Исследование связи между приземной температурой и температурой на поверхности 850гПа для территории Китая
|
Сокращения 2
Введение 3
1. ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА 6
1.1 Характеристики температуры воздуха 6
1.1.1 Единицы измерения температуры 7
1.1.2 Минимальная и максимальная температура воздуха 8
1.1.3 Температура воздуха в прогнозах погоды общего назначения 9
1.2 Основные методы прогноза приземной температуры воздуха 12
1.2.1 Метод Куприянова 15
1.2.2 Полуэмпирические формулы 17
2. ТЕРРИТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 19
2.1 Географическое положение 20
2.2 Климат 21
2.3 Краткое физико-географическое и климатическое описание г.Пекин 19
2.4 Краткое физико-географическое и климатическое описание г.Чунцин 26
2.5 Краткое физико-географическое и климатическое описание г.Хайкоу 28
3. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 29
3.1 Ход выполнения работы 30
3.2 Результаты исследований для г.Пекин 29
3.3 Результаты исследований для г. Чунцин 31
3.4 Результаты исследований для г. Хайкоу 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
Введение 3
1. ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА 6
1.1 Характеристики температуры воздуха 6
1.1.1 Единицы измерения температуры 7
1.1.2 Минимальная и максимальная температура воздуха 8
1.1.3 Температура воздуха в прогнозах погоды общего назначения 9
1.2 Основные методы прогноза приземной температуры воздуха 12
1.2.1 Метод Куприянова 15
1.2.2 Полуэмпирические формулы 17
2. ТЕРРИТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 19
2.1 Географическое положение 20
2.2 Климат 21
2.3 Краткое физико-географическое и климатическое описание г.Пекин 19
2.4 Краткое физико-географическое и климатическое описание г.Чунцин 26
2.5 Краткое физико-географическое и климатическое описание г.Хайкоу 28
3. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 29
3.1 Ход выполнения работы 30
3.2 Результаты исследований для г.Пекин 29
3.3 Результаты исследований для г. Чунцин 31
3.4 Результаты исследований для г. Хайкоу 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
Температура воздуха относится к важнейшим показателям состояния атмосферы.
Информация о температуре воздуха, а также её прогноз в настоящее время являются востребованными во многих сферах деятельности человека.
Работа сферы сельского хозяйства особенно подвержена влиянию температуры воздуха. Заморозки в вегетационный период, а также очень высокие или очень низкие температуры могут быть губительны для урожая.
Резкие перепады температуры, продолжительные волны жары или холода отрицательно сказываются на самочувствии метеозависимых людей.
Для некоторых видов работ существуют ограничения по температуре.
Например, в авиации, при температуре воздуха выше +25 град. С и ниже -
30 град. С вводятся ограничения для выполнения полётов определенными воздушными судами.
Работников коммунальных служб также интересует вопрос о температуре на ближайшие сутки для рационального использования теплоресурсов и немаловажно знать прогноз на отопительный сезон в целом.
Информация об изменении температуры воздуха является основой для понимания таких процессов глобального масштаба, как современное изменение климата в целом.
И если для обывателя информация о температуре воздуха - это всего лишь вопрос о том, какую одежду надеть для выхода из дома, то для синоптиков это ежедневный ответственный труд.
А своевременное обеспечение потребителей метеоинформации точными прогнозами температуры воздуха поможет предотвратить возможные негативные последствия и минимизировать экономические потери.
В связи с этим очень важно развивать точность прогнозирования приземной температуры воздуха и увеличивать заблаговременность её надёжного прогноза.
В данной работе исследуется связь между температурой воздуха у земли и на поверхности 850 гПа, а также возможность установления линейной зависимости этих величин, для территории Китая.
Актуальность работы состоит в следующем. Несмотря на развитие методов и технологий прогноза погоды с целом и её основных метеоэлементов, до сих пор существуют ошибки в прогнозах. Что касается температуры воздуха, то ошибка в 1-2 градуса, особенно при температурах около 0 градусов, может привести к весьма сложным ситуациям. При прогнозе температуры воздуха у земли синоптику нужно учитывать множество факторов, таких как количество облачности, местные особенности и синоптическую обстановку в целом. Прогноз температуры воздуха на поверхности 850 гПа более стабилен. На этой высоте (около 1500 м) влияние подстилающей поверхности на температуру воздуха уже не сказывается. Поэтому важно, имея прогноз температуры воздуха на поверхности 850 гПа, иметь метод прогноза температуры воздуха у земли, использующий связь этих температур.
Цель работы: выявить связь между приземной температурой воздуха и температурой на поверхности 850 гПа и оценить возможность прогнозирования температуры воздуха у земли по температуре воздуха на поверхности 850 гПа для территории Китая.
Задачи для выполнения поставленной цели:
- изучить методы прогноза температуры воздуха у земли по температуре воздуха на поверхности 850 гПа;
- изучить физико-географические и климатические условия Китая
- подготовить исходный материал для систематизации и анализа связи между температурой воздуха у земли и на поверхности 850 гПа;
- выявить связь и оценить возможность прогноза приземной температуры воздуха по температуре на поверхности 850 гПа по полуэмпирической формуле.
Для решения поставленных задач использовались различные литературные источники. Кроме этого, были использованы данные приземной наблюдательной сети и данные аэрологического зондирования атмосферы за период с 01.01.2018 г. по 31.12.2018 г.
Работа состоит из введения, трёх разделов, заключения, списка использованных источников, приложения А (исходные данные).
В первом разделе рассматриваются основные характеристики температуры воздуха и методы её прогноза.
Второй раздел посвящён краткому физико-географическому и климатическому описанию района проводимых исследований.
Третий раздел включает в себя описание исходных данных, результаты их систематизации и анализа, а также данные расчетов приземной температуры воздуха по полуэмпирической формуле для территории Китая.
Информация о температуре воздуха, а также её прогноз в настоящее время являются востребованными во многих сферах деятельности человека.
Работа сферы сельского хозяйства особенно подвержена влиянию температуры воздуха. Заморозки в вегетационный период, а также очень высокие или очень низкие температуры могут быть губительны для урожая.
Резкие перепады температуры, продолжительные волны жары или холода отрицательно сказываются на самочувствии метеозависимых людей.
Для некоторых видов работ существуют ограничения по температуре.
Например, в авиации, при температуре воздуха выше +25 град. С и ниже -
30 град. С вводятся ограничения для выполнения полётов определенными воздушными судами.
Работников коммунальных служб также интересует вопрос о температуре на ближайшие сутки для рационального использования теплоресурсов и немаловажно знать прогноз на отопительный сезон в целом.
Информация об изменении температуры воздуха является основой для понимания таких процессов глобального масштаба, как современное изменение климата в целом.
И если для обывателя информация о температуре воздуха - это всего лишь вопрос о том, какую одежду надеть для выхода из дома, то для синоптиков это ежедневный ответственный труд.
А своевременное обеспечение потребителей метеоинформации точными прогнозами температуры воздуха поможет предотвратить возможные негативные последствия и минимизировать экономические потери.
В связи с этим очень важно развивать точность прогнозирования приземной температуры воздуха и увеличивать заблаговременность её надёжного прогноза.
В данной работе исследуется связь между температурой воздуха у земли и на поверхности 850 гПа, а также возможность установления линейной зависимости этих величин, для территории Китая.
Актуальность работы состоит в следующем. Несмотря на развитие методов и технологий прогноза погоды с целом и её основных метеоэлементов, до сих пор существуют ошибки в прогнозах. Что касается температуры воздуха, то ошибка в 1-2 градуса, особенно при температурах около 0 градусов, может привести к весьма сложным ситуациям. При прогнозе температуры воздуха у земли синоптику нужно учитывать множество факторов, таких как количество облачности, местные особенности и синоптическую обстановку в целом. Прогноз температуры воздуха на поверхности 850 гПа более стабилен. На этой высоте (около 1500 м) влияние подстилающей поверхности на температуру воздуха уже не сказывается. Поэтому важно, имея прогноз температуры воздуха на поверхности 850 гПа, иметь метод прогноза температуры воздуха у земли, использующий связь этих температур.
Цель работы: выявить связь между приземной температурой воздуха и температурой на поверхности 850 гПа и оценить возможность прогнозирования температуры воздуха у земли по температуре воздуха на поверхности 850 гПа для территории Китая.
Задачи для выполнения поставленной цели:
- изучить методы прогноза температуры воздуха у земли по температуре воздуха на поверхности 850 гПа;
- изучить физико-географические и климатические условия Китая
- подготовить исходный материал для систематизации и анализа связи между температурой воздуха у земли и на поверхности 850 гПа;
- выявить связь и оценить возможность прогноза приземной температуры воздуха по температуре на поверхности 850 гПа по полуэмпирической формуле.
Для решения поставленных задач использовались различные литературные источники. Кроме этого, были использованы данные приземной наблюдательной сети и данные аэрологического зондирования атмосферы за период с 01.01.2018 г. по 31.12.2018 г.
Работа состоит из введения, трёх разделов, заключения, списка использованных источников, приложения А (исходные данные).
В первом разделе рассматриваются основные характеристики температуры воздуха и методы её прогноза.
Второй раздел посвящён краткому физико-географическому и климатическому описанию района проводимых исследований.
Третий раздел включает в себя описание исходных данных, результаты их систематизации и анализа, а также данные расчетов приземной температуры воздуха по полуэмпирической формуле для территории Китая.
При выполнении работы были выполнены следующие задачи:
- изучены методы прогноза температуры воздуха у земли по температуре воздуха на поверхности 850гПа;
Наряду с методами прогноза температуры воздуха у земли, учитывающими различные изменения воздушной массы вдоль траектории (и другие факторы), используются методы прогноза температуры у земли по температуре воздуха на поверхности 850 гПа. Коэффициенты в полуэмпирических формулах подбираются для каждой станции индивидуально.
- изучены физико-географические и климатические условия Китая
Климат Китая очень разнообразен — от субтропического на юге до умеренного климата на севере. На побережье погода определяется муссонами.
Большие разницы по широте, долготе и высоте на территории Китая порождают большое разнообразие температурных и метеорологических режимов.
- подготовлен исходный материал для систематизации и анализа связи между температурой воздуха у земли и на поверхности 850 гПа;
В качестве исходных данных был использован архив фактических данных наземной наблюдательной сети и данных аэрологического зондирования атмосферы за период 01.01.2018г.-31.12.2018г. по трём станциям на территории Китая. Это данные по максимальной и минимальной температуре за каждый день, данные приземной температуры и температуры на поверхности 850 гПа за 00 UTC и 12 UTC каждого дня. Итого было отобрано 730 результатов аэрологических наблюдении, 365 наблюдений за максимальной и 365 наблюдений за минимальной температурой воздуха у земли по каждой станции
- выявлена связь и оценена возможность прогноза приземной температуры воздуха по температуре на поверхности 850 гПа п полуэмпирической формуле.
По полученным результатам можно сделать основные выводы.
Для территории Китая, в исследуемых регионах, хорошо прослеживается связь между приземной температурой воздуха и температурой на поверхности 850 гПа. Наиболее хорошо она выражена в тёплый период в северной и центральной части. По югу связь также хорошо выражена и не связана с определённым сезоном. Связь хорошо прослеживается и по данным за 00UTC и по данным за 12UTC. Это подтверждается результатами расчёта коэффициентов корреляции для каждого города и каждого месяца.
Что касается возможности прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха у земли по данным зондирования. Для каждого города и каждого сезона были получены эмпирические коэффициенты k1 и k2 для перехода от температура на поверхности 850гПа по данным зондирования к максимальной и минимальной температуре. Исследуя среднеквадратическое отклонение этих величин внутри каждого месяца, можно сказать, что по территории Китая можно использовать найденные коэффициенты в тёплый период года.
Дальнейшая работа будет направлена на расширение периода исследований, на уточнение полученных коэффициентов с учётом синоптической ситуации и количества облачности и на проверку полученных результатов по контрольной выборке. Кроме того, можно продолжить исследования по уточнению полученных коэффициентов, используя прогностическую (по гидродинамической модели) температуру на поверхности 850 гПа на момент ожидаемой минимальной и максимальной температуры.
- изучены методы прогноза температуры воздуха у земли по температуре воздуха на поверхности 850гПа;
Наряду с методами прогноза температуры воздуха у земли, учитывающими различные изменения воздушной массы вдоль траектории (и другие факторы), используются методы прогноза температуры у земли по температуре воздуха на поверхности 850 гПа. Коэффициенты в полуэмпирических формулах подбираются для каждой станции индивидуально.
- изучены физико-географические и климатические условия Китая
Климат Китая очень разнообразен — от субтропического на юге до умеренного климата на севере. На побережье погода определяется муссонами.
Большие разницы по широте, долготе и высоте на территории Китая порождают большое разнообразие температурных и метеорологических режимов.
- подготовлен исходный материал для систематизации и анализа связи между температурой воздуха у земли и на поверхности 850 гПа;
В качестве исходных данных был использован архив фактических данных наземной наблюдательной сети и данных аэрологического зондирования атмосферы за период 01.01.2018г.-31.12.2018г. по трём станциям на территории Китая. Это данные по максимальной и минимальной температуре за каждый день, данные приземной температуры и температуры на поверхности 850 гПа за 00 UTC и 12 UTC каждого дня. Итого было отобрано 730 результатов аэрологических наблюдении, 365 наблюдений за максимальной и 365 наблюдений за минимальной температурой воздуха у земли по каждой станции
- выявлена связь и оценена возможность прогноза приземной температуры воздуха по температуре на поверхности 850 гПа п полуэмпирической формуле.
По полученным результатам можно сделать основные выводы.
Для территории Китая, в исследуемых регионах, хорошо прослеживается связь между приземной температурой воздуха и температурой на поверхности 850 гПа. Наиболее хорошо она выражена в тёплый период в северной и центральной части. По югу связь также хорошо выражена и не связана с определённым сезоном. Связь хорошо прослеживается и по данным за 00UTC и по данным за 12UTC. Это подтверждается результатами расчёта коэффициентов корреляции для каждого города и каждого месяца.
Что касается возможности прогноза минимальной и максимальной температуры воздуха у земли по данным зондирования. Для каждого города и каждого сезона были получены эмпирические коэффициенты k1 и k2 для перехода от температура на поверхности 850гПа по данным зондирования к максимальной и минимальной температуре. Исследуя среднеквадратическое отклонение этих величин внутри каждого месяца, можно сказать, что по территории Китая можно использовать найденные коэффициенты в тёплый период года.
Дальнейшая работа будет направлена на расширение периода исследований, на уточнение полученных коэффициентов с учётом синоптической ситуации и количества облачности и на проверку полученных результатов по контрольной выборке. Кроме того, можно продолжить исследования по уточнению полученных коэффициентов, используя прогностическую (по гидродинамической модели) температуру на поверхности 850 гПа на момент ожидаемой минимальной и максимальной температуры.