Пространственная связность многолетних колебаний годового стока рек ЕТС

• Автор: Романова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 11.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СВЯЗНОСТИ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛЕК

1.1. Основные определения.

1.2. Методы построения и анализа пространственнокорреляционных функций.

1.3. Исследование пространственной связности гидрологи , ческих полей

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 2. ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ

СВЯЗНОСТИ ПОЛЯ ГОДОВОГО 0 РЖ ЕТС

2.1. Постановка задачи и описание данных

2.2. Закономерности территориальной изменчивости пространстЕеннокорреляционной функции поля годового
стока в пределах ЕТС .
2.3. Локальная анизотропность поля годового стока.
2.3.1. Методика исследования характера анизотропности случайного поля
2.3.2. Анализ анизотропности полей элементов водного баланса в пределах Нечерноземного Центра ЕТС .
2.3.3. Территориальная изменчивость анизотропности поля годового стока рек Европейской территории СССР .
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПОДСТИЛАВДЕЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ПРОСТРАНСТВЕННУЮ
СВЯЗНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ КОЛЕБАНИЙ ГОДОВОГО СТОКА .
3.1. Постановка задачи
3.2. Метод условных пространственнокорреляционных функций
3.3. Влияние различных факторов подстилающей поверхности
на пространственную связность многолетних колебаний
годового стока рек Нечерноземного Центра ЕТС
ГЛАВА 4. ОПТИМАЛЬНАЯ ИНТЕРПОЛЯЦИЯ ПОЛЯ ГОДОВОГО СТОКА С
УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОСТИ И АНИЗОТРОПНОСТИ . I
4.1. Задача оптимальной интерполяции
4.1.1. Постановка задачи
4.1.2. Алгоритм задачи оптимальной интерполяции
4.2. Восстановление рядов годового стока рек Нечерноземного Центра ЕТС в предположении об однородности и изотропности поля
4.3. Восстановление рядов годового стока рек Нечерноземного Центра ЕТС с учетом анизотропности поля .
4.3.1. Алгоритм вычисления коэффициентов корреляции
по РПКШ.
4.3.2. Результаты восстановления рядов годового стока рек Нечерноземного Центра ЕТС, полученные с учетом анизотропности поля
4.4. Оптимальная интерполяция поля годового стока рек Нечерноземного Центра ЕТС с учетом информации, о подстилающей поверхности водосборов
4.4.1. Постановка задачи
4.4.2. Алгоритм вычисления коэффициентов корреляции
по У1Ш
4.4.3. Результаты восстановления рядов годового стока рек Нечерноземного Центра ЕТС с учетом информации об облесенности и средней высоте водосборов
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СВЯЗНОСТИ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ. Основные определения. Данная глава посвящена анализу состояния вопроса по изучению пространственной связности гидрологических полей освещаются основные методы изучения пространственной связности и результаты их применения к полям стока за различные периоды осреднения. Начнем с основных определений, необходимых для дальнейшего изложения материала. Изучение пространственной структуры поля годового стока сводится к исследованию характера изменения по территории однорядных характеристик нормы и изменчивости и анализу пространственного распределения связей между рядами. Изучению нормы и изменчивости годового стока в гидрологической литературе уделяется достаточно много внимания, начиная с работ Д. И.Кочерина , Б. Д.Зайкова згЗ . К.П. Воскресенского 1б и других. Гораздо слабее изучены пространственные закономерности изменения связей между рядами годового стока. Именно этому вопросу и посвящена данная работа. Наиболее употребимой в гидрологии характеристикой связей между параш рядов служит коэффициент линейной парной корреляции. Аналогично для большой совокупности рядов характеристикой пространственной связности поля может служить пространственнокорреляционная функция ПКФ. ПКФ гидрологического поля, в общем случае неоднородного и анизотропного, зависит от четырех аргументов географических координат пары точек Ч 1, Л2. Ц Чр Если поле к Т0МУ яе изотропно, его ПКФ зависит только от расстояния, то есть представляет собой зависимость коэффициента корреляции между рядами наблюдений от расстояния между центрами их водосборов р . Строго говоря, однородность и изотропность случайного поля подразумевают, кроме того, равенство средних и дисперсий во всех точках поля. Если же условия равенства одноточечных характеристик не выполняются, говорят об однородности или изотропности поля относительно ПКФ . Поскольку гидрологические поля имеют сложную структуру, целесообразно изучать пространственнокорреляционные функции этих полей в пределах относительно небольших районов и оценивать однородность и изотропность полей только в пределах этих районов. Поэтому для определения однородности и изотропности в данном случае больше подходят термины А. Н.Колмогорова локальная однородность и локальная изотропность. В этой терминологии поля считаются однородными и изотропными в пределах пространственных и временных масштабов, характерных для рассматриваемых процессов. Методы построения и анализа пространственнокорреляционных функций. Итак, в качестве основного математического аппарата для исследования пространственной связности многолетних колебаний годового стока мы будем использовать пространственнокорреляционные функции. Эти функции давно используются в гидрометеорологии для исследования статистической структуры гидрологических и метеорологических полей и применяются при решении многих прикладных задач. Поэтому аппарат ПКФ достаточно хорошо разработан, и мы лишь кратко остановимся на тех моментах, которые необходимы для дальнейшего изложения материала. Расчет ПКФ обычно сводится к тому, что по эмпирическим коэффициентам корреляции между рядами наблюдений и расстояниям рсз между точками строится график связи р рх. А С р , характеризующая закономерность изменения эмпирических коэффициентов корреляции в зависимости от расстояния между точками 1, 2, 7 При этом должна учитываться специфика используемой информации. Вопервых, при наличии пропусков в рядах наблюдений эмпирические коэффициенты корреляции должны вычисляться отдельно для каждой пары станций по тем срокам, в которые есть наблюдения на обеих станциях. Вовторых, при обработке гидрологических данных приходится иметь дело с их неточными значениями, что неизбежно сказывается на характеристиках пространственной структуры гидрологических полей. Неточности данных могут возникнуть в результате погрешностей измерения или в результате влияния микро и мезопроцессов, масштабы которых меньше пространственновременного разрешения системы наблюдений и которые могут рассматриваться как шумы.