ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ КЛИМАТА ЗЕМЛИ ЗА ПОСЛЕДНЕЕ ТЫСЯЧЕЛЕТИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4
ЧАСТЬ I. СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МЕЖВЕКОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ КЛИМАТА НА ПЛАНЕТЕ 7
1.1. Определение климата и его межвековой изменчивости 7
1.2. Основные современные исследования климата 10
1.3. Оценка степени изученности климатических изменений на
планете за последнее тысячелетие 13
1.4. Выводы по главе 22
ЧАСТЬ II. МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА ИССЛЕДОВАНИЙ 24
2.1. Элементарная статистика 25
2.1.1. Среднее 25
2.1.2. Амплитуда колебаний 25
2.1.3. Дисперсия 26
2.1.4. Среднеквадратическое отклонение 26
2.1.5. Коэффициент асимметрии 26
2.1.6. Коэффициент эксцесса 27
2.2. Спектральный анализ 29
2.3. Вейвлет-анализ 33
2.3.1. Вейвлет-преобразование 33
2.3.2. Виды вейвлетов 36
2.3.3. Интерпретация результатов 38
2.4. Выводы по главе 41
ЧАСТЬ III. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ РАСЧЕТОВ 43
3.1. Элементарная статистика 44
3.2. Анализ внутренней структуры исследуемых рядов 46
3.2.1. Свойства внутренней структуры ряда содержания кальция 47
3.2.2. Свойства внутренней структуры ряда содержания дейтерия 50
3.2.3. Свойства внутренней структуры ряда содержания хлора 54
3.2.4. Свойства внутренней структуры ряда значений температуры 58
3.2.5. Свойства внутренней структуры ряда количества осадков 61
3.3. Выводы по главе 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Купить

На протяжении всей своей истории, вне зависимости от эпохи и уровня развития науки и техники, человечество нуждалось в прогнозах погоды для обеспечения комфортного существования. Благодаря потребности в прогнозах погоды возникла и начала развиваться наука климатология, предметом изучения которой является состояние климата в прошлом, настоящем и будущем планеты.
Одной из основных задач климатологии и гидрометеорологии в целом является прогнозирование климата будущего. Для моделирования климатических процессов в будущем и успешного прогнозирования погодных явлений необходимо иметь представление о том, какой характер имеет изменчивость климата в настоящем, и какой характер она имела в течение прошлых геологических эпох, на протяжении всей истории существования планеты. Формулирование общей гипотезы формирования климатической изменчивости является актуальной задачей для прогнозирования будущих климатических изменений. В свою очередь, для формулирования подобных гипотез необходимо исследовать современный климат, а также палеоклимат.
Таким образом, исследование изменчивости климата прошлого и настоящего и выявление закономерностей представляется весьма актуальным и необходимо не только в целях решения таких бытовых задач, как обеспечение общественности ежедневным прогнозом погоды, но также и для дальнейших глобальных исследований климата планеты, построения математических моделей и прогнозирования изменчивости климата с большой заблаговременностью.
Объект исследования - климат планеты.
Предмет исследования - гидрометеорологические временные ряды.
Инструмент исследования - аналитические и прогностические статистические методы.
Цель работы: выявление закономерностей в изменчивости климата Земли за последние 2000 лет.
Задачи работы:
1. Элементарная статистика
2. Выявление закономерностей
3. Фильтрация энегронесущих частот
4. Определение возможности аппроксимации и интерполяции статистическими методами
Научная новизна исследования
1. Формулирование гипотез о природе изменчивости климата;
2. Выявление закономерностей в изменчивости климата за последнее тысячелетие
3. Выявление взаимосвязи в изменчивости некоторых климатических параметров
4. Определение возможности прогнозирования климатических изменений с большой заблаговременностью (порядка 50-100 лет)
Исходные данные
В качестве исходных в данной работе были использованы следующие данные:
1. Геохимические данные из кернов, взятых на леднике Восточный
Ронгбук, Гималаи, Южная Азия, гора Эверест, 2002 год. Географические координаты: 28.03°N, 86.96°E; высота 6518 м,
глубина бурения 108 м. Авторы: Susan Kaspari, Paul Mayewski, Shichang Kang and Shugui Hou, NOAA/NCDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA [3].
Данные за период 997 - 1997г., осреднены за 5 лет.
1.1. Ряд значений содержания кальция, Ca, мкг/л
1.2. Ряд значений содержания хлора, Cl, мкг/л
1.3. Ряд значений содержания дейтерия, 5D, %о
2. Данные о тропических осадках за последние 2000 лет, с 2000г. bp (50 лет до н.э.) по -50г. bp (2000 год). Авторы: Franziska A. Lechleitner, Sebastian F.M. Breitenbach, Kira Rehfeld, Harriet E. Ridley, Yemane Asmerom, Keith M., World Data Service for Paleoclimatology, Boulder, NOAA Paleoclimatology Program, 2017г. Данные осреднены за 10 лет [4].
3. Данные о температуре за последние 2000 лет, с 5 по 1995 г. Darrell S. Kaufman, Northern Arizona University, 2009 год. Данные осреднены за 10 лет. T=(Mean NormalizedProxy-0.857)/1.936 [5].

Купить