Введение
1. Атмосферные осадки 5
1.1. Классификация осадков 5
1.2. Образование осадков 9
1.3. Методы измepeния aтмocфepных осадков 11
1.4. Хapaктepиcтикa peжимa осадков 12
1.5. Оуточный ход осадков 13
1.6. Г одовой ход осадков 15
1.7. Современное состояние проблемы по теме исследования 19
2. Материалы и методы исследования характеристик исходного
материала 22
2.1. Физико-географическое описание объекта исследования - территории
Западной Сибири 22
2.2. Материалы обработки 23
2.3. Методы определения экстремальных осадков 23
2.4. Методы интерполяции 27
3. Сравнительный анализ статистических характеристик атмосферных
осадков по разным базам данным 35
3.1. Пространственно-временная изменчивость усредненных по
территории значений осадков 35
3.2. Пространственно-временная изменчивость экстремальных осадков . 43
3.3. Корреляционный анализ 48
Заключение 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 55
ПРИЛОЖЕНИЕ A. Пространственное распределение осадков по разным базам данных 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Значения атмосферных осадков по процентилям
Атмосферные осадки вносят значимый вклад в формирование погоды и климата. Они являются основой водно-балансовой составляющей всех типов природных вод и главным источником естественных ресурсов подземных вод. Атмосферные осадки как продукты конденсации и сублимации водяного пара в атмосфере являются важным климатическим параметром, определяющим режим увлажнения территории.
Количество влаги во внетропических широтах значительно меньше, чем в тропиках, но роль адвективных процессов, связанных со среднеширотной синоптической динамикой, намного сильнее.
В средних широтах происходят наиболее существенные изменения в интенсивности характеристик экстремальных осадков, которые в свою очередь могут привести к затоплениям городских и сельскохозяйственных территорий, размывам дорожного полотна, оползням, а также трудно прогнозируемым дождевым паводкам на реках [1].
Именно поэтому выявление особенностей и изменений в пространственно-временном распределении атмосферных осадков является актуальной задачей. К тому же при исследовании изменчивости климата очень важна точность оценки их экстремальных значений.
Целью работы является исследование изменений и сравнительный анализ экстремальных атмосферных осадков на территории Западной Сибири по разным базам данных реанализа за период 1979 - 2019 гг.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучение вопроса об атмосферных осадках с помощью литературных источников;
2. Обзор исследований о современных изменениях характеристик атмосферных осадков на исследуемой территории;
3. Получение статистических оценок характеристик количества осадков, в том числе и их экстремумов, по данным наблюдений и реанализа для изучаемого региона за период 1979-2019 гг.
4. Сравнительный анализ полученных оценок.
Автор выражает благодарность к.ф.-м.н., научному сотруднику ИМКЭС СО РАН Мартыновой Юлии Валерьевне за помощь в подготовке и обработке баз данных моделирования.
В данной работе проведено исследование изменений и сравнительный анализ экстремальных атмосферных осадков на территории Западной Сибири по разным базам данных за период 1979 - 2019 гг.
Получено, что в целом, во всех базах данных временной ход среднегодовых осадков подобен, но у данных реанализов ERA 5 и NCEP завышены. Основываясь на данных наблюдений, было получено, что на северных станциях осадков выпало больше, чем на южных. Так же, в ходе анализа пространственного распределения осадков было выявлено значительное расхождение данных реанализа с данными наблюдений в южной части Западной Сибири (станции Кош-Агач и Неожиданный), что обусловлено горным рельефом.
Пространственно-временная изменчивость экстремальных осадков показала, что происходит увеличение экстремально низких осадков преимущественно в центральной части и на юге региона от периода 19791998 гг. к периоду 1999-2019 гг., то есть появляется вероятность
возникновения засушливых периодов. Также происходит увеличение экстремально высоких осадков на некоторых северных станциях и на большинстве южных, что, возможно, связано с увеличением количества опасных явлений.
Для сравнения оценок использовались несколько видов интерполяции данных в координаты станций. Получено, что нет единого метода интерполяции для всех реанализов. Медианные значения лучше выражены у Linear и Nearest , экстремально низкие и экстремально высокие - у Cubic. Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что выбранный ид интерполяции будет влиять на конечный результат.
Корреляционный анализ показал, что наибольшее согласие с данными наблюдений характерно для данных GPCC (г>0,95), а наименьшее - для
данных NCEP (0,65-0,77). Для ERA 5 и APHRO получена достаточно высокая степень связи - 0,79-0,90.
Таким образом, представленные в различных источниках данные об осадках зависят от paзpeшeния сетки. При этом получено, что в целом, cрeдниe оценки количества осадков, полученные по данным наблюдений и данным реанализа согласуются друг с другом лучше, чем их экстремальные значения.
