ВВЕДЕНИЕ 3
Задачи и цель работы 4
Глава 1. Физико-географическое описание Казахстан 5
1.1 Рельеф 6
1.2 Климат 11
1.3 Температура и влажности воздуха 13
1.4 Атмосферные осадки 15
1.5 Снежный покров 16
1.6 Ветер 17
1.7 Водные ресурсы 17
1.8 Исходные данные 20
1.8.1 Ежедневные данные об осадках и температуре 20
Глава 2.Математический аппарат 25
2.1 Математическая модель снегозапасов 25
2.2 Поиск решения в программе Excel 26
2.3 Переопределенная система линейных уравнений 27
2.4 Критерии S/o 29
Глава З.Расчет снегозапасов 37
3.1 Расчет запаса воды в снеге 37
ВЫВОДЫ 43
Список используемой литературы 45
Приложение
В данной выпускной квалификационной работе мы изучим формирования и распределения снежного покрова по территории Казахстана, определение запаса снега в последние месяцы зимы, перед началом снеготаяния в пределах речных бассейнов имеет большое практичное значение, так как запас снега это основной фактор пополнения вод и формирования объема весеннего стока.
Снежный покров - один из наиболее распространенных и динамичных природных объектов. Сравнительно редкая сеть станций и постов делает задачу обобщения данных по снегозапасам, температуре и осадкам весьма затруднительной, но в то же время важной и актуальной. Он представляет собой как мощный климатообразующий фактор, так и важный гидрологический ресурс. Для значительной части территории Казахстана половодье, вызванное таянием снежного покрова, - характерная особенность водного режима рек. Важнейшая характеристика снежного покрова, используемая в долгосрочных прогнозах стока талых вод - запас воды в снежном покрове. С развитием технологий дистанционного (спутникового) зондирования в последние десятилетия исследуется вопрос об использовании спутниковых данных для системы мониторинга состояния поверхности Земли. Актуальность использования спутниковых измерений пассивного СВЧ-излучения связана с тремя принципиально важными их преимуществами.
1. Универсальность.
Данные измерений уходящего микроволнового излучения могут быть использованы для дистанционной индикации параметров атмосферы, подстилающей поверхности, верхнего слоя грунта и снежного покрова (в зависимости от выбора частот зондирования);
2. Всепогодность.
На длинах волн порядка нескольких сантиметров и более облака практически не влияют на перенос микроволнового излучения;
3. Высокое пространственно-временное разрешение наблюдений.
Существенным недостатком спутниковых наблюдений являются неточности восстановленных данных, связанные с влиянием растительности и расчлененности рельефа, с характером снежной толщи - слоистостью, наличием воды и ледяных прослоек, величиной зерна и пороговой мощностью снежного покрова.
Микроволновая СВЧ - радиометрия (пассивная микроволновая съемка), заключается в измерении интенсивности излучения на частотах от 6 до 37 ГГц. Относительная прозрачность атмосферы в микроволновом диапазоне делает эти данные чрезвычайно перспективными для определения параметров снежного покрова, особенно это полезная информации для малонаселенных территорий т.к. другие источники данных там отсутствуют. Климатические факторы, являются основными формирующими факторами снегонакопления: осадки и температура холодного периода, ветер (метелевый перенос), поэтому основой для анализа режима снегонакопления послужили декадные данные снегомерных съемок, средние месячные суммы твердых осадков и среднемесячные температуры холодного периода за период 1977-2008 год.
Цели и задачи данной работы:
Основной целью данной работы является сравнение материалов спутникового зондирования с материалами маршрутных снегомерных съемок за 1977-2008 года на территории Республики Казахстан, для обоснования возможности использования спутниковой информации. Для достижения основной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Создать гидрометеорологическую базу ежедекадных данных с 1977 по 2008 гг. для 11 станций которая включает в себя:
- приземной температуры воздуха,
- осадков,
- материалы маршрутных снегомерных съемок,
- материалы спутникового зондирования (SWE) с 2000 по 2008 гг.
2. По декадным значениям температуры, осадков и измеренных запасов воды в снеге выполнить параметризацию модели формирования снегозапасов для 11 станций.
3. Выполнить анимацию процессов накопления и убывания воды в снеге.
В данной выпускной квалификационной работе мы изучили формирования и распределения снежного покрова по территории Казахстана, определение запаса снега в последние месяцы зимы, перед началом снеготаяния в пределах речных бассейнов.
Актуальность использования спутниковых измерений пассивного СВЧ-излучения связана с тремя принципиально важными их преимуществами.
1. Универсальность.
Данные измерений уходящего микроволнового излучения могут быть использованы для дистанционной индикации параметров атмосферы, подстилающей поверхности, верхнего слоя грунта и снежного покрова (в зависимости от выбора частот зондирования);
2. Всепогодность.
На длинах волн порядка нескольких сантиметров и более облака практически не влияют на перенос микроволнового излучения;
3. Высокое пространственно-временное разрешение наблюдений.
Существенным недостатком спутниковых наблюдений являются неточности восстановленных данных, связанные с влиянием растительности и расчлененности рельефа, с характером снежной толщи - слоистостью, наличием воды и ледяных прослоек, величиной зерна и пороговой мощностью снежного покрова.
Были выполнены следующие задачи:
Основной задачей данной работы является сравнение материалов спутникового зондирования с материалами маршрутных снегомерных съемок за 1977-2008 года на территории Республики Казахстан, для обоснования возможности использования спутниковой информации. Для достижения основной цели решали следующие задачи:
1. Создали гидрометеорологическую базу ежедекадных данных с 1977 по 2008 гг. для 11 станций которая включает в себя:
- приземной температуры воздуха,
- осадков,
- материалы маршрутных снегомерных съемок,
- материалы спутникового зондирования (SWE) с 2000 по 2008 гг.
2. По декадным значениям температуры, осадков и измеренных запасов воды в снеге выполнили параметризацию модели формирования снегозапасов для 11 станций.
3. Для 286 станций выполнен подбор ежедневных запасов воды в снеге по данным спутникового анализа.
4. Выполнена анимация процессов накопления и убывания воды в снеге.
1. Абдакимов, А. История Казахстана (с древнейших времен до наших дней) [Текст] / А. Абдакимов. — Алматы, 2002. — 356 с.
2. Бейсенова, А. В. Физическая география Казахстана [Текст] / А. В. Бейсенова, К. М. Карпеков. — Алма-Ата: Атамура, 2011. — 368 с.
3. Кислов А.В. Связь границы снежного покрова на континентах с
температурой и влажностью воздуха // Метеорология и гидрология,1994, № 8, с. 52-56.
4. Георгиевский Ю.М. Гидрологические прогнозы / Ю.М. Георгиевский, С.В. Шаночкин. - СПб.: Изд-во РГГМУ, 2007.- 436 с.
5. Всероссийский научно-исследовательский институт
гидрометеорологической информации - мировой центр данных ГБУ «ВНИИГМИ-МЦД». - [электронный ресурс]. - М., 2017, - режим доступа: http: //meteo .ru/data/162-1ешрега1иге-ргес1рйа11оп#доступ-к-данным.
6. Шарков Е.А. Пассивное микроволновое зондирование Земли: прошлое, настоящее и планы на будущее // Современные проблемы дистанционного зондирования из космоса: Сб. М., Полиграф сервис, 2004, с. 70-80.
7. Кучмент Л.С., Романов П.Ю., Гельфан А.Н., Демидов В.Н. Оценка характеристик снежного покрова путем совместного использования моделей и спутниковой информации // Исследование Земли из космоса.2009. № 4. С. 1-10.
8. Исаченко, А. Г. Основы ландшафтоведения и физико-географическое районирование [Текст] / А. Г. Исаченко. — М., 1965. — 468 с.
9. Климанов, В. В. География в таблицах [Текст] / В. В. Климанов, О. А. Климанова. — М.: Университет, 1997. — 126 с.
10. Физическая география России и стран бывшего СССР. - [Электронный ресурс]. — М., 2004. - Режим доступа:
www.ecosystema.ru/08nature/world/geoussr/index.html- 14.06.2017