Введение 3
1 Индексы циркуляции 4
1.1 Понятие об общей циркуляции атмосферы 4
1.2 Описание индексов циркуляции атмосферы 6
1.2.1 Индексы северного полушария 6
1.2.1.1 Арктическое колебание (Arctic Oscillation, АО) 6
1.2.1.2 Индексы W, E, C 8
1.2.1.3 Североатлантическое колебание (North Atlantic Oscillation, NAO) 9
1.2.1.4 Западно-Тихоокеанский индекс (West Pacific index, WP) 10
1.2.1.5 Северо-Тихоокеанский индекс (North Pacific Index, NP) 12
1.2.1.6 Тихоокеанский-Североамериканский индекс 14
(Pacific North American Index, PNA)
1.2.2 Индексы южного полушария 16
1.2.2.1 Южная кольцевая мода (Marshall southern annular mode, SAM) 16
1.2.2.2 Южное колебание (South Oscillation Index, SOI и SOI*) 17
2 Данные и методы исследования 19
2.1 Данные исследования 19
2.2 Методы исследования 21
2.3 Проверка данных 24
3 Характер изменения индексов во времени 26
3.1 Годовой ход индексов 26
3.2 Распределение трендов 28
3.3 Исследование ступенчатого характера изменений 29
3.4 Взаимосвязанность циклических колебаний индексов 33
4 Взаимосвязи между индексами 36
4.1 Корреляционные связи между индексами 36
4.2 Изменение корреляционных связей со временем 43
4.3 Выявленные особенности связей индексов 49
Заключение 50
Список использованных источников и литературы 52
Приложение 55
Довольно давно началось активное обсуждение в научном и не научном пространстве темы изменения климата, но до согласия в выводах ещё далеко. В этой работе, одной из многих, исследуется изменение климата, но в этот раз исходя из климатических индексов. А точнее, из небольшого числа индексов, которые являются одними из наиболее показательных в общей циркуляции атмосферы - индексов циркуляции.
Цель работы - оценить проявление изменения климата в индексах циркуляции атмосферы. Исследуются не индексы отдельно, а индексы в целом, чтобы выявить общие черты изменения индексов, и показать через них изменение климата. В этом и состоит особенность этой работы, так как исследуется необычный для публикаций набор индексов.
Для достижения цели решались следующие задачи:
1. Изучить существующую литературу по теме
2. Подобрать методы и программы для достижения цели
3. Проанализировать временной ход индексов на общие закономерности в их изменении
4. Выявить связи между индексами и их изменение
Структурно работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и литературы и двух приложений.
В первой главе приводится литературный обзор исследований используемых в работе индексов, а именно описание проявления циркуляции атмосферы в индексах, описания способов расчета индексов и некоторая информация об их изменении во времени.
Во второй главе приведены методы, используемые в работе, а также обзор данных и их предварительный анализ.
В третьей главе изучается поведение индексов с течением времени: их годовой ход, визуальные тренды, характер изменения во времени и циклические связи.
В четвертой главе выявляются корреляционные связи между индексами и изучается изменения их во времени.
Данные для исследования взяты с сайтов основных групп исследований атмосферы и климата (Climatic Research Unit (CRU); National Oceanic and Atmospheric Administration, (NOAA); National Center for Atmospheric Research (NCAR)).
В работе приводится статистическая обработка данных и анализ полученных результатов...
В работе было сделано много различных заключений, вот некоторые из них:
В пункте 3.2 есть некоторые признаки того, что летние значения индексов уменьшаются, а зимние увеличиваются, и при этом, октябрь почему-то выделяется (нет трендов на увеличение среди индексов и практически всегда показывает тот же тренд, что и годовые значения).
В пункте 3.3 при рассчитывании эффективности модели ступенчатых переходов было обнаружено, что в большом количестве случаев при уменьшении периода найденный год ступенчатого изменения увеличивается, и, как уже было сказано, эффективность модели ступенчатых изменений возрастает, но не всегда, что так же заметно при осреднении по сезонам, а не за весь год. Это может быть проявлением большей нестабильности климата в последние десятилетия, но расчётов, приведённых в этом пункте недостаточно, чтобы делать выводы. Ещё в этом пункте обнаружено, что модель ступенчатых изменений эффективнее летом и весной, а наименее эффективна осенью.
В главе 4 тоже было сделано несколько выводов:
• Продемонстрировано, что нельзя сказать, что географически близкие индексы должны иметь тесную связь с друг другом. Помимо более локальных индексов, которые близки географически, но не показали связь, индекс SAM не показал точной связи с индексами южного полушария, хоть индекс AO и связан с большинством индексов северного полушария.
• Замечено, что среди выявленных связей только коэффициенты между PNA и другими индексами показывали обратную связь.
• Обнаружено, что многие исследованные связи сильнее зимой, но также, есть «намек» на то, что связь зимой уменьшается в пользу летней.
Из работы в целом можно сделать вывод, что
1. Изменения климата в индексах более выражено в летнее время. Зимние значения индексов более стабильно.
2. Индексы меняются во времени, но по большей части не связанно с друг другом.
3. Изменение климата в индексах циркуляции выражено слабо.
Целью данной работы было исследовать проявление изменения климата в индексах циркуляции, или наоборот, изменение индексов как отражение изменения климата. Исходя из проделанной работы, индексы меняются во времени, но по большей части не связанно с друг другом и поэтому, сделать вывод, что индексы показывают яркое изменение климата нельзя, но также нельзя сделать вывод и о обратном, ведь есть некоторые признаки большего изменения в индексах за последние 50 лет, чем было до этого, но так ли это на самом деле, можно будет узнать лишь позднее, с более большим объёмом данных.
