Введение 3
Физико-географическое описание провинции Гуандун 5
Особенности географического положения провинции Гуандун 5
Рельеф и геологическое строение провинции Гуандун 6
Гидрологические особенности провинции Гуандун 9
Особенности почв и растительного покрова провинции Гуандун 12
Синоптические особенности провинции Гуандун 14
Выводы по главе 1 17
Анализ многолетних рядов температуры и сумм осадков 18
Выбор пунктов наблюдений 18
Оценивание качества исходных данных 21
Оценивание однородности и стационарности данных температуры 26
Оценки однородности и стационарности данных сумм осадков 48
Выводы по главе 2 60
Моделирование климатических изменений температуры и количества осадков в
провинции Гуандун 62
Статистические модели климатических изменений 62
Моделирование климатических изменений температуры для января 66
Моделирование климатических изменений температуры для июля 71
Моделирование климатических изменений количества осадков 76
Выводы по главе 3 81
Заключение 83
Список использованной литературы
Принято считать, что деятельность человека привела к увеличению выбросов парниковых газов, что привело к изменениям в глобальном климате . Быстрый рост населения Земли влечет за собой возрастающий спрос на ископаемое топливо, и, как следствие, выбросы парниковых газов. Вырубка лесов и уничтожение растительности, строительство домов и искусственных сооружений ведут к изменению в структуре суши, которое также оказывает влияние на климат. Увеличение числа людей приводит к увеличению количества мусора, что влияет на окружающую среду. После его уничтожения выделяются аэрозоли, неблагоприятные для климата.
Изменения климата может быть не только неблагоприятными. Увеличение количества осадков могут пойти на пользу климату в некоторых районах, поскольку он станет более влажным, что способствует росту растительности или замедлит явление опустынивания в некоторых районах.
Целью данной работы являются актуальные модели современных климатических изменений температуры и количества осадков в провинции Гуандун.
Провинция Гуандун была первой, кто осуществила политику «реформ и открытости» Китая, и ее экономика быстро развивалась. Она отличается быстрыми темпами экономического развития и высоким уровнем сжигания ископаемого топлива. Поэтому объем парниковых газов, выделяемых в провинции, вызывает озабоченность в связи с возможными климатическими изменениями . Очень важно получить тенденции изменения температуры и сумм осадков в провинции Гуандун за последние десятилетия, чтобы обеспечить основу и информационную поддержку для последующих исследований климата в провинции Гуандун.
Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие задачи:
Выполнить анализ физико-географических особенностей провинции.
Сформировать базу временных рядов по интересующему району для анализа климатических изменений температуры и сумм осадков.
Оценить качество временных рядов на однородность и стационарность.
Выполнить статистическое пространственно-временное моделирование климатических изменений температуры и количества осадков.
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 Гуандун.
Во второй главе сформирована база данных температуры и сумм осадков метеорологических станций в провинции Гуандун. 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. На основе стационарных моделей получены пространственные модели температуры и количества осадков в провинции Гуандун.
В ходе работы проанализировано влияние основных физикогеографических факторов на климат провинции Гуандун. Географическое положение провинции определяет принадлежность климата к тропическому муссонному климату. Ориентация горного хребта Наньлин с юго-запада на северо-восток обеспечивает защиту от проникновения холодного воздуха с запада и севера, и открытость для воздушных масс и тропических циклонов с востока и юга. Близость Южно-Китайского моря, наличие многочисленных рек, озер и болот, преобладание выпавших осадков над испарением обуславливает наличие большого количества влаги в провинции. Провинция Гуандун является самой многочисленной в Китае, что обуславливает необходимость учета антропогенного фактора на климат.
Сформирована база данных по температуре и суммам осадков из результатов наблюдений 5 метеорологических станций в провинции Гуандун. Наблюдательные станции имеют различный период наблюдений. Период наблюдений за суммами осадков в провинции, как правило, больше, чем за температурой. Некоторые станции имеет перерывы в измерениях в период Второй мировой войны. Наибольший период наблюдений имеют станции Шантоу для количества осадков, расположенная на северо-восточном побережье провинции, и Гуанчжоу для температуры (административный центр провинции).
Проведено оценивание однородности и стационарности временных рядов температуры для самого прохладного и жаркого месяцев вгоду (января и июля) и количества осадков. Из рассмотрения исключены неоднородные экстремумы. Анализ стационарности временных рядов не выявил нестационарности рядов для количества осадков, однако для всех станций выявлена нестационарность для июля по температуре.
Генетический анализ не позволил выявить методических причин нарушения стационарности, поэтому следует прийти к выводу о естественных причинах нарушения стационарности в теплое время года - изменении климата.
Для временных рядов метеорологических станций разработаны стационарная и нестационарные модели (модель линейного тренда и модель ступенчатых изменений). Как показала проверка качества этих моделей, наилучшей оказалась стационарная модель. Нестационарные модели, как правило, не являются эффективными и статистически значимыми. Исключение составляют временные ряды температуры для июля для станций Гуанчжоу, Шантоу и Шаньвэй, для которых линейная модель является эффективной, но не статистически значимой. Для станции Шантоу, расположенной на северовосточном побережье провинции, модели линейного тренда и ступенчатых изменений являются эффективными, а модель ступенчатых изменений еще и статистически значимой для описания температуры в январе.
Анализ показал, что временные ряды имеют колебательный характер различной продолжительности и для их описания необходимо использование более сложных нестационарных моделей, например, гармонической модели с несколькими гармониками.
Построена модель внутригодовых изменений количества осадков, которая имеет один-два максимума в летние месяцы и один минимум в зимние, которые можно объяснить особенностями циркуляции атмосферы в данном районе.
Новизна работы заключается в том, что актуализированы с учетом измерений последних лет статистические параметры климатических моделей провинции Гуандун.
Практическая значимость работы в том, что результаты работы могут быть использованы для адаптации существующей инфраструктуры и управленческих стратегий к изменениям климата (рост температуры в жаркое время года и периодические колебания количества выпадающих осадков ), в первую очередь, для развития сельского хозяйства, промышленности и управления водными ресурсами в провинции Гуандун.
