствующих биологически важным изменениям гидрометеорологических условий.

Методы исследования.

Для решения поставленных задач были использованы:

• экспериментально-физический метод, заключающийся в получении экспериментальных данных о вариациях ЕЭМП с помощью специально разработанных измерительных средств и сопоставлении этих данных с фактической гидрометеорологической информацией;

• метод физического моделирования, заключающийся в создании искусственных вариации электрических и магнитных полей в условиях специально разработанных установок и воздействие этими вариациями на исследуемые виды гидробионтов;

Научная новизна.

• выявлены закономерности формирования вариаций гстественных электромагнитных полей в частотном диапазоне 7-8 Гц, эбусловленные приближением и прохождением циклонов и одиночных фронтальных разделов, а также - выпадением осадков;

• установлены взаимосвязи структуры ЕЭМП, возбуждаемых при конвективных процессах в атмосфере, с характеристиками и структурой этих процессов;

• разработана методика регистрации характеристик ЕЭМП с помощью специально созданных измерительных средств в условиях промышленных помех;

• установлены частотные характеристики электро- и магниточувствительносги у исследовавшихся прибрежных гидробионтов, перспективных как объекты аквакультуры;

• выявлены закономерности реакций исследованных гидробионтов на воздействие электромагнитным полем, эквивалентным биологически важным изменениям гидрометеорологических условий.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась:

• надежным периодическим контролем метрологических характеристик разработанных измерительных средств при получении экспериментальных данных по вариациям ЕЭМП;

• использованием современных методов статистической обработки результатов при установлении закономерностей вариаций ЕЭМП и их взаимосвязей с гидрометеорологическими процессами;

• сравнением получаемых результатов со статистически достоверными контрольными (фоновыми) характеристиками при изучении чувствительности и поведенческих реакций гидробионтов в условиях воздействия ЭМП

Практическая значимость работы.

Результаты работы могут быть использованы:

•при экологическом мониторинге водоемов;

•при совершенствовании технологий аквакультуры;

•при создании специальных методов получения гидрометеорологической информации в подводных условиях, например,

с помощью автономных подводных станций на морях с ледяным покровом;

•в учебном процессе РГТМУ в рамках спецкурсов по экологии и морским технологиям.

Апробация результатов работы.

Основные результаты работы докладывались на: 1,11,IV Международных семинарах "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей" (Кандалакша, 1996, 1997, 1999 г.г.); Всероссийской конференции "Атмосфера и здоровье человека" (Санкт-Петербург, 1997 г.); XI Всероссийской конференция по промысловой океанологии (Калининград, 1999г.); Четвертой Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов (Санкт-Петербург, 1999 г.); Конференции молодых ученых национальных гидрометслужб стран СНГ (Москва, 1999 г.), сессиях Ученого Совета РГГМУ (1998, 1999, 2000 г.г.).

Внедрение результатов работы.

Результаты работы внедрены в учебный процесс РГТМУ в рамках курса "Морские технологии" (программа 1999 г.) и использованы в рамках госбюджетной НИР "Разработка средств и методов океанологического эксперимента и морских технологий и экспериментальное изучение воздействия электромагнитных полей на биологические и физико-химические объекты."

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 14 тезисов докладов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Общий объем работы составляет 130 страниц, включая 49 рисунков и 9 таблиц. Список использованной литературы содержит 74 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи исследования, обоснованы использованные методы исследования, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе диссертации изложены источники возбуждения и характер вариаций геомагнитного поля Земли и резонансного электромагнитного поля полости Земля-ионосфера, закономерности проникновения этих полей в водную среду и их экологическая роль. Описаны механизмы формирования крайне низкочастотных электромагнитных полей при гидрометеорологических процессах и возможности восприятия этих полей гидробионтами. Рассмотрены частотные характеристики электро- и магниточувствительности водных организмов и поведенческие реакции гидробионтов при моделировании электромагнитных полей биологически опасных процессов.

В соответствии с выполненным обзором выделены следующие экологически значимые функции восприятия ЕЭМП, используемые гидробионтами:

* получение оперативной информации о среде обитания;

* нормирование внутренней ритмики ("биологические часы");

* получение прогностической информации о приближающихся биологически опасных гидрометеорологических явлениях.

При этом отмечена особая экологическая роль возмущений ЕЭМП на частотах шумановских резонансов (7-8 Гц), соответствующих основной моде резонатора Земля - ионосфера. Эта роль связывается с выявленными у некоторых гидробионтов оптимумами чувствительности к ЭМП на этих частотах. Восприятие этих полей позволяет водным организмам корректировать свое поведение при изменяющейся гидрометеорологической ситуации.

Таким образом, показана весомость экологической роли ЕЭМП среди других абиотических факторов. Особенно важно то, что у исследовавшихся гидробионтов выявлены чрезвычайно низкие пороги восприятия ЕЭМП. Это означает, что даже очень слабые техногенные нарушения ЭМП могут вызывать реакции биоценозов, причем, эти реакции в настоящее время пока не прогнозируемы.

Однако, изученность взаимосвязей структуры ЕЭМП и характеристик, порождающих их гидрометеорологических процессов, а также реакций гидробионтов на изменчивость этих полей, в анализируемой литературе оказалась далеко неполной, а по ряду направлений - лишь обозначенной в виде предположений.

Решение этих физико-экологических задач требовало проведения экспериментальных исследований для:

- выявления информационных свойств ЕЭМП, возбуждаемых при гидрометеорологических процессах, опасных для водных организмов;

- оценки влияния электромагнитных полей КНЧ-диапазона на неизученные в этом отношении виды гидробионтов.

Вторая глава посвящена проведенным исследованиям электромагнитных полей крайне низкочастотного диапазона, возбуждаемых при гидрометеорологических процессах.

Для экспериментальных исследований в условиях крупного города был создан специальный измерительный комплекс с системой фильтрации помех различного происхождения и отдельной системой контроля его метрологических характеристик. Он позволял определять магнитную составляющую напряженности поля с погрешностью не хуже ±0,1 нТл в диапазоне 6-8 Гц.

В ходе использования измерительного комплекса была разработана методика регистрации характеристик ЕЭМП в условиях сильных промышленных помех.

С помощью этого комплекса с июня 1998г. по февраль 1999г в условиях Санкт-Петербурга производились непрерывная регистрация естественных электромагнитных полей.

Для изучения статистических характеристик регистрируемых полей производилась оцифровка данных, при этом ряды значений включали два параметра: средний уровень сигнала и дисперсия сигнала.

В целях рассмотрения связи вариаций ЕЭМП с турбулентными процессами в атмосфере:

•производилась оценка влияния турбулентных процессов в отдельных слоях атмосферы на характер регистрируемых вариаций поля;

•исследовались ситуации формирования ЕЭМП в отсутствие облачности при турбулентности ясного неба;

•анализировались особенности статистических характеристик ЕЭМП при различных условиях конвекции.

Исследования производились при синоптических ситуациях, обусловленных влиянием антициклона, гребня или малоградиентного барического поля.

Анализ результатов экспериментов позволил установить, взаимосвязи параметров ЭМП, возбуждаемых при конвективных

процессах в атмосфере, с характеристиками и структурой этих процессов:

•получены статистически достоверные моменты распределения ЕЭМП при конвективной облачности;

•показана возможность регистрации в отсутствии облаков ЕЭМП, связанных с турбулентностью при ясном небе, и получены статистические характеристики поля;

•установлено, что максимальные коэффициенты корреляции в условиях ясного неба получаются между градиентом скорости ветра в слое 700-500 гПа и размахам вариации среднего уровня сигнала - (0,80), в условиях кучевой облачности - между градиентом температуры в слое 925-850 гПа и максимумом функции спектральной плотности - ( - 0,91).

•показана возможность получения информации о турбулентных процессах в атмосфере, в подводных условиях.

Кроме того, в качестве источника информации о протекающем биологически значимом процессе могут рассматриваться ЕЭМП, возникающие при выпадении осадков.

В результате проведенных специальных экспериментов впервые были получены статистические моменты распределения вариаций ЕЭМП при осадках; показано, что значения этих моментов для сильно разнесенных во времени событий ("ливневой дождь") близки между собой, т.е. совокупность статистических моментов может рассматриваться как некоторая обобщенная характеристика наличия события ("дождя"); и, вероятно, может использоваться гидробионтами, как источник оперативной информации для обеспечения своей жизнедеятельности.

Получены также данные о наличии периодичности регистрируемых ЕЭМП около 5 мин, по которым можно судить об изменении интенсивности выпадения осадков.

Проведенные ранее исследования позволили говорить о принципиальной возможности прогноза изменения погоды и определения расстояния до циклона путем наблюдений за характером ЕЭМП. Однако, эти исследования носили преимущественно эпизодический характер, из-за чего не всегда было возможно проследить статистические закономерности изучаемых процессов, а, соответственно, выявить статистически значимые взаимосвязи. Кроме того, ранее не рассматривались особенности возмущений ЕЭМП при приближении одиночных фронтальных разделов.

Предпринятое в данной работе углубленное изучение взаимосвязей между характеристиками возмущений ЕЭМП и приближением циклонов, а также - одиночных фронтальных разделов позволило установить следующее:

■ при приближении циклона и связанной с ним системы фронтов возрастает средний уровень напряженности ЕЭМП в области шумановских резонансов; это возрастание обратно пропорционально расстоянию до центра циклона и описывается регрессионной моделью:

У = ехр(-0,191 *Х)* 1,135

где: У - нормированный средний уровень сигнала ЕЭМП.

X - нормированное расстояние до центра циклона.

Приведенная формула дала возможность описать примерно 94 % изменчивости исходного ряда и позволяет говорить о возможности расчета расстояния до циклона и скорости его перемещения по известным значениям напряженности ЕЭМП, а значит, получать данные о погоде при отсутствии возможности их получения по обычным каналам.

■ при прохождении отдельных циклонов, в спектрах амплитуды вариаций ЕЭМП проявлялись гармоники с периодами 5 - 16 мин., которые можно интерпретировать как реакцию нижней границы ионосферы в зоне действия циклона на внутренние гравитационные волны фронтальных разделов; значение спектральной плотности на этих периодах также обратно пропорционально расстоянию между циклоном и точкой наблюдения;

■ прохождение единичных фронтальных разделов через точку наблюдения вызывало усиление среднего уровня сигнала, аналогичное усилению при приближении и прохождении циклонов, но меньшее по величине, коэффициенты связи между средним уровнем сигнала и расстоянием до фронта достигают ( - 0,68 ), между дисперсией сигнала и расстоянием до фронта - (- 0,64 ).

В результате проведенных экспериментов установлены новые специфические закономерности, подтверждающие высокую информативность ЕЭМП. Показано, что по вариациям характеристик ЕЭМП в диапазоне частот 7-8 Гц позволяет судить об изменчивости гидрометеорологических процессов, которые представляются биологически важными.

Третья глава описывает особенности восприятия крайне низкочастотных полей такими отдельными видами гидробионтов, как длиннопалые раки, карповые рыбы и радужная форель, являющимися перспективными объектами аквакультуры.

Для проведения исследований был разработан и смонтирован ряд экспериментальных установок, позволяющих создавать искусственные однородные и неоднородные электрические и магнитные поля в экспериментальных бассейнах и садках.

Исследования реакций проводились: в лабораторных условиях (РГГМУ) и в экспедиционных условиях в Панкиной губе Белого моря на базе опытного форелеводческого хозяйства ПИНРО.

Исследования проводились по принципу "черного ящика": на входе задавалось электрическое или магнитное поле различных частот и напряжснностей, реакция на выходе определялась как некоторая характерная двигательная реакция, например, статистически значимое изменение расположение гидробионтов, либо как изменение поведенческой активности. Эксперименты выполнялись по схеме "контроль-воздействие-контроль", при этом в качестве результата использовались разности статистических оценок регистрируемых реакций в ситуациях контроля и воздействия.

В результате анализа полученных экспериментальных данных по воздействию ЭМП на гидробионтов, было установлено, что:

• частотные характеристики чувствительности к электромагнитным полям столь разных видов как форель, карповые и ракообразные, как и у ранее исследовавшихся гидробионтов (скаты, треска, сомики) содержат максимум в области основной моды шумановских резонансов (7-8 Гц); что подтверждает универсальность "настройки" гидробионтов на этот диапазон;

• в поведенческих реакциях на воздействие неоднородным полем позволили выделить у исследовавшихся гидробионтов следующие биологически "активные" частоты, на которых формируется реакция "избегания" зоны с повышенной напряженностью ноля:

- у ракообразных - 0 ,15 - 0,2 Гц и 7 - 8 Гц (при воздействии электрическим полем), причем при воздействии комбинированными полями (переменное + постоянное) диапазон "активных" частот претерпевает изменения,

- у карповых рыб - 0,7 Гц и 7 Гц (при воздействии магнитным полем),

- у форели - 0,1 Гц и 2 Гц (при воздействии электрическим полем), 2 Гц и 7,5 Гц (при воздействии магнитным полем).

• воздействие поля на биологически "активных" частотах формирует подавление двигательной активности у изучавшихся гидробионтов не менее чем в 1,5 - 2 раза, причем подавляется как средняя активность, так и значение спектральной плотности в области короткопериодных биоритмов.

Кроме, отмеченных результатов, полученных при воздействии искусственными электромагнитными полями, проводились эксперименты по прямой регистрации активности гидробионтов в различных гидрометеорологических ситуациях. Эксперименты проводились с карповыми рыбами. Было показано, что в условиях циклона характеризующихся повышенной напряженностью ЕЭМП в области 7 -8 Гц, активность рыб, падает в 1,5 - 2 раза по сравнению с активностью в условиях антициклональной погоды.

Эти данные подтверждают предположение о предчувствии рыбами приближения циклона посредством восприятия электромагнитных полей, распространяющихся на частотах первой моды шумановских резонансов.

Кроме общеэкологической значимости полученные закономерности позволяют создавать устройства с управляющими электромагнитными полями в хозяйствах аквакультуры.

Часть выявленных биологически "активных" частот, соответствующих физиологическим частотам гидробионтов и являющихся специфическими для каждого изученного вида, в задачах управления могут с успехом использоваться для коррекции двигательной активности водных организмов и их пищевого поведения.

"Универсальную" область частот целесообразно использовать, как для таких же целей, так и для создания электромагнитных барьеров, обеспечивающих локализацию выращиваемых биообъектов в фиксированных границах. Так как, обладая "универсальностью" воздействия, поле такого барьера не только позволит блокировать уход гидробионтов из системы аквакудьтуры, но также будет препятствовать проникновению хищников в эху зону.

В заключении приведены основные выводы по результатам диссертационной работы:

¡.Установлены новые специфические закономерности, подтверждающие высокую информативность ЕЭМП. Показано, что по характеристикам ЭМП в диапазоне частот 7-8 Гц можно судить об изменчивости гидрометеорологических процессов, таких как турбулентность ясного неба, конвективная облачность, ливневые осадки, циклоналыше и фронтальные образования, которые представляются биологически важными.

2.Разработана методика регистрации характеристик ЕЭМП с помощью специальных измерительных средств в условиях мощных промышленных помех.

3.Установлено, что частотные характеристики чувствительности к электромагнитным полям у столь разных видов гидробиов, как форель, карповые и ракообразные, содержит максимум в области основной моды шумановских рсзонансов, что подтверждает универсальность "настройки" гидробионтов на этот диапазон.

4.Усгановлено, что при воздействии на гидробионтов полями с частотой 7-8 Гц в условиях неоднородного поля формируется реакция "избегания" зоны повышенной напряженности, а в условиях однородного поля формируется реакция подавления двигательной

активности. Аналогичная реакция подавления активности выявлена в условиях прохождения циклона, при прямой регистрации активности (без воздействия полем) в различных гидрометеорологических условиях.

Основные результаты диссертации представлены в работах:

1. Воздействие электромагнитных полей на гидробионтов. (Соавторы Степанюк И.А., Бутов Д.М.) // Рациональное использование прибрежной зоны северных морей: Материалы докладов / I Международный семинар, Кандалакша, 28 июля 1996 г. - СПб.: Изд. РГГМИ, 1996.-С.43-46.

2. Воздействие переменных электрических полей на ракообразных (Соавторы Степанюк И.А., Бутов Д М.) //Итоговая сессия Ученого совета 28-29января 1997 г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГГМИ, 1997.-С. 107-108.

3. Воздействие электромагнитных полей на гидробионтов // Экология и проблемы защиты окружающей среды: Тез. докладов / IV Всероссийской студенческой конференции, Красноярск, 24-25 апреля, 1997 г. - Красноярск: Изд. КрГУ, 1997,- С.43.

4. Электромагнитные поля-фактор - биорегуляции гидробионтов // Живая природа и здоровье населения.: Тез. докл./ Чистый город: семинар. - СПб.: Изд. СПГК, 1997. - СП.

5. Воздействие переменных электрических полей на длиннопалых раков (Соавтор Степанюк И.А.) // Рациональное использование прибрежной зоны северных морей: материалы докладов / II Международный семинар, Кандалакша, 3-5 августа 1997 г. - СПб. Изд. РГГМИ, 1998. - С.203-207.

6. Электромагнитные факторы управления поведением гидробионтов в системах аквакультуры (Соавторы Степанюк И.А., Андрющенко А.Н., Чекмарев В.К.)// Рациональное использование

прибрежной зоны северных морей: материалы докладов / II Международный семинар, Кандалакша, 3-5 августа 1997 г. - СПб. Изд. РГГМИ, 1998. -С.207-211.

7. Поведенческие реакции ракообразных в условиях неоднородного электрического поля (Соавтор Степанюк И.А.) //Материалы Итоговой сессии Ученого совета 26-27января 1998 г. -СПб.: Изд. РГГМИ, 1998. - С.94-95.

8. Конвективные образования в атмосфере как источники биологически значимых ЭМ-полей КНЧ-диапазона (Соавтор Степанюк И.А.) // Атмосфера и здоровье человека: Тез. докладов./ Всероссийская конференция, С.-Петербург, 24-26 ноября 1998 г. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. - С.69-70.

9. Возмущение резонансного электромагнитного поля Земли и их влияние на биологические объекты (соавторы Степанюк И.А., Лебедева И.К.) // Итоговая сессия Ученого совета 26-27января 1999 г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГГМУ, 1999. - С.81-82.

10. Измерительный комплекс для регистрации крайне низкочастотных естественных электромагнитных полей в условиях сильных промышленных помех. (Соавторы Степанюк И.А., Бутов С.М., Косаковская Е. В.) //Итоговая сессия Ученого совета 26 -27 января 1999г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГГМУ, 1999. - С. 106-108.

11. Изменение поведенческих характеристик карповых рыб в условиях геомагнитных возмущений (Соавторы Степанюк И.А., Баландина Н.Л.) // Итоговая сессия Ученого совета 26 -27 января 1999 г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГТМУ, 1999. С. 119-120.

12. Поведенческая активность рыб в условиях геомагнитных возмущений (Соавторы Степанюк ИЛ., Баландина Н.Л.) // Тез. док.: XI Всеросийская конференция по промысловой океанологии, Калининград, 14-18 сентября 1999 г. - М.: Изд. ВНИРО, 1999. С. 131-132.

13. Электромагнитные поля крайненизкочастотного диапазона как экологический фактор // Тез. док.: Четвертая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов. - СПб.: Изд. СПб Гос. Унта, 1999. - С. 9-10.

14. Регистрация естественных электромагнитных полей возбуждаемых при приближении циклона. // Тез. док.: Конференция молодых ученых национальных гидрометслужб стран СНГ, Москва, 6 -8 декабря 1999 г. - М.: Изд. ВНИИГМИ-МЦЦ, 1999. - С. 56-57.

15. Естественные электромагнитные поля как источники информации о конвективных процессах в атмосфере (Соавтор Степанюк И.А.) //Итоговая сессия Ученого совета 25-26января 2000 г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГГМУ, 2000. - С. 102-103.

16. Влияние крайне низкочастотных электромагнитных полей на поведенческие реакции форели в системах аквакультуры (Соавторы: Степанюк И.А., Трунина Т.В., Хотченков C.B.) II Итоговая сессия Ученого совета 25-26января 2000 г.: Тезисы докладов. - СПб.: Изд. РГГМУ, 2000.-С. 103-105.

17. Крайне низкочастотные электромагнитные поля при гидрометеорологических процессах и их влияние на гидробионтов // Итоговая сессия Ученого совета 25-26января 2000 г.: Тезисы докладов. -

СПб.: Изд. РГГМУ, 2000. - С. 157-160.

___

Зимин А. В.

Отпечатано в "КОПИ-Р" Поварской пер., 8 Зак. №17 Подписано к печати 16.05.2000 г. Тираж 100

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Зимин, Алексей Вадимович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ КНЧ - ДИАПАЗОНА В МОРСКОЙ СРЕДЕ И ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

1.1 КНЧ-вариации геомагнитного поля.

1.2 Резонансное электромагнитное поле полости Земля - ионосфера.

1.2.1 Характеристики резонансного поля.

1.2.2 Закономерности проникновения поля в морскую среду.

1.3 Электромагнитные поля КНЧ диапазона при гидрометеорологических процессах.

1.3.1 Электромагнитные поля волн и течений.

1.3.2 Электромагнитные поля штормовых процессов.

1.3.3 Электромагнитные поля атмосферных источников.

1.4 Экологическая значимость электромагнитных полей КНЧ -диапазона.

1.4.1 Частотные характеристики чувствительности электрорецептивных гидробионтов.

1.4.2 Поведенческие реакции гидробионтов при моделировании электромагнитных полей биологически опасных процессов.

1.4.3 Магнитная чувствительность гидробионтов.

1.5 Выводы по главе 1.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ КНЧ-ДИАПАЗОНА, ВОЗБУЖДАЕМЫХ ПРИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ.

2.1 Конструкция экспериментальной установки для исследования естественных электромагнитных полей в условиях интенсивных техногенных помех.

2.2 Естественные электромагнитные поля при конвективных атмосферных процессах.

2.3 Естественные электромагнитные поля при ливневых осадках.

2.4 Возмущения естественных электромагнитных полей при приближении циклонов и одиночных фронтальных разделов.

2.5 Выводы по главе 2.

3. ЭМП КНЧ-ДИАПАЗОНА КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР.

3.1 Анализ частотных характеристик электро- и магниточувствительности исследованных гидробионтов.

3.2 Методика экспериментов по изучению поведенческих реакций гидробионтов на электрические и магнитные поля.

3.3 Поведенческая активность ракообразных.

3.4 Поведенческая активность карповых рыб.

3.5 Поведенческая активность форели в условиях воздействия моночастотными ЭМП.

3.6 Выводы по главе 3.

Введение Диссертация по географии, на тему "Электромагнитные поля при гидрометеорологических процессах и оценка их влияния на отдельные виды гидробионтов"

При экологическом мониторинге окружающей среды в настоящее время наибольшее внимание уделяется, как правило, гидрофизическим и химическим факторам и практически не учитываются электрофизические факторы. Хотя в последние годы установлено, что естественные электромагнитные поля (ЕЭМП) в крайне низкочастотном (КНЧ) диапазоне воспринимаются некоторыми видами гидробионтов и имеют для них большое информационное значение. Предположительная область использования водными организмами этих полей может быть представлена следующим образом: а) восприятие полей биологического происхождения для внутривидовой и межвидовой коммуникации, поиска добычи и избегания хищников; б) восприятие полей геофизического происхождения для пространственной ориентации, а также получения оперативной и прогностической информации о биологически опасных гидрометеорологических процессах.

Согласно современным представлениям ЕЭМП геофизического происхождения содержат информацию о внутренней структуре процессов, которые их вызывают, и связаны с такими явлениями погоды как прохождение циклональных образований, атмосферных фронтов, конвективной облачности, выпадение ливневых осадков и т. д. Восприятие этих ЕЭМП позволяет гидробионтам корректировать свое поведение при изменяющейся гидрометеорологической ситуации.

Следует отметить, что наряду с естественными в прибрежных районах формируются антропогенные электромагнитные поля, напряженность которых может в сотни раз превышать естественные. Несомненно, что влияние антропогенных электромагнитных полей на биоценозы может оказаться пагубным, если не учитывать особенности восприятия ЭМП гидробионтами.

В последнее время значительными темпами развиваются технологии аквакультуры. Среди выращиваемых объектов широкое распространение получили карповые рыбы, раки и форель. Ввиду высокой стоимости кормов в системах аквакультуры первостепенное значение приобретают задачи оптимизации режимов кормления. Учет электромагнитных факторов в этих задачах представляется весьма перспективным. Таким образом, весьма актуальным является исследование механизмоа формирования естественных электромагнитных полей и их воздействия на принципиально различные виды водных организмов. При этом наибольший интерес представляют особенности восприятия ЕЭМП гидробионтами прибрежной зоны, как наиболее чувствительными к изменчивости гидрометеорологических условий.

Целью диссертационной работы является установление закономерностей формирования естественных электромагнитных полей при биологически важных гидрометеорологических процессах и выявление особенностей восприятия этих полей гидробионтами прибрежных зон, в том числе - гидробионтами систем аквакультуры.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

• изучить взаимосвязи между статистическими характеристиками естественных электромагнитных полей, возбуждаемых биологически важными гидрометеорологическими процессами, и внутренней структурой и закономерностями развития этих процессов;

• изучить особенности восприятия гидробионтами прибрежных зон вариаций электромагнитных полей на различных частотах КНЧ - диапазона;

• выявить реакции гидробионтов на вариации электромагнитных полей, соответствующие биологически важным изменениям гидрометеорологических условий.

Метод исследования.

Для решения поставленных задач были выбраны:

• экспериментально-физический метод, заключающийся в получении экспериментальных данных о вариациях ЕЭМП с помощью специально разработанных измерительных средств и сопоставлении этих данных с фактической гидрометеорологической информацией;

• метод физического моделирования, заключающийся в создании искусственных вариаций электрических и магнитных полей в условиях специально разработанных установок и воздействие этими вариациями на исследуемые виды гидробионтов;

Научная новизна.

• выявлены закономерности вариаций естественных электромагнитных полей в частотном диапазоне 7-8 Гц, обусловленные приближением и прохождением циклонов и одиночных фронтальных разделов, а также -выпадением осадков;

• установлены взаимосвязи структурных ЕЭМП, возбуждаемых при конвективных процессах в атмосфере, с характеристиками и структурой этих процессов;

• разработана методика регистрации характеристик ЕЭМП с помощью специально созданных измерительных средств в условиях промышленных помех;

• установлены частотные характеристики электро- и магниточувствительности у исследовавшихся прибрежных гидробионтов, перспективных как объекты аквакультуры;

• выявлены закономерности реакций исследованных гидробионтов на воздействие электромагнитным полем, соответствующим биологически важным изменениям гидрометеорологических условий.

Достоверность полученных результатов обеспечивается:

• при получении экспериментальных данных по вариациям ЕЭМП — надежным периодическим контролем метрологических характеристик, разработанных для целей экспериментов измерительных средств;

• при установлении закономерностей вариаций ЕЭМП и их взаимосвязей с гидрометеорологическими процессами — использованием наиболее современных методов статистической обработки результатов;

• при изучении характеристик чувствительности и поведенческих реакций гидробионтов в условиях воздействия ЭМП — сравнением получаемых результатов со статистически достоверными контрольными (фоновыми) характеристиками.

Практическая значимость работы.

Результаты работы могут быть использованы:

• при экологическом мониторинге водоемов;

• при создании специальных методов получения гидрометеорологической информации в подводных условиях, например, с помощью автономных подводных станций на морях с ледяным покровом;

• при совершенствовании технологий аквакультуры;

• в учебном процессе РГГМУ в рамках спецкурсов по экологии и морским технологиям.

Результаты работы прошли апробацию на: 1,11,IV Международных семинарах "Рациональное использование прибрежной зоны северных морей." (Кандалакша, 1996,1997,1999 гг.); Всероссийской конференции "Атмосфера и здоровье человека" (Санкт-Петербург, 1997 г.); XI Всероссийской конференция по промысловой океанологии. (Калининград, 1999 г.); Четвертой Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов (Санкт-Петербург, 1999 г.); Конференция молодых ученых национальных гидрометслужб стран СНГ (Москва, 1999 г.).

Основные результаты неоднократно докладывались на сессиях Ученого Совета РГГМУ (1997, 1998, 1999, 2000 гг.)

Внедрение результатов работы. в учебный процесс РГГМУ в рамках курса "Морские технологии" (программа 1999г.) и использованы в рамках госбюджетной НИР "Разработка 8 средств и методов океанологического эксперимента и морских технологий и экспериментальное изучение воздействия электромагнитных полей на биологические и физико-химические объекты."

По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 14 тезисов докладов. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Общий объем работы составляет 130 страниц, включая 49 рисунков и 9 таблиц. Список использованной литературы содержит 74 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Зимин, Алексей Вадимович

3.6. Выводы по главе 3

Таким образом, обобщая результаты выполненных экспериментов по воздействию ЭМП на гидробионтов, можно отметить, что:

• частотные характеристики чувствительности к электромагнитным полям столь разных видов как форель, карповые и ракообразные, как и у ранее исследовавшихся гидробионтов (скаты, треска, сомики) содержит максимум в области основной моды "шумановских" резонансов (7-8 Гц); что подтверждает универсальность "настройки" гидробионтов на этот диапазон;

• "поведенческие реакции" на воздействие неоднородным полем позволили выделить у исследовавшихся гидробионтов следующие биологически "активные" частоты, на которых формируется реакция "избегания" зоны с повышенной напряженностью поля: у ракообразных — 0 ,15 - 0,2 Гц и 7 - 8 Гц (при воздействии электрическим полем), причем при воздействии комбинированными полями (переменное + постоянное) диапазон "активных" частот претерпевает изменения, у карповых рыб — 0,7 Гц и 7 Гц (при воздействии магнитным полем), у форели — 0,1 Гц и 2 Гц (при воздействии электрическим полем), 2Гц и 7,5 Гц (при воздействии магнитным полем).

• воздействие поля на биологически "активных" частотах формирует реакцию подавления двигательной активности у изучавшихся гидробионтов, кроме того, установлена взаимосвязь двигательной активности карповых рыб с барическими ситуациями (циклон, антициклон), что косвенно подтверждает предположение о предчувствии рыбами приближения циклона посредством восприятия электромагнитных полей, распространяющихся на частотах первой моды "шумановских" резонансов.

Кроме общеэкологической значимости, полученные закономерности позволяют создавать устройства с управляющими электромагнитными полями в хозяйствах аквакультуры для разведения рыб.

Часть биологически "активных" частот, "привязанных" к физиологическим частотам гидробионтов и являющихся специфическими для каждого изученного вида в задачах управления поведением могут с успехом использоваться для коррекции их двигательной активности и пищевого поведения /70,71,72,73,74/. "Универсальную" область частот целесообразно также использовать для создания электромагнитных барьеров, обеспечивающих локализацию выращиваемых биообъектов в фиксированных границах. Так как, обладая "универсальностью" воздействия, поле такого барьера не только

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В исследованиях, проведенных в рамках диссертационной работы, были получении следующие основные результаты:

I. Установлены статистические взаимосвязи между характером ЕЭМП, и биологически важными гидрометеорологическими процессами : a) В результате исследования ЕЭМП, связанных с конвективными процессами при развитии кучевых облаков и с турбулентностью "ясного неба", приводящей к последующему формированию конвективной облачности:

• получены статистически достоверные моменты распределения ЕЭМП характеристик при конвективной облачности;

• показана возможность возбуждения ЕЭМП, связанных с турбулентностью при "ясном небе," и получены статистические характеристики таких полей;

• установлено, что максимальные коэффициенты корреляции в условиях "ясного неба" получаются между градиентом скорости ветра в слое 700-500 гПа и размахом вариаций среднего уровня сигнала -(0,80), в условиях кучевой облачности - между градиентом температуры в слое 925-850гПа и максимумом функции спектральной плотности — (-0,91).

• показана возможность получения информации о турбулентных процессах в атмосфере, в подводных условиях. b) В результате исследований ЕЭМП, связанных с электрофизическими процессами при выпадении осадков:

•впервые были получены статистические моменты распределения вариаций ЕЭМП при осадках; показано, что значения этих моментов для сильно разнесенных во времени событий ("ливневой дождь") близки между собой, т.е. совокупность статистических моментов может рассматриваться как некоторая обобщенная характеристика наличия события ("дождя"); тем самым, эта совокупность может быть использована для задач выявления осадков в условиях, когда иные возможности наблюдений отсутствуют, в частности в подводных; • получены данные о наличии периодичности регистрируемых импульсных сигналов ЕЭМГТ в 5 и 1 мин, по которым можно судить об изменении интенсивности выпадения осадков в условиях, когда иные возможности наблюдений отсутствуют, с) В результате исследований ЕЭМП, связанных с приближением и прохождением циклональных образований и одиночных фронтальных разделов, установлено следующее: при приближении циклона и связанной с ним системы фронтов возрастает средний уровень напряженности ЕЭМП в области "шумановских" резонансов; это возрастание обратно пропорционально расстоянию до центра циклона и хорошо описывается регрессионной моделью в виде обратной экспоненты; при прохождении отдельных циклонов, в спектрах амплитуды вариаций ЕЭМП проявляются гармоники с периодами 5 -16 мин., которые можно интерпретировать как реакцию нижней границы ионосферы в зоне действия циклона на внутренние гравитационные волны фронтальных разделов; значение спектральной плотности на этих периодах также обратно пропорционально расстоянию между циклоном и точкой наблюдения; прохождение единичных фронтальных разделов через точку наблюдения вызывает усиление среднего уровня сигнала, аналогичное усилению при приближении и прохождении циклонов, но меньшее по величине, коэффициенты связи между средним уровнем сигнала и расстоянием до фронта достигают (-0,68), между дисперсией сигнала и расстоянием до фронта - (-0,64).

II. Разработана методика регистрации характеристик ЕЭМП с помощью специальных измерительных средств в условиях мощных промышленных помех.

Ш.Установлены биологически "активные" и "безразличные" частоты восприятия длиннопалыми раками, карповыми рыбами и радужной форелью вариаций электромагнитных полей в КНЧ - диапазоне:

• у ракообразных — 0 ,15 - 0,2 Гц и 7 - 8 Гц (при воздействии электрическим полем), причем при воздействии комбинированными полями (переменное + постоянное) диапазон "активных" частот претерпевает изменения,

• у карповых рыб — 0,7 Гц и 7 Гц (при воздействии магнитным полем),

• у форели — 0,1 Гц и 2 Гц (при воздействии электрическим полем), 2 Гц и 7,5 Гц (при воздействии магнитным полем).

При этом следует отметить, что частотные характеристики чувствительности к электромагнитным полям столь разных видов как форель, карповые и ракообразные, как и у ранее исследовавшихся гидробионтов (скаты, треска, сомики) содержит максимум в области основной моды "шумановских" резонансов (7-8 Гц); что подтверждает универсальность "настройки" гидробионтов на этот диапазон.

1У.Установлено, что при воздействии на отдельные виды гидробионтов моделируемыми электромагнитными полями, эквивалентными полям при биологически важных гидрометеорологических процессах:

• в условиях неоднородного поля формируется реакция "избегания" зоны повышенной напряженности поля;

• в условиях однородного поля формируется реакция подавления двигательной активности.

При этом выявлено, что аналогичная реакция подавления двигательной активности, в частности , у карповых рыб, наблюдается в лабораторных условиях

122 при прохождении реального циклона. В противоположность этому в условиях антициклональной погоды двигательная активность возрастает.

Таким образом полученные результаты показывают, что ЕЭМП, возбуждаемые при биологически важных гидрометеорологических процессах, могут служить для отдельных видов гидробионтов источником оперативной и прогностической информации об этих процессах, и соответственно, должны рассматриваться как важный экологический фактор.

Библиография Диссертация по географии, кандидата физико-математических наук, Зимин, Алексей Вадимович, Санкт-Петербург

1. Протасов В.Р., Бондарчук А.И., Ольшанский В.М. Введение в электроэкологию. — М.: Наука, 1982. — 336 с.

2. Плоханов Г.Ф. Основные закономерности низкочастотной электромагнитобиологии. — Томск. : Изд. Томск. Ун-та, 1990. 188с.

3. Пресман A.C. Электромагнитные поля в биосфере. — М.: Знание, 1971. — 64с.

4. Краменир Э.А., Кирилов А.К. Космофизические факторы и биологические системы // Вестник Челябинского агроинженерного института. — 1995. — Т.Ю. — С.1-152

5. Чечкин С. А. Основы геофизики: Учебник. — JI.: Гидрометеоиздат, 1990. — 288 с.

6. Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. — М.: Наука, 1983. — 416 с.

7. Клейменова Н.Г., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации как один из экологических факторов // Биофизика. — Т.37, 1992 — №3.— с429-437.

8. Физика океана /Под ред. Ю. П. Доронина. — JL: Гидрометеоиздат, 1978. — 295 с.

9. Магнитосферная физика: краткий справочник. — СПб.: Наука, 1993. — 184 с.

10. Блиох П.В., Николаенко А.П., Филиппов Ю.Ф. Глобальные электромагнитные резонансы в полости Земля-ионосфера,- Киев: Наукова думка, 1977. —200 с.

11. Schumann W.O. Uber die Stlungslosen Eigenshwingungen einer leitenden Kugel die von Luftshicht und einer Ionospharenlle umgeben ist. // Z. Naturforsch. — 19527a, —S.149-154.

12. Balser M. Wagner C.A. Observation of Earth — Ionosphere Cavity Resonances // Nature. — 1960. — 188. —P. 638-641.

13. Schumann resonances in magnetic fieldcomponents: Pap. URSI 24th Gen Assem.,Kyoto, Aug., 1993 // Fullkrug Martin // J. Atmos and Terr Phys.-1995-57, №5, — P.479-484

14. Further evidence for a global correlation of the Earth-ionosphere cavity resonances // Fullkrug Martin, Fraser-Smith A. CM Geophys. Res. Lett. — 1996. — 23, №20.1. P.2773-2776.

15. A stady of anomalous underground electric fild variaiations associatid with a volcanic eruption / Fujnawa Yu Kio, Kumagai Teiji, Takahi Kozo // Geophys. Res Lett.-1992,-19,№1,—P. 9-12.

16. Абурджания Д.Г., Мачабели Г.З. Параметрическая генерация электромагнитных возмущений акустическими волнами в ионосфере //Геомагнетизм и аэрономия. — 1998. — Т38, № 4.— С.80 89.

17. Гохберг М.Б., Пилипенко В.А., Похотелов О.А., Федоров Е.Н. Всплески Электромагнитных КНЧ шумов в верхней ионосфере, стимулированные взрывами. //Геомагнетизм и аэрономия. — 1996. — Т36, № 4, С.61 67.

18. Бычков B.C., Жмур, В.В., Лейбо А. Б. Гравитационные волны в атмосфере и их связь с магнитными вариациями // Исследования геомагнитного поля на акваториях морей и океанов: Сб.научных трудов ИЗМИР АН. — М.,1978 — С.154-160

19. Степанюк И. А., Псаломщиков В.Ф. Электромагнитные КНЧ-вариации, наблюдаемые при прохождении циклонов над морем // Моделирование и натурные гидрологические исследования морей: Сб.научн.трудов. — СПб., 1994. — С.181-186.

20. Степанюк И. А., Муравейко В. М. Переменное естественное электромагнитное поле резонатора Земля — ионосфера как фактор биорегуляции морских животных.//Физиология морских животных :Сб. науч. работ. — Апатиты: Изд. АН СССР, 1989. С.89-90.

21. Муравейко В.М. Электросенсорные системы животных. — Апатиты: Изд.КНЦ АН СССР, 1988. — 106 с.

22. Муравейко В.М., Степанюк И.А. Электромагнитные поля циклона и их действие на рыб //Сигнализация и поведение рыб: Сб. науч.трудов. — Апатиты: Кольский филиал АН СССР, 1985. — С. 19-24.

23. Акиндинов В.В., Нарышкин В.И., Рязанцев A.M. Электромагнитные поля в морской воде: обзор // Радиотехника и электроника. — 1976. — Т. 21, Вып. 5.1. С. 913-944.

24. Сочельников B.C. Основы теории естественного электромагнитного поля в море. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 216 с.

25. Бондаренко Н. Ф., Гак Е. 3. Электромагнитные явления в природных водах.

26. JL: Гидрометеоиздат, 1984. — 152 с.

27. Доронин Ю.П., Степанюк И.А. Электромагнитные поля океана. Учебное пособие. — СПб.: Изд. РГГМИ, 1992. 87 с.

28. Степанюк И.А. Измерения КНЧ-электромагнитного поля над взволнованной морской поверхностью // Физика радиоавроры и авроральная суббуря: Сб.науч.трудов. — Апатиты: Кольский филиал АН СССР, 1985. — С. 102-104.

29. Зимин A.B. Крайне низкочастотные электромагнитные поля при гидрометеорологических процессах и их влияние на гидробионтов // Итоговаясессия Ученого совета 25-26января 2000г.: Тезисы докладов. — СПб.: Изд. РГГМУ, 2000. — С. 157-160.

30. Степанюк И.А., Муравейко В.М. Влияние геофизических факторов на морских рыб // Сенсорная физиология рыб: Тезисы докладов. — Апатиты: Кольский филиал АН СССР, 1984.— С. 42-43.

31. Зимин А. В. Регистрация естественных электромагнитных полей, возбуждаемых при приближении циклона. // Тез. док.: Конференция молодых ученых национальных гидрометслужб стран СНГ, Москва, 6-8 декабря 1999 г. М.: Изд. ВНИИГМИ-МЦД, 1999. - С. 56-57.

32. Григоров Н.О., Псаломщиков В.Ф., Степанюк И.А. Трансформация в ионосфере акустических сигналов в электромагнитные // Проблемы наук о Земле: Тез.докл. конф., Тбилиси, июнь, 1978. — Тбилиси: 1978. — С.168.

33. Чалмерс Дж. А. Атмосферное электричество. — JL: Гидрометеоиздат, — 1974.—421 с.

34. Vonnegut В., Moore C.B. Preliminary attemps to infuence convective electrification in cumlus clouds by the introducion of spase charge into the lower atmosphere // Recent advances in atmospheric electricity. — L., Pergamon Press, 1958, P. 317-331.

35. Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. — М.: Мир, 1978. — С. 532.

36. Савчинко Ю.Н. Связь акустических и электромагнитных возбуждений в неоднородный анизотропно-проводящей среде // Геомагнетизм и аэрономия. —1975, —Т25, №5. —С 813-817.

37. Данилов А.Д. и др. Метеорологические эффекты в ионосфере. — Л.: Гидрометеоиздат, 1987. — С. 270.

38. Ольшанский В.М. Бионическое моделирование электросенсорных систем слабоэлектрических рыб. — М.: Наука, 1990. — 208 с.

39. Данилов А.Д. и др. Метеорологические эффекты в ионосфере. — JI:. Гидрометеоиздат, 1987. — 270 с.

40. Gibson J, Guidce mechanisms of Pasific salman // Wast Fish.— 1968.— V.75, №5. — P. 420-427.

41. Peters R. C., Buwaloda R. J .A. Frequercy response of the electrorecptors of the catfish, Ictalurus nebulosus.Les // J. comp. Physiol. — 1972, V.68,№1. — P. 29-38.

42. Степанюк И.А., Чекмарев В.К., Андрющенко А.Н. Моделирование эффектов воздействия переменных магнитных полей КНЧ-диапазона на рыб // Итоговаясессия ученого совета: Тезисы докладов. — СПб.: Изд. РГГМУ, 1996. — С. 41.

43. Степанюк И.А. и др. Влияние вариаций геомагнитного поля на двигательную активность рыб // Итоговая сессия ученого совета: Тезисы докладов. — СПб.: Изд. РГГМУ, 1995. — С.25-26.

44. Афанасьев Ю.С., Студенцов Н. В., Щелкин А.П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. — Л.: Энергия, 1972. — 272 с.

45. Моргунов В.А. и др. Исследование пульсаций электрических параметров приземного слоя воздуха // Структура электромагнитного поля геомагнитных пульсаций: Сб. Трудов. — М.: Наука, 1980. — С. 148-151.

46. Whitlock W.S. Chalmers J.A. Shont period variations in the atmospheric electric potential gradient // Quart. J.R. Met. Soc. — 1956. — 82.— P. 325-336.

47. Степанюк И.А., Зимин A.B. Естественные электромагнитные поля как источники информации о конвективных процессах в атмосфере. // Итоговая сессия Ученого совета 25-26января 2000г.: Тезисы докладов. — СПб.: Изд. РГГМУ, 2000. — С.102-103.

48. Мучник В. М. Физика грозы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 351с.

49. Шишкин Н. С. Облака, осадки, грозовое электричество. — М.: Изд-во: технико-теоретической литературы, 1954. — 280 с.

50. Bent R.B., Hutch inson W. С. A. Electric space cherge measurements and the electrode effect with in the height of a 21m mast // J. Atmosph, Terr. Phys. — 1966,— 28, — P. 53-73.

51. Баранов A.M. и др. Авиационная метеорология. — СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. — 348 с.

52. Физика облаков // Под ред. А. X. Хргиана —Л.: Гидрометеоиздат, 1961. — 456 с.

53. Mühleisen R., Die luftele ktrischen Elemente im Grosstadtbereich // Z. Geophys. —1953,—29.— P. 142-160.

54. Федоров E.K., Электрические разряды частиц осадков // ДАН СССР. — 151,— Т. 78. —С. 1131-1134.

55. Banerji S.K., Lele S.R. Electric charges of rain-drops, Proc // Nat. Inst. Sei. — India, 1952. — 18. — P. 93-124

56. Степанюк И.А., Зимин A.B., Бутов Д.М. Воздействие переменных электрических полей на ракообразных // Итоговая сессия Ученого совета 28-29января 1997 г.: Тезисы докладов. — СПб.: Изд. РГГМИ, 1997,— С. 107-108.

57. Зимин A.B. Воздействие электромагнитных полей на гидробионтов // Экология и проблемы защиты окружающей среды: Тез. докладов./ IV Всероссийской студенческой конференции, Красноярск, 24-25 апреля, 1997 г. -Красноярск: Изд. КрГУ, 1997.- С.43.

58. Зимин A.B. Электромагнитные поля крайненизкочастотного диапазона как экологический фактор // Тез. док.: Четвертая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов. — СПб.: Изд. СПб Гос. Ун-та, 1999. — С. 910.

59. Степанюк И.А., Зимин A.B., Баландина H.JI. Поведенческая активность рыб в условиях геомагнитных возмущений // Тез. док.: XI Всеросийская конференция по промысловой океанологии, Калининград, 14-18 сентября 1999 г. —М.:Изд. ВНИРО, 1999, —С. 131-132.

60. Зимин A.B. Электромагнитные поля-фактор биорегуляции гидробионтов // Живая природа и здоровье населения.: Тез. докл./ Чистый город: семинар. — СПб.: Изд. СПГК, 1997. — С.27.

61. Степанюк И.А., Зимин A.B. Поведенческие реакции ракообразных в условиях неоднородного электрического поля //Материалы Итоговой сессии Ученого совета 26-27января 1998 г. — СПб.: Изд. РГГМИ, 1998. — С.94-95.130

62. Шпарковский И.А., Февралева И.А. Сенсорные основы поведения морских проходных рыб арктических морей. Ч. 2. Пищевое поведение. — Аппатиты: Изд. КНЦ АН СССР, 1991. — 48 с.

63. Шпарковский И.А. Физиология пищеварения рыб: двигательная функция. — Л.: Наука, 1986. — 176 с.

64. Степанюк И.А., Зимин A.B. Поведенческие реакции ракообразных в условиях неоднородного электрического поля // Материалы Итоговой сессии Ученого совета 26-27января 1998 г. — СПб.: Изд. РГГМИ, 1998. — С. 94-95.

65. Степанюк И.А., Зимин A.B., Лебедева И.К .Возмущение резонансного электромагнитного поля Земли и их влияние на биологические объекты // Итоговая сессия Ученого совета 26-27января 1999 г.: Тезисы докладов. — СПб.: Изд. РГГМУ, 1999. — С. 81-82.

66. Степанюк И.А., Зимин A.B., Баландина Н.Л Изменение поведенческих характеристик карповых рыб в условиях геомагнитных возмущений // Итоговая сессия Ученого совета 26 -27 января 1999г.: Тезисы докладов. — СПб.: Изд. РГГМУ, 1999. С. 119-120.