Изменение климатических характеристик в занятном секторе российской Аркамкн
|
Введение 3
Глава 1. Физико-географическое описание исследуемого региона 5
1.1 Территория западного сектора Российской Арктики 5
1.2 Климат региона 7
1.3 Рельеф региона 11
Глава 2. Методика оценки изменения климатических характеристик 14
2.1 Источники данных для исследования 14
2.2 Методика оценки изменения климата западного сектора российской Арктики 18
Глава 3. Оценка изменений температур воздуха в январе 27
3.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений 27
3.2 Пространственное обобщение показателей нестационарности 30
Глава 4. Оценка изменений температур воздуха в апреле 35
4.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений за апрель 35
4.2 Пространственное обобщение показателей нестационарности 38
Глава 5. Оценка изменений температур воздуха в июле 43
5.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений за июль 43
5.2 Пространственное обобщение показателей стационарности 45
Глава 6. Оценка изменений температур воздуха в октябре 51
6.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений за октябрь 51
6.2 Пространственное обобщение показателей стационарности 54
Глава 7. Оценка изменений температур воздуха за среднегодовые значения 59
7.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений 59
7.2 Пространственное обобщение показателей нестационарности 62
Заключение 66
Литература
Глава 1. Физико-географическое описание исследуемого региона 5
1.1 Территория западного сектора Российской Арктики 5
1.2 Климат региона 7
1.3 Рельеф региона 11
Глава 2. Методика оценки изменения климатических характеристик 14
2.1 Источники данных для исследования 14
2.2 Методика оценки изменения климата западного сектора российской Арктики 18
Глава 3. Оценка изменений температур воздуха в январе 27
3.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений 27
3.2 Пространственное обобщение показателей нестационарности 30
Глава 4. Оценка изменений температур воздуха в апреле 35
4.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений за апрель 35
4.2 Пространственное обобщение показателей нестационарности 38
Глава 5. Оценка изменений температур воздуха в июле 43
5.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений за июль 43
5.2 Пространственное обобщение показателей стационарности 45
Глава 6. Оценка изменений температур воздуха в октябре 51
6.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений за октябрь 51
6.2 Пространственное обобщение показателей стационарности 54
Глава 7. Оценка изменений температур воздуха за среднегодовые значения 59
7.1 Результаты моделирования временных рядов в пунктах наблюдений 59
7.2 Пространственное обобщение показателей нестационарности 62
Заключение 66
Литература
Изменение климата - одна из самых важнейших глобальных проблем и особенно этот вопрос актуален для арктического региона
Арктика является уникальным регионом в части формирования температурного режима, она играет роль «кухни погоды». В северных регионах протекают процессы, воздействующие на окружающую среду в глобальном масштабе, и служат индикаторами глобальных природных изменений, в особенности климатических сдвигов. Наибольшее глобальное повышение средней температуры у поверхности Земли во время «кульминации» потепления составляло 0,6°С. Температурные повышения в Арктике происходят примерно в полтора-два раза быстрее, чем в других частях планеты, а за последние 10 лет в этом арктическом регионе температура повысилась в среднем более чем на 10 градусов.
На севере, помимо повышения температуры воздуха, наблюдается уменьшение ледяного покрова, увеличение стока рек и деградация многолетней мерзлоты. При этом отмечается тенденция, что потепление в летний период происходит стремительнее чем в холодный.
Со стороны мирового сообщества уделено большое внимание изучению глобального изменения климата, создан ряд межгосударственных организаций для взаимного сотрудничества по данному вопросу. Тема полноценной оценки климатических изменений всей Арктики и отдельных её частей является актуальной не только для России, но и для всего мира.
Целью настоящей работы является выявление климатических изменений на основе данных температур приземного воздуха на метеостанциях западной части российской Арктики, пространственно-визуальное обобщение проведенного исследования. В работе также проведена оценка эффективности нестационарных моделей ступенчатых изменений и линейного тренда, а также проведено сравнение многолетних данных с рядом данных с 1960 года.
Объектами исследования являются данные по многолетним наблюдениям за температурой воздуха на метеостанциях западного сектора российской Арктики.
Предмет исследования: температурные изменения в западном секторе российской Арктики.
Для достижения поставленной цели, необходимо было выполнить следующие задачи:
1) Собрать многолетние данные среднемесячных температур по 32 станциям
2) Оценить эффективность моделей ступенчатых изменений и линейных трендов, эффективности коэффициентов корреляции
3) Построить графики и карты изменения температур и показателей нестационарности
4) Произвести анализ общих тенденций температурного режима и его изменений
Структура работы: работа содержит 7 глав. В первой главе даётся характеристики физико-географических и климатических условий. Во второй главе описывается методика исследования. С третьей по шестую главу анализируются показатели нестационарности и температурных тенденций за январь, апрель, июль, октябрь, а в седьмой оценивается по среднегодовым значениям.
Арктика является уникальным регионом в части формирования температурного режима, она играет роль «кухни погоды». В северных регионах протекают процессы, воздействующие на окружающую среду в глобальном масштабе, и служат индикаторами глобальных природных изменений, в особенности климатических сдвигов. Наибольшее глобальное повышение средней температуры у поверхности Земли во время «кульминации» потепления составляло 0,6°С. Температурные повышения в Арктике происходят примерно в полтора-два раза быстрее, чем в других частях планеты, а за последние 10 лет в этом арктическом регионе температура повысилась в среднем более чем на 10 градусов.
На севере, помимо повышения температуры воздуха, наблюдается уменьшение ледяного покрова, увеличение стока рек и деградация многолетней мерзлоты. При этом отмечается тенденция, что потепление в летний период происходит стремительнее чем в холодный.
Со стороны мирового сообщества уделено большое внимание изучению глобального изменения климата, создан ряд межгосударственных организаций для взаимного сотрудничества по данному вопросу. Тема полноценной оценки климатических изменений всей Арктики и отдельных её частей является актуальной не только для России, но и для всего мира.
Целью настоящей работы является выявление климатических изменений на основе данных температур приземного воздуха на метеостанциях западной части российской Арктики, пространственно-визуальное обобщение проведенного исследования. В работе также проведена оценка эффективности нестационарных моделей ступенчатых изменений и линейного тренда, а также проведено сравнение многолетних данных с рядом данных с 1960 года.
Объектами исследования являются данные по многолетним наблюдениям за температурой воздуха на метеостанциях западного сектора российской Арктики.
Предмет исследования: температурные изменения в западном секторе российской Арктики.
Для достижения поставленной цели, необходимо было выполнить следующие задачи:
1) Собрать многолетние данные среднемесячных температур по 32 станциям
2) Оценить эффективность моделей ступенчатых изменений и линейных трендов, эффективности коэффициентов корреляции
3) Построить графики и карты изменения температур и показателей нестационарности
4) Произвести анализ общих тенденций температурного режима и его изменений
Структура работы: работа содержит 7 глав. В первой главе даётся характеристики физико-географических и климатических условий. Во второй главе описывается методика исследования. С третьей по шестую главу анализируются показатели нестационарности и температурных тенденций за январь, апрель, июль, октябрь, а в седьмой оценивается по среднегодовым значениям.
По итогам проведённого исследования можно сделать ряд выводов:
1. Сформирована комплексная база данных приземного воздуха для среднегодовых температур и среднемесячных температур для центральных месяцев сезона (январь, апрель, июль, октябрь) по западной части российской Арктики.
2. Дана надежная оценка качеству температурных изменений по 32 метеостанциям в районе от Шпицбергена до Северной Земли благодаря продолжительной выборке данных с метеостанций (1900-2018).
3. Нестационарные эффективные модели проявляются не на всей исследуемой территории, значения коэффициентов повышаются с продвижением на север к полюсу. Наиболее эффективные модели линейного тренда и моделей ступенчатых изменений в зимний и весенний периоды. Летом значения моделей практически на всей территории являются неэффективными, а значения нестационарностей смещены на материк. В осенний период территория с эффективными моделями более обширна и занимает территорию от Республики Коми до Новой Земли.
4. Исследования температурного режима показали, что в зимний и весенний периоды происходят наибольшие изменения. В январе и апреле температура на территориях, близких к полюсу выросла на 7-9, в прибрежных зонах Карского моря температура повысилась на 3-4, на юго-востоке региона наименьшие изменения, на 1,5 С. С продвижением на север отмечается тенденция роста средних температур.
5. В июле наблюдаются наименьшие в году колебания и центр температурных изменений смещен с приполярных территорий в сторону Кольского полуострова, Нененецкого автономного округа и материковой части Архангельской области с повышением температуры на 1,5 - 2, во внутренней Арктике температура повысилась на 0,5 С
6. Осенью очаг температурного повышения более обширный и занимает западную часть до Новой Земли. А минимальные изменения температурного режима в октябре отмечаются на востоке региона. На станциях им. Е.К.Фёдорова, Русский, Голомянный температура повысилась не более чем на 1°С. На станциях Кольского полуострова температура повысилась на 2-3°С, на приполярных станциях (ОГМС им. Э.Т.Кренкеля, остров Визе) температура повысилась на 3,5°С - 4,5°С
7. Анализ рядов с данными о начале потепления показали что в районе Кольского полуострова потепление фиксировалось в конце 90-х годов, по мере течения времени потепление продвинулось на восток, и в 2005г постоянное потепление отмечалось на станции им. Е.К.Фёдорова (Северная Земля).
8. При сравнении двух моделей нестационарности показало, что модель ступенчатых изменений эффективнее, чем модель линейного тренда.
9. Анализ данных за период с 1960 года дал более эффективные модели и коэффициентов корреляции.
1. Сформирована комплексная база данных приземного воздуха для среднегодовых температур и среднемесячных температур для центральных месяцев сезона (январь, апрель, июль, октябрь) по западной части российской Арктики.
2. Дана надежная оценка качеству температурных изменений по 32 метеостанциям в районе от Шпицбергена до Северной Земли благодаря продолжительной выборке данных с метеостанций (1900-2018).
3. Нестационарные эффективные модели проявляются не на всей исследуемой территории, значения коэффициентов повышаются с продвижением на север к полюсу. Наиболее эффективные модели линейного тренда и моделей ступенчатых изменений в зимний и весенний периоды. Летом значения моделей практически на всей территории являются неэффективными, а значения нестационарностей смещены на материк. В осенний период территория с эффективными моделями более обширна и занимает территорию от Республики Коми до Новой Земли.
4. Исследования температурного режима показали, что в зимний и весенний периоды происходят наибольшие изменения. В январе и апреле температура на территориях, близких к полюсу выросла на 7-9, в прибрежных зонах Карского моря температура повысилась на 3-4, на юго-востоке региона наименьшие изменения, на 1,5 С. С продвижением на север отмечается тенденция роста средних температур.
5. В июле наблюдаются наименьшие в году колебания и центр температурных изменений смещен с приполярных территорий в сторону Кольского полуострова, Нененецкого автономного округа и материковой части Архангельской области с повышением температуры на 1,5 - 2, во внутренней Арктике температура повысилась на 0,5 С
6. Осенью очаг температурного повышения более обширный и занимает западную часть до Новой Земли. А минимальные изменения температурного режима в октябре отмечаются на востоке региона. На станциях им. Е.К.Фёдорова, Русский, Голомянный температура повысилась не более чем на 1°С. На станциях Кольского полуострова температура повысилась на 2-3°С, на приполярных станциях (ОГМС им. Э.Т.Кренкеля, остров Визе) температура повысилась на 3,5°С - 4,5°С
7. Анализ рядов с данными о начале потепления показали что в районе Кольского полуострова потепление фиксировалось в конце 90-х годов, по мере течения времени потепление продвинулось на восток, и в 2005г постоянное потепление отмечалось на станции им. Е.К.Фёдорова (Северная Земля).
8. При сравнении двух моделей нестационарности показало, что модель ступенчатых изменений эффективнее, чем модель линейного тренда.
9. Анализ данных за период с 1960 года дал более эффективные модели и коэффициентов корреляции.