Исследование изменения и прогноз режима осадков и температуры воздуха в приземном слое атмосферы прибрежной и степной зон Краснодарского края

• Автор: Деркач, Дмитрий Васильевич
• Шифр специальности: 25.00.30
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Климат Земли: факторы, влияющие на него, возможные

последствия его изменения

1.1. Климат Земли и основные факторы, определяющие его

1.2. О влиянии изменения природно-климатических

характеристик на растительность и сельское хозяйство

1.3. О проблеме адаптации сельского хозяйства к изменению

температурного режима воздуха и количества осадков

2. Анализ изменения природно-климатических характеристик степной и прибрежной зон

Краснодарского края
2.1. Методы анализа временных рядов природно-климатических
характеристик
2.2. Анализ изменения режима температуры в приземном слое

воздуха
2.3. Результаты анализа изменения режима атмосферных осадков
3. Результаты прогнозирования средней приземной
температуры воздуха и количества осадков
3.1. Метод прогнозирования изменений природно-климатических
характеристик
3.2. Результаты прогнозирования средней приземной
температуры воздуха
3.3. Результаты прогнозирования количества осадков
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Проблемы анализа и прогноза изменений температурного режима воздуха в приземном слое атмосферы, режима атмосферных осадков и других природно-климатических характеристик регионов, связанных с глобальным потеплением климата, а также исследование возможных последствий этих изменений в различных областях человеческой деятельности в последние годы приняли острый характер. Связано это с тем, что эти изменения могут привести к изменению термического и гидрологического режимов обширных районов земного шара, что может оказать значительное влияние на социально-экономическую и политическую ситуацию в масштабах не только отдельных стран, но и всей планеты. Этим и обусловлено то, что эти проблемы привлекают большое внимание исследователей, и к настоящему времени в различных направлениях получены существенные результаты. Тем не менее, есть еще много серьезных вопросов, которые не до конца поняты и требуют дальнейшего исследования. Но, несмотря на такую незавершенность данной проблемы, по мнению многих исследователей, уже необходимо принимать меры для поиска эффективных путей адаптации социально-экономического развития регионов к изменениям их природно-климатических характеристик.
О важности данной проблемы говорит тот факт, что она уже длительное время находится в поле зрения Всемирной метеорологической организации (ВМО). По инициативе этой организации регулярно проводятся Всемирные конференции, на которых обсуждаются различные вопросы, связанные с изменением климата и его последствиями (такая конференция состоялась в 2003 году и в г. Москве). Еще в 1992 году была принята конвенция ООН по изменению климата, а в 1997 году она была дополнена протоколом, одобренным при участии представителей 159 стран на Международной конференции в Киото. Отметим, что к настоящему моменту этот круг стран заметно расширился.

Изменения климата имели место и в прошлом, но они были связаны с естественными природными процессами. В последние десятилетия существенное влияние на климат Земли стали оказывать процессы антропогенного характера, особенно увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере. Следует отметить, что изучение изменений климата и их последствий -чрезвычайно сложная и, многосторонняя проблема и требует решения многих в разной степени взаимосвязанных между собой задач. Одна из этих задач заключается в установлении тенденции изменения природно-климатических характеристик. Эта задача должна быть решена для каждого региона из-за того, что изменения этих характеристик могут быть различными даже для соседних регионов. Основной информацией, используемой при решении этой задачи, являются многолетние измерения различных метеорологических параметров, характеризующих природно-климатические характеристики регионов. Что касается методов анализа этих данных (временных рядов метеорологических параметров), то основными из них остаются математикостатистические методы. Но использование этих методов требует в некоторых случаях определенной осторожности и в связи с этим их желательно дополнить и другими методами.
К важнейшим задачам исследования изменений климата также относится прогнозирование динамики природно-климатических характеристик регионов. Очевидно, что чем выше точность прогнозирования и чем больше период упреждения, тем большую ценность представляют результаты прогнозирования для принятия различных решений. В связи с этим и требования к методам прогнозирования должны быть достаточно высокими. Поэтому модели прогнозирования должны быть построены с учетом особенностей динамики природно-климатических характеристик и, тем самым, с учетом особенностей влияющих на них факторов, к которым можно отнести наличие цикличностей в динамике этих характеристик.

статистические характеристики, с использованием которых проводился их сравнительный анализ. Такой подход позволяет исследовать динамические свойства временных рядов. Для проведения анализа использовались следующие статистические характеристики: средние значения, среднеквадратические отклонения, максимальные и минимальные значения и их разбросы, значения коэффициентов асимметрии и эксцесса /24,28,60/. На втором этапе эти операции повторялись для случая, когда исходные временные ряды характеристик были представлены в виде двух частичных рядов.
Рассмотрим физическое содержание этих характеристик. Дисперсия (или среднеквадратичное отклонение) является абсолютной мерой рассеивания, причем ее единица измерения - квадрат соответствующей величины. В качестве меры рассеивания можно использовать и другую величину, связанную с дисперсией - безразмерный коэффициент дисперсии:
= (2.1.2)
где <т(х)(= Д2(х)), М(х) - среднеквадратическое отклонение и математическое ожидание случайной величины х. Этот коэффициент выражает меру рассеивания в виде доли от величины математического ожидания М(х).
Возникают ситуации, когда вариации статистических характеристик различных случайных величин остаются в пределах ошибок измерения исходных данных. В таких случаях полезным является дополнительное использование показателей, характеризующих другие стороны исследуемых случайных величин.
В качестве таких показателей в настоящей работе используются коэффициенты асимметрии и эксцесса /24/. Дисперсия, асимметрия А(х) и эксцесс Е(х) представляют собой соответственно второй (М>), третий (М3) и четвертый (МО центральные моменты случайной величины х относительно М(х). Величина М2 определяет степень рассеивания случайной величины относительно математического ожидания М(х); М3 - характеризует скос распределения случайной величины в смысле тенденции частоты появления исходов