Вероятностные модели влияния климата на гидрологический режим озер

• Автор: Григорьев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 Стохастические модели гидрологии.

1.1. Влияние климата на гидрологию озер

1.2. Типы случайных процессов и модели, используемые в гидрологии.

1.2.1.Стационарные случайные процессы

1.2.2.Модели процессов с сезонным ходом

1.2.3.Совместное модели взаимосвязанных природных процессов.

Глава 2. Вероятностные модели совокупности природных процессов с учетом их годовой ритмики
2.1. Применение методики периодически коррелированных случайных процессов ПКСП для моделирования совокупности природных процессов, с учетом годовой ритмики.

2.1.1. Одномерные ПКСП.

2.1 .Многокомпонентные ПКСП.
2.2. Вероятностный анализ закономерностей годового хода и межгодовой изменчивости климатических показателей.
2.2.1 .Вероятностный анализ температуры воздуха и
осадков в СанктПетербурге
2.2.2. Пространственная изменчивость климатических показателей на СевероЗападе России.
2.3. Моделирование годового хода и межгодовой
изменчивости климатических показателей
2.4. Вероятностный анализ закономерностей годового хода и межгодовой изменчивости лимнических показателей.
2.4.1 .Годовой ход и межгодовая изменчивость уровня
Ладожского озера
2.4.2.Годовой ход и межгодовая изменчивость
температуры поверхности воды
2.5. Моделирование годового хода и межгодовой изменчивости уровня Ладожского озера
Глава 3. Модели с многокомпонентными входом и
выходом
3.1. Модель передаточной функции с одним входом и одним выходом. Параметрическое оценивание взаимных спектров.
3.1.1.Модель передаточной функции с одним входом
и одним выходом
3.1.2.Параметрическое оценивание взаимных
спектров.
3.2. Исследование механизма формирования межгодовой изменчивости уровня
Ладожского озера.
3.3. Модель передаточной функции с входами
и М выходами.
3.4. Формирование годового хода и межгодовой изменчивости температуры воды под влиянием температуры воздуха и стока р. Риони иод
влиянием температуры воздуха и осадков.
3.4.1. Формирование межгодовой изменчивости стока р. Риони под влиянием температуры воздуха и
осадков.
3.4.2.Формирование годового хода и межгодовой изменчивости температуры воды Ладожского озера
под влиянием температуры воздуха.
3.5. Моделирование годового хода и межгодовой изменчивости уровня Ладожского озера под
влиянием климатических показателей.
Заключение
Литература


Шнитников исследовал наличие двух процессов в состоянии увлажненности крупных территорий их внутривековой и многовековой изменчивости, которые отражаются и на соответствующей ритмике озер. II половины текущего тысячелетия и эпоху пониженного увлажнения после XIX века, в то время как XX он считает переходным к этой эпохе. При этом гидрологические характеристики озер рассматриваются в зависимости от соотношения выпавших атмосферных осадков и режима температуры воздуха, как фактора интенсивности испарения, в их бассейнах. Как указывал Шнитников , наиболее показательными, с точки зрения интерпретации формирования гидрологического режима озер за счет климатических факторов, являются бессточные озера, в то время как указанные зависимости менее четко проявляются и для сточных озер. Многовековая изменчивость климата находила свое отражение и в развитии окружающих озеро ландшафтов, усиливая тем самым непосредственное влияние климатических изменений на водоем. Так в работах А. М. Догановского анализ хронологических графиков колебаний уровней позволил установить продолжительность многоводных и маловодных фаз и времени их наступления для крупных озер они, как правило, совпадают, что свидетельствует об идентичности климатических процессов, формирующих наполнение водоемов. Сопоставление рядов уровней озер с климатическими факторами, которые были представлены коэффициентами увлажнения, индексами солнечной активности Вольфа и атмосферной циркуляции Вительса и Вангенгейма, дало низкие коэффициенты корреляции, что, тем не менее, не является показателем того, что связи не существует. Единственно возможным выводом по данным результатам является либо необходимость исследования неоднозначности данной многофакторной связи, либо использования других методов исследования. Н.В. В некоторых работах см. Будыко М. И., рассматривается влияние климатических изменений на гидрологические циклы и, как следствие, вырабатываются рекомендаций по экологическому контролю над состоянием водоемов. Оценка влияния климатических факторов на изменчивость гидрологических процессов проводится путем построения статистических зависимостей между гидрологическими процессами и непосредственно факторами, характеризующими изменения климата, в качестве которых, так же как и в вышеописанных методах, используются атмосферные осадки и температура воздуха. Таким образом, все более очевидна необходимость учета изменчивости климата при моделировании гидрологических процессов. Однако до настоящего времени пожалуй единственной грамотной попыткой сделать это остается работа Хорбаладзе М. А., при создании моделей влияния температуры воздуха и осадков на уровень озер, на основе среднегодовых данных. Моделей, учитывающих влияние климатических факторов, а также внутригодовую изменчивость гидрологических и климатических процессов до настоящего времени не существует. Этот пробел и призвана восполнить настоящая работа. В заключении сформулируем основные принципы, которым должна удовлетворять стохастическая модель гидрологического процесса. В модели необходимо учитывать климатические показатели. Моделирование должно вестись с учетом годового хода и межгодовой изменчивости природных процессов. Модель должна учитывать многокомпонентность исследуемой системы. Предположение стационарности зачастую является ключевым при исследовании природных процессов, таких как среднегодовой уровень озера, среднегодовая температура воздуха, годовая сумма осадков и т. Поэтому обзор типов случайных процессов, используемых в гидрологии естественно начать с одномерных скалярных стационарных случайных процессов, среди которых наибольшее значение имеют линейные стационарные случайные процессы. Так как далее в работе рассматриваются только случайные последовательности, под термином случайный процесс будем понимать случайный процесс с дискретным временем. Определение. Случайный процесс 0 ,1,2,. Процесс 0 является физически реализуемым фильтром, если Ь0 при КО, т. Хь,ф. В дискретном случае функцию Ь, называют передаточной функцией системы. Передаточная функция системы связана с частотной характеристикой Н0 преобразованием Фурье
Ьт НГсхряйп.