Оглавление
Введение 4
Комплексное описание Баренцева моря 6
Физико-географические характеристики 6
Климат 8
Температура и соленость 8
Ледовитость 11
Хозяйственное использование 11
Вековой стандартный разрез № 6 ("Кольский меридиан") 13
Методология анализа и прогноза 19
Вводные понятия статистики 19
Показатели положения 20
Показатели разброса 21
Показатели, характеризующие закон распределения 22
Характеристики формы эмпирической функции распределения 22
Нормальный закон 23
Анализ тренда временного ряда 25
Гармонический анализ Фурье и спектр 27
Программное обеспечение исследования 28
Анализ межгодовой изменчивости ледовитости Баренцева моря и
температуры воды в слое 0-200 м. на разрезе №6 30
Анализ межгодовой изменчивости ледовитости Баренцева моря 31
Первичная статистика и эмпирическая функция распределения
ледовитости Баренцева моря в период 1899 -2021 г 31
Анализ трендовой составляющей временного ряда ледовитости
Баренцева моря 35
Гармонический анализ Фурье временного ряда ледовитости Баренцева
моря 39
3.2. Анализ межгодовой изменчивости температуры воды в слое 0-200 м. на разрезе №6 41
Первичная статистика и эмпирическая функция распределения
температуры воды Баренцева моря в слое 0-200 метров на разрезе №6 41
Анализ трендовой составляющей временного ряда температуры воды в
слое 0-200 метров на разрезе №6 46
Гармонический анализ Фурье и спектр временного ряда температуры
воды в слое 0-200 метров на разрезе №6 49
Сравнение межгодовой изменчивости исследуемых характеристик 52
Анализ схожести и различий спектральной плотности ледовитости
Баренцева моря и температуры воды в слое 0-200 метров 53
Заключение 59
Список использованной литературы: 60
Приложение А. Описательная статистика временного ряда ледовитости
Баренцева моря 61
Приложение Б. Расчет эмпирической функции распределения (ЭФР) значений
площади льда относительно всей площади акватории Баренцева моря за период с 1899 по 2021 гг 62
Приложение В. Проверка соответствия эмпирической функции распределения значений площади льда относительно всей площади акватории Баренцева моря за период с 1899 по 2021 гг нормальному закону 63
Приложение Г. Регрессионная статистика линейного тренда для значений ледовитости 64
Приложение Д. Регрессионная статистика нелинейного тренда для значений ледовитости 65
Приложение Е. Параметры гармоник временного ряда ледовитости Баренцева моря 66
Приложение Ж. Описательная статистика временного ряда температуры воды Баренцева моря в слое 0-200 метров 67
Приложение З. Расчет эмпирической функции распределения (ЭФР) значений температуры воды Баренцева моря в слое 0 -200 метров на разрезе №6 за период с 1899 по 2021 гг 68
Приложение И. Проверка соответствия эмпирической функции распределения значений температуры воды Баренцева моря в слое 0 -200 метров на разрезе №6 за период с 1899 по 2021 гг нормальному закону 69
Приложение К. Регрессионная статистика линейного тренда для температуры воды Баренцева моря в слое 0-200 метров 70
Приложение Л. Регрессионная статистика нелинейного тренда для значений температуры воды Баренцева моря в слое 0-200 метров 71
Приложение М. Параметры гармоник временного ряда температуры воды в слое 0-200 метров 72
Являясь важнейшими частями климатических изменений Баренцева моря, ледовитость и температура воды представляют собой одни из ключевых параметров понимания океанологических процессов. Межгодовая изменчивость данных характеристик известна многим, не только исследователям и ученым, но и обычным школьника, правда не каждый знаком с их значительным влиянием на морскую и атмосферную циркуляцию.
Актуальность темы определена совокупностью различных факторов. Важным не только с геополитической, но и с экономической стороны, развитие Северного морского пути занимает главенствующую позицию, дополнительно учитывая тот факт, что он берет начало из главного порта Баренцева моря - города Мурманск. Также Баренцево море является важной промысловой точкой в добыче многих видов рыб в Европейской части Северного Ледовитого океана и многих заходящих рыб из Атлантического моря, а ледовитость и температура значительно влияют на и добычу. Не менее важным является фактор глобального потепления, на который в современности многие обращают внимание, ведь это действительно очень важная проблема.
Целью данного исследования является выявление основных закономерностей в изменчивости ледовитости Баренцева моря и температуры воды, а также выявление возможных причин их взаимосвязи. Полученные результаты могут быть использованы для более полного понимания климатических изменений в данном регионе и их возможных последствий.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
Подготовить исходные данные по температуре и ледовитости (процент площади занятой льдом от площади всей акватории);
Рассчитать первичную статистику ряда;
Построить гистограмму и кривую интегральной ЭФР, а после для каждого интервала рассчитать плотность вероятности нормального закона распределения;
Дать оценку о соответствии эмпирического распределения нормальному закону и о влиянии факторов на исследуемую характеристику;
Рассчитать характеристики линейного и нелинейного тренда как линейной и нелинейной регрессии соответственно;
Построить график временного хода исходного ряда с рассчитанными значениями линейного и нелинейного трендов и проанализировать полученные результаты для каждого вида;
Исследовать гармонические и спектральные функции;
Рассчитать периодограмму для ряда отклонений от тренда для исследуемых характеристик и определить периоды, соответствующие «пикам» спектра;
...
В ходе проведенного исследования были выявлены основные закономерности в изменчивости ледовитости Баренцева моря и температуры воды, а также выявлены возможные причины их взаимосвязи. В целом данные две характеристики, несмотря на функциональную связь температуры воды и ледовитости, имеют не так много схожестей во временном ходе. За период наблюдений площадь льда значительно сократилась относительно площади всей акватории, что может быть связано с активным повышением температуры на всей планете, также она влияет и на температуру в слое 0-200 метров, что показывает о влиянии глобального потепления не только по поверхности, но и с глубиной.
В целом можно сказать, что полученные результаты являются важным базисом для более полного понимания климатических изменений в данном регионе и их возможных последствий и проделанная работа позволит в дальнейшем научному сообществу и климатологам использовать полученные данные для прогнозирования изменений в регионе Баренцева моря и принятия необходимых мер для смягчения их воздействия на окружающую среду.
