Влияние изменения климата на температуру воздуха в Шри-Ланка
|
ВВЕДЕНИЕ 1
ГЛАВА 1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ШРИ-ЛАНКА 5
1.1. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ 5
1.2. РЕЛЬЕФ 6
1.3. ВЫБРАННЫЕ ПУНКТЫ НАБЛЮДЕНИЙ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РЯДОВ 10
1.6 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 13
ГЛАВА 2 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
ЯНВАРЯ 15
2.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НА СТАНЦИЯХ 15
2.2 АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 19
2.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 23
2.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 26
2.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 27
ГЛАВА 3 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
АПРЕЛЯ 32
3.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НАСТАНЦИЯХ 32
3.2. АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 34
3.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 38
3.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 41
3.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 43
ГЛАВА 4 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
ИЮЛЯ 46
4.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НАСТАНЦИЯХ 46
4.2 АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 49
4.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 54
2.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 56
2.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 57
ГЛАВА 5 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
ОКТЯБРЯ 61
5.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НА СТАНЦИЯХ 61
5.2 АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 64
5.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 69
5.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 71
5.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 80
ГЛАВА 1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ШРИ-ЛАНКА 5
1.1. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ 5
1.2. РЕЛЬЕФ 6
1.3. ВЫБРАННЫЕ ПУНКТЫ НАБЛЮДЕНИЙ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РЯДОВ 10
1.6 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 13
ГЛАВА 2 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
ЯНВАРЯ 15
2.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НА СТАНЦИЯХ 15
2.2 АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 19
2.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 23
2.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 26
2.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 27
ГЛАВА 3 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
АПРЕЛЯ 32
3.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НАСТАНЦИЯХ 32
3.2. АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 34
3.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 38
3.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 41
3.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 43
ГЛАВА 4 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
ИЮЛЯ 46
4.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НАСТАНЦИЯХ 46
4.2 АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 49
4.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 54
2.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 56
2.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 57
ГЛАВА 5 ОЦЕНКА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
ОКТЯБРЯ 61
5.1 РАСЧЕТ СРЕДНИХ МНОГОЛЕТНИХ ТЕМПЕРАТУР НА СТАНЦИЯХ 61
5.2 АНАЛИЗ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 64
5.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ РЯДОВ НА СТАНЦИЯХ 69
5.4. ОБОБЩЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПО ТЕРРИТОРИИ 71
5.5. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ТЕМПЕРАТУРЫ 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 80
Изменение климата, характеризующееся долгосрочными изменениями температуры и погодных условий, представляет собой критическую глобальную проблему с глубокими последствиями для природных и человеческих систем. Республика Шри-Ланка, островное государство, расположенное в Индийском океане, особенно уязвима к этим изменениям из-за своих уникальных географических и климатических характеристик. Понимание воздействия изменения климата на местные погодные условия, особенно температуры, является важным для разработки эффективных стратегий адаптации и смягчения последствий.
В данном исследовании были собраны данные о средних месячных температурах с 1930 по 2022 год с 18 метеорологических станций по всей Шри - Ланке. Для оценки сезонных изменений были выбраны четыре характерных месяца (январь, апрель, июль и октябрь), представляющие различные климатические сезоны. Анализируя средние значения и стандартные отклонения долгосрочных средних температур для этих месяцев, мы стремимся получить представление о региональных климатических характеристиках.
Оценка изменения климата требует понимания общих тенденций и экстремальных событий за последние 90 лет. Это исследование предоставляет обзор этих тенденций и событий с помощью хронологических графиков для 18 станций, распределенных по всей стране.
При изучении долгосрочных временных рядов данных важно понимать основные тенденции и законы. Обычно используются две базовые модели для описания структуры временных рядов за определенный период: стационарные и нестационарные модели. В этом исследовании сравнивается эффективность этих моделей, при этом стационарная модель используется в качестве базовой. Рассматриваются два типа нестационарных моделей: линейный тренд, представляющий монотонное изменение во времени, и ступенчатые переходы, представляющие переходы от одного стационарного состояния к другому.
Для количественной оценки наблюдений данные временного ряда были разделены на две части на основе ступенчатых изменений или линейных трендов. Затем была проведена количественная оценка путем сравнения этих разделенных периодов, что позволило детально проанализировать воздействие изменения климата на температурные показатели Шри-Ланки за последний век.
В данном исследовании были собраны данные о средних месячных температурах с 1930 по 2022 год с 18 метеорологических станций по всей Шри - Ланке. Для оценки сезонных изменений были выбраны четыре характерных месяца (январь, апрель, июль и октябрь), представляющие различные климатические сезоны. Анализируя средние значения и стандартные отклонения долгосрочных средних температур для этих месяцев, мы стремимся получить представление о региональных климатических характеристиках.
Оценка изменения климата требует понимания общих тенденций и экстремальных событий за последние 90 лет. Это исследование предоставляет обзор этих тенденций и событий с помощью хронологических графиков для 18 станций, распределенных по всей стране.
При изучении долгосрочных временных рядов данных важно понимать основные тенденции и законы. Обычно используются две базовые модели для описания структуры временных рядов за определенный период: стационарные и нестационарные модели. В этом исследовании сравнивается эффективность этих моделей, при этом стационарная модель используется в качестве базовой. Рассматриваются два типа нестационарных моделей: линейный тренд, представляющий монотонное изменение во времени, и ступенчатые переходы, представляющие переходы от одного стационарного состояния к другому.
Для количественной оценки наблюдений данные временного ряда были разделены на две части на основе ступенчатых изменений или линейных трендов. Затем была проведена количественная оценка путем сравнения этих разделенных периодов, что позволило детально проанализировать воздействие изменения климата на температурные показатели Шри-Ланки за последний век.
Основные результаты, полученные в работе, состоят в следующим.
1. Сформирована региональная база данных, включающая многолетние ряды среднемесячных температур воздуха по 18 метеостанциям республики Шри-Ланка за общий непрерывный период в 92 года с 1930 по 2022 годы по каждой метеостанции. Причем метеостанции находились как практически на уровне моря на побережьях (высоты от 4 м до 20 м), так и плоскогорьях (высоты от 104 м до 121м) и в горной центральной части острова (высоты от 457 м до 1903 м), что позволило оценить влияние орографии на современные изменения температуры.
2. На основе многолетних практически непрерывных рядов наблюдений рассчитаны средние многолетние значения и их средние квадратические отклонения для температур воздуха характерных месяцев всех четырех сезонов года (январь, апрель, июль, октябрь) и построены их более надежные, чем ранее имевшиеся, карты пространственных распределений.
3. Установлено, что в январе в прохладный сухой сезон северо-восточного муссона средние температуры по острову 24,4°С, изменяясь от 25-26°С на побережьях до 18-20°С и даже до 15°С на плоскогорьях и в горах. Среднее значение СКО=0,61, не зависит от высоты и изменяется от 0,48°С на северо-западе до 0,88°С в центре и на юго-западе.
В апреле в переходный муссонный сезон средние температуры по острову самые высокие в году и равны 27,0°С, изменяясь от 29,8°С на севере до 27,8°С на южных побережьях и понижаясь с высотой от 26°С на плоскогорьях до 16,7°С в горах. Среднее СКО=0,62°С, изменяясь от 0,48°С в горах и на юге до 0,7-0,8°С в центре и на юго-западе.
Летом (июль) в период юго-западного влажного муссона средняя температура по острову 26,5°С и несколько ниже, чем весной, изменяясь от 29,9°С на северо- востоке до 26-27°С на южных побережьях и понижаясь с высотой от 25°С на плоскогорьях до 15,8°С в горах. Среднее СКО=0,64°С, изменяясь от 0,47°С на севере до 0,7-0,9°С на северо-востоке, юго-западе и в горах.
Осенью (октябрь) снова в межмусонный период средняя температура по острову 25,6°С, меньше, чем летом и продолжает падать к зиме, изменяясь от 27,8°С на севере до 26,6°С на южных побережьях и понижаясь с высотой от 25°С на плоскогорьях до 15,8°С в горах. Среднее СКО=0,60°С, изменяясь от 0,43-0,45°С на севере и в горах до 0,87-0,99°С в центральных районах севера.
4. На основе аппроксимации временных рядов моделями нестационарного среднего (линейный тренд и ступенчатые изменения) была дана оценка их эффективности и определены количественные изменения средних температур в °С всех сезонов года за многолетний 92-летний период, а также дана оценка статистической значимости этих климатических изменений в долях от естественных колебаний температуры (СКО). Установлено, что практически во всех частях острова температура выросла, но по разному и в разные сезоны года, а в горных областях температура или практически не изменилась и даже имеет тенденцию к понижению.
5. Для отдельных сезонов года получены следующие оценки климатических изменений температуры.
• В сухой прохладный зимний сезон (январь) средний рост температуры на острове составил 0,6°C, а превышение над СКО имеет место в 66% случаев и в среднем равно 1,0. Наибольший рост температуры от 0,7 до 1,3 °C имел место на побережьях, наименьший на 0.3-0,6°C на северо-востоке, а в горной местности температура практически не изменилась и даже имеет место ее падение до 0,3 °C.
• В межмуссонный самый жаркий сезон года (апрель) средний рост температуры на острове составил 0,6 °C, а превышение над СКО имеет место всего в 28% случаев и в среднем равно 0,8. Наибольший рост температуры от 0,6 до 1,1°C также имел место на побережьях, наименьший на 0.3-0,5°C на северо-востоке, а на плоскогорьях и в горной местности температура практически не изменилась и даже имеет место ее падение до 0,2°C.
...
1. Сформирована региональная база данных, включающая многолетние ряды среднемесячных температур воздуха по 18 метеостанциям республики Шри-Ланка за общий непрерывный период в 92 года с 1930 по 2022 годы по каждой метеостанции. Причем метеостанции находились как практически на уровне моря на побережьях (высоты от 4 м до 20 м), так и плоскогорьях (высоты от 104 м до 121м) и в горной центральной части острова (высоты от 457 м до 1903 м), что позволило оценить влияние орографии на современные изменения температуры.
2. На основе многолетних практически непрерывных рядов наблюдений рассчитаны средние многолетние значения и их средние квадратические отклонения для температур воздуха характерных месяцев всех четырех сезонов года (январь, апрель, июль, октябрь) и построены их более надежные, чем ранее имевшиеся, карты пространственных распределений.
3. Установлено, что в январе в прохладный сухой сезон северо-восточного муссона средние температуры по острову 24,4°С, изменяясь от 25-26°С на побережьях до 18-20°С и даже до 15°С на плоскогорьях и в горах. Среднее значение СКО=0,61, не зависит от высоты и изменяется от 0,48°С на северо-западе до 0,88°С в центре и на юго-западе.
В апреле в переходный муссонный сезон средние температуры по острову самые высокие в году и равны 27,0°С, изменяясь от 29,8°С на севере до 27,8°С на южных побережьях и понижаясь с высотой от 26°С на плоскогорьях до 16,7°С в горах. Среднее СКО=0,62°С, изменяясь от 0,48°С в горах и на юге до 0,7-0,8°С в центре и на юго-западе.
Летом (июль) в период юго-западного влажного муссона средняя температура по острову 26,5°С и несколько ниже, чем весной, изменяясь от 29,9°С на северо- востоке до 26-27°С на южных побережьях и понижаясь с высотой от 25°С на плоскогорьях до 15,8°С в горах. Среднее СКО=0,64°С, изменяясь от 0,47°С на севере до 0,7-0,9°С на северо-востоке, юго-западе и в горах.
Осенью (октябрь) снова в межмусонный период средняя температура по острову 25,6°С, меньше, чем летом и продолжает падать к зиме, изменяясь от 27,8°С на севере до 26,6°С на южных побережьях и понижаясь с высотой от 25°С на плоскогорьях до 15,8°С в горах. Среднее СКО=0,60°С, изменяясь от 0,43-0,45°С на севере и в горах до 0,87-0,99°С в центральных районах севера.
4. На основе аппроксимации временных рядов моделями нестационарного среднего (линейный тренд и ступенчатые изменения) была дана оценка их эффективности и определены количественные изменения средних температур в °С всех сезонов года за многолетний 92-летний период, а также дана оценка статистической значимости этих климатических изменений в долях от естественных колебаний температуры (СКО). Установлено, что практически во всех частях острова температура выросла, но по разному и в разные сезоны года, а в горных областях температура или практически не изменилась и даже имеет тенденцию к понижению.
5. Для отдельных сезонов года получены следующие оценки климатических изменений температуры.
• В сухой прохладный зимний сезон (январь) средний рост температуры на острове составил 0,6°C, а превышение над СКО имеет место в 66% случаев и в среднем равно 1,0. Наибольший рост температуры от 0,7 до 1,3 °C имел место на побережьях, наименьший на 0.3-0,6°C на северо-востоке, а в горной местности температура практически не изменилась и даже имеет место ее падение до 0,3 °C.
• В межмуссонный самый жаркий сезон года (апрель) средний рост температуры на острове составил 0,6 °C, а превышение над СКО имеет место всего в 28% случаев и в среднем равно 0,8. Наибольший рост температуры от 0,6 до 1,1°C также имел место на побережьях, наименьший на 0.3-0,5°C на северо-востоке, а на плоскогорьях и в горной местности температура практически не изменилась и даже имеет место ее падение до 0,2°C.
...
