Введение 3
1 Физико-географическое описание провинции Хубэй 5
1.1 Особенности географического положения провинции Хубэй 5
1.2 Рельеф и геологическое строение провинции Хубэй 6
1.3 Гидрологические особенности провинции Хубэй 10
1.4 Особенности почв и растительного покрова провинции Хубэй 13
1.5 Синоптические особенности провинции Хубэй 15
1.6 Выводы по главе 1 20
2 Анализ многолетних рядов температуры и суммы осадков 21
2.1 Выбор пунктов наблюдений 21
2.2 Оценивание качества исходных данных 23
2.3 Оценки однородности и стационарности данных температуры 29
2.4 Оценки однородности и стационарности данных сумм осадков 49
2.5 Выводы по главе 2 61
3 Моделирование климатических изменений температуры и сумм осадков в
провинции Хубэй 62
3.1 Статистические модели климатических изменений 62
3.2 Моделирование климатических изменений температуры для января 66
3.3 Моделирование климатических изменений температуры для июля 71
3.4 Моделирование климатических изменений сумм осадков 76
3.5 Выводы по главе 3 82
Заключение 85
Список использованной литературы 87
Климат над различными районами Земли изменяется не одинаково. Не смотря на широко распространенное мнение о глобальном потеплении, существуют даже области, в которых наблюдается тренд к понижению температуры. Изменение климата приводит к постепенному изменению условий хозяйственной деятельности людей и может быть, как благоприятным, так и не благоприятным.
Целью данной работы являются актуальные модели современных климатических изменений температуры и количества осадков в провинции Хубэй.
Провинция Хубэй - это политический, экономический, культурный и транспортный центр центрального Китая, а также важная база по производству зерна, хлопка и масла. Географическое положение провинции Хубэй занимает центральное место на карте Китайской Народной Республики, граничит с несколькими важными провинциями и имеет большое экономическое, культурное и транспортное значение [1]. Очень важно понять особенности изменения климата и его причины, влияние изменения климата на местную экологию и окружающую среду, а также устойчивое развитие местной экономики и общества.
Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ физико-географических особенностей провинции Хубэй;
2. Сформировать базу временных рядов по интересующему району для анализа климатических изменений температуры и количества осадков.
3. Оценить качество временных рядов из сформированной базы данных на однородность и стационарность.
4. Выполнить статистическое моделирование климатических изменений температуры и количества осадков в провинции Хубэй.
В первой главе предполагается рассмотреть влияние особенностей расположения провинции и физико-географических факторов (геологического строения и рельефа, гидрологии, растительного и почвенного покрова), а также синоптические и климатические характеристики региона, которые определяют климат в провинции Хубэй.
Во второй главе сформирована база данных температуры и количества осадков с метеорологических станций в провинции Хубэй, осуществлена проверка качества временных рядов на однородность и стационарность. Из дальнейшего анализа исключены неоднородные экстремумы.
В третьей главе для каждой станции разработаны стационарная и нестационарные модели климатических изменений температуры и суммы осадков, а также модель внутригодовых изменений.
В рамках данного исследования были проанализированы климатические изменения в провинции Хубэй с использованием данных с нескольких метеорологических станций. Изменения температуры и осадков были изучены через призму стационарных и нестационарных моделей.
Географическое расположение провинции Хубэй определяет принадлежность климата к тропическому типу. Географическое положение провинции Хубэй вблизи восточного побережья Азии, но все-таки на некотором удалении от побережья вглубь материка, обуславливает в целом муссонный характер климата с некоторыми чертами континентальности.
Расположение горных хребтов на территории провинции Хубей ив ее окрестностях обуславливает определенную защиту от проникновения фронтальных циклонов с запада и севера, и открытость данного региона для воздушных масс и тропических циклонов с востока и юга.
Сформирована база данных из результатов наблюдений 5 метеорологических станций провинции. Метеорологические станции равномерно распределены по территории провинции и имеют наибольший период наблюдений. Максимальный период наблюдений имеется на станции Ухань. На всех станциях самым холодным месяцем в году является январь, самым жарким июль. Дождливым является период, приходящийся на теплое время года: с апреля по сентябрь. Проведено оценивание однородности и стационарности временных рядов температуры и сумм осадков. Неоднородные экстремумы исключены из рассмотрения.
Для оценивания климатических изменений температуры и количества осадков для каждой станции были разработаны стационарные и простейшие нестационарные модели (линейная и ступенчатая модели). На основе оценивания качества моделей, разработанных для описания изменения температуры и количества осадков метеостанций провинции Хубэй, следует сделать вывод, что простейшие нестационарные модели не являются 85
эффективными и статистически значимыми. Характер изменения температуры и осадков имеет периодический характер различной продолжительности, что не может быть адекватно описано с помощью вышеупомянутых моделей. Поэтому целесообразно использование более сложных моделей, например, модели гармонических колебаний с несколькими гармониками.
По результатам оценивания климатических изменений сделан вывод, что за последние 60 лет температура летом и зимой имеет тенденцию к повышению. На большинстве станций температуры выросла на 0,2-0,4С', что согласуется с оценками, полученными ранее другими исследователями. Однако на высотной станции Фансян (435 м) наблюдался тренд к понижению температуры.
Что касается изменения количества осадков, то на всех станциях, за исключением станции Ухань, наблюдается тенденция к уменьшению количества осадков за последние шестьдесят лет.
Полученные результаты следует учитывать при планировании хозяйственной деятельности. Изменения температурных режимов и увеличение количества осадков требуют пересмотра методов ведения сельского хозяйства, особенно в отношении выбора культур и сроков их посадки и сбора урожая. Кроме того, увеличение осадков влияет на стратегии управления водными ресурсами, требуя улучшения инфраструктуры для предотвращения затоплений и оптимизации водосбора.
Необходимо разработать адаптационные меры, которые могли бы минимизировать отрицательное воздействие климатических изменений, такие как усиление дренажных систем и повышение устойчивости сельскохозяйственных систем к переменам климата.
Предложено продолжать мониторинг климатических условий для более точного прогнозирования изменений климата для обеспечения устойчивого развития провинции Хубэй.
