Экологическая климатология и климатические ресурсы (стр. 3 )

Распределение температуры воздуха в зимний период, когда приход солнечного тепла незначителен, определяется влиянием выноса тех или иных воздушных масс и их радиационным охлаждением. В теплый период года повторяемость перемещений воздушных масс из различных географических районов определяет термический режим и влагообеспеченность территории.

Исследования многолетних изменений климата и их долгосрочная оценка в первую очередь основывается на анализе одного из климатообразующих факторов – циркуляции атмосферы. Оценить причастность крупномасштабных атмосферных процессов Северного полушария (ЭЦМ) к формированию аномалий климатических параметров пытались специалисты и ранее. Нами рассмотрены тенденции изменения отдельных климатических параметров, выявлены связи типов атмосферной циркуляции с аномалиями климатических характеристик в регионе и оценены статистически значимые тренды типов циркуляции атмосферы. Зависимость аномалий климата от ЭЦМ оценивалась с помощью корреляционного метода сравнения временных геофизических рядов с крупномасштабной атмосферной циркуляцией.

В расчетах использованы среднесуточные значения температуры воздуха и количества осадков в январе и июле гг. По этим данным для каждого дня вычислялись средние многолетние значения указанных характеристик, а затем определялись их аномалии.

Метод сравнения временных геофизических рядов с календарями смены ЭЦМ содержит определенные вычислительные процедуры. Ежедневный календарь смены ЭЦМ преобразуется во временной ряд геофизического показателя циркуляции, в котором наблюдаемые номера ЭЦМ заменяются на средние значения геофизического параметра за время существования каждого ЭЦМ (температуры воздуха, суточной суммы осадков и др.). Затем вычисляются коэффициенты корреляции между временными рядами геофизического показателя циркуляции и геофизического параметра не только в совпадающие моменты, но и при сдвигах во времени между этими рядами. Максимальное или минимальное значения коэффициента корреляции в зависимости от знака временного сдвига характеризуют отклик геофизического параметра на циркуляцию при отрицательных сдвигах или отклик циркуляции на геофизический параметр при положительных сдвигах. Для принятия решения о существовании связи между коррелируемыми рядами строится распределение вероятностей коэффициента корреляции при заведомом отсутствии связи между геофизическим показателем циркуляции и геофизическим параметром. Ряд геофизического параметра моделируется шумовым рядом, модуль спектра которого в среднем по ансамблю реализаций совпадает с модулем спектра ряда геофизического параметра. Все перечисленные операции проделываются и для шумового ряда геофизического параметра. Они повторяются для разных исходных реализаций шумового ряда, что позволяет построить выборочное интегральное распределение вероятностей шумового коэффициента корреляции. Доверительной вероятностью для принятия решения о существовании связи между рядом геофизического параметра и показателем циркуляции является вероятность того, что шумовые коэффициенты корреляции не превысят значений нешумовых. Далее аналогичным образом вычисляется вероятность того, какие ЭЦМ вносят статистически значимый вклад в создание этой связи.

В табл. 1 представлен список ЭЦМ, которые имеют значимую статистическую связь с аномалиями геофизических параметров при доверительной вероятности более 0,75. Следует отметить, что в настоящей работе сохранены условные обозначения ЭЦМ, указанные в первоисточнике.

Таблица 1

Статистические характеристики ЭЦМ и метеорологические характеристики, соответствующие им в Курске в январе за гг.

Метеорологическая характеристика	ЭЦМ	Общая продолжительность ЭЦМ, дни	Среднее значение метеорологической характеристики при данном ЭЦМ	Средняя аномалия характеристики при данном ЭЦМ
ЯНВАРЬ
Ср. суточная температура воздуха, оС	4в	18	-12,5	-5,1
12бз	40	-9,2	-1,7
12г	47	-10,0	-2,6
13з	196	-5,2	2,2
Среднесуточные суммы осадков, мм	1б	10	1,3	-0,1
5б	24	0,9	-0,5
7аз	23	1,0	-0,3
11г	45	1,7	0,4
12бз	40	1,8	0,5
12вз	25	0,8	-0,5
ИЮЛЬ
Среднесуточная температура воздуха, оС	2б	55	17,8	-0,6
3	26	18,1	-0,3
4б	56	17,6	-0,8
4в	42	19,7	1,4
7бл	23	19,6	1,3
8бл	17	16,0	-2,4
9б	18	17,2	-1,2
Среднесуточные суммы осадков, мм	2б	55	1,9	-0,5
4б	56	1,9	-0,5
4в	42	3,8	1,3
8бл	17	5,1	2,6
10а	16	2,0	-0,4
13л	262	1,9	-0,5

Обобщенные сведения об ЭЦМ, определяющих аномалии климатических параметров представлены в табл. 2.

Таблица 2

Статистические характеристики суммарной продолжительности ЭЦМ, имеющих статистически значимую связь с аномалиями климатических параметров

Климатическая характеристика	ЭЦМ, вызывающие положительные аномалии климатических характеристик	ЭЦМ, вызывающие отрицательные аномалии климатических характеристик
Mean. дни	Std, дни	b(tr) дни/10 лет	d(tr), %	Mean. дни	Std, дни	b(tr) дни/10 лет	d(tr), %
ЗИМА
Среднесуточная температура воздуха	18	15	2,9	46,3	7	5	-0,7	5,8
Суточные суммы осадков	10	7	-0,1	0,1	9	7	-1,4	17,9
ЛЕТО
Среднесуточная температура воздуха	6	5	-0,9	13,3	21	10	-1,7	21,0
Суточные суммы осадков	6	5	-0,6	6,4	47	18	1,8	14,2

Примечание: в табл.2 приведены статистические характеристики, рассчитанные по данным периода с 1899 по 1995 гг., где mean – среднее, std – стандартное отклонение, b(tr) - коэффициент линейного тренда, d(tr) – объясненная трендом доля дисперсии ряда (в %), которая используется в качестве меры значимости линейного тренда.