АНТИЦИКЛОНИЧНОСТЬ СЕВЕРОАМЕРИКАНСКОГО СЕКТОРА И ГРЕНЛАНДИИ
|
Введение 4
1. Роль антициклоничности в системе циркуляции атмосферы 6
1.1 Общая циркуляция атмосферы 6
1.2 Строение антициклонов 7
1.3 Фазы развития антициклонов 8
1.4 Погода в антициклоне 9
1.5 Повторяемость антициклонов 10
1.6 Связь антициклонической деятельности с гелиогеофизическими
характеристиками 10
1.6.1 Солнечная активность 10
1.6.2 Индекс циркуляции Е.Н. Блиновой 12
1.6.3 Североатлантическое колебание 13
1.6.4 Индекс Южного колебания 14
1.6.5 Ледовитость 15
2. Методы обработки и получения исходных данных 17
2.1 Характеристика исходных данных 18
2.2 Основные характеристики распределения 19
2.2.1 Среднее значения 19
2.2.2 Дисперсия, асимметрия, эксцесс 19
2.3 Спектр флуктуации 21
2.4 Регрессионный анализ 22
2.5 Дисперсионный анализ 23
2.6 Корреляционный анализ 23
3. Основные характеристики индексов антициклоничности 25
3.1 Основные характеристики индексов антициклоничности за период 19982006 гг 25
3.2 Сравнение средних и дисперсий суточных индексов антициклоничности в
некоторых районах Северного полушария за 1998-2006 гг 31
3.3 Тренды месячных индексов антициклоничности 33
3.4 Флуктуации индексов антициклоничности 38
3.5 Регрессионная зависимость между некоторыми районами Северного
полушария за 1998-2006 года 45
4. Связи индексов антициклоничности с гелиогеофизическими характеристиками 47
4.1 Зависимость индексов антициклоничности от солнечной активности 47
4.2 Связь индексов антициклоничности с индексами циркуляции Блиновой 48
4.3 Связь индексов антициклоничности с индексами Североатлантического
колебания 50
4.4 Связь индексов антициклоничности с Ледовитостью Баренцева моря .... 51
4.5 Связь индексов антициклоничности с индексами Южного колебания .... 54
Заключение 59
Литература 63
Приложение 64
1. Роль антициклоничности в системе циркуляции атмосферы 6
1.1 Общая циркуляция атмосферы 6
1.2 Строение антициклонов 7
1.3 Фазы развития антициклонов 8
1.4 Погода в антициклоне 9
1.5 Повторяемость антициклонов 10
1.6 Связь антициклонической деятельности с гелиогеофизическими
характеристиками 10
1.6.1 Солнечная активность 10
1.6.2 Индекс циркуляции Е.Н. Блиновой 12
1.6.3 Североатлантическое колебание 13
1.6.4 Индекс Южного колебания 14
1.6.5 Ледовитость 15
2. Методы обработки и получения исходных данных 17
2.1 Характеристика исходных данных 18
2.2 Основные характеристики распределения 19
2.2.1 Среднее значения 19
2.2.2 Дисперсия, асимметрия, эксцесс 19
2.3 Спектр флуктуации 21
2.4 Регрессионный анализ 22
2.5 Дисперсионный анализ 23
2.6 Корреляционный анализ 23
3. Основные характеристики индексов антициклоничности 25
3.1 Основные характеристики индексов антициклоничности за период 19982006 гг 25
3.2 Сравнение средних и дисперсий суточных индексов антициклоничности в
некоторых районах Северного полушария за 1998-2006 гг 31
3.3 Тренды месячных индексов антициклоничности 33
3.4 Флуктуации индексов антициклоничности 38
3.5 Регрессионная зависимость между некоторыми районами Северного
полушария за 1998-2006 года 45
4. Связи индексов антициклоничности с гелиогеофизическими характеристиками 47
4.1 Зависимость индексов антициклоничности от солнечной активности 47
4.2 Связь индексов антициклоничности с индексами циркуляции Блиновой 48
4.3 Связь индексов антициклоничности с индексами Североатлантического
колебания 50
4.4 Связь индексов антициклоничности с Ледовитостью Баренцева моря .... 51
4.5 Связь индексов антициклоничности с индексами Южного колебания .... 54
Заключение 59
Литература 63
Приложение 64
Общая циркуляция атмосферы оказывает большое влияние на многие аспекты жизнедеятельности людей. Такие явления, как колебание погоды и изменение климата, очень насущны в наши дни. Именно они требуют огромного внимания и изучения с точки зрения нашей осведомлённости. Одна из главных составляющих общей циркуляции атмосферы является антициклоническая деятельность. Антициклоны относят к макромасштабным движениям, ибо они несут конденсационные процессы и разрушают облачность, благодаря чему преобладает спокойная и малооблачная погода.
Данная работа посвящена изучению статистических характеристик антициклоничности в пяти районах Северного полушария Земли и характеристике общей циркуляции атмосферы, в частности на территории Северной Америке, Гренландии и западного побережья Атлантического океана.
Целью данной работы является исследование изменчивости антициклоничности во времени и в пространстве в некоторых районах Северного полушария: районы Северной Америки (10, 11, 18 и 19 районы) и Гренландский сектор Арктики (4 район).
Для достижения поставленных целей в работы были поставлены и решены следующие задачи:
1. Расчёт индексов антициклоничности по «Ежедневным бюллетеням погоды».
2. Обработка месячных и годовых индексов антициклоничности с
помощью статистических методов обработки.
3. Сравнение месячных и годовых индексов антициклоничности с
характеристиками крупномасштабной циркуляции атмосферы и выявление их связей.
4. Исследование характеристик антициклонических режимов и их временной изменчивости в некоторых районах Северного полушария.
5. Исследование связей антициклоничности в различных районах Северного полушария.
6. Исследование флуктуаций антициклонических процессов.
Данная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. В первой главе даётся описание антициклоничности и её роль в системе общей циркуляции атмосферы. Во второй главе данной работы описываются методы получения и обработка исходных данных. Даётся описание основных статистических характеристик.
В третьей главе изложены результаты статистической обработки, проведён анализ основных статистических характеристик, исследуются флуктуации антициклонических процессов. В четвёртой главе рассматривается взаимосвязь между изменчивостью антициклоничности в некоторых районах Северного полушария и крупномасштабными процессами (солнечной активностью, зональной составляющей, Северо-Атлантическим колебанием, Южным колебанием и Ледовитостью Баренцева моря). В заключении даётся анализ проделанной работы, и описываются полученные выводы.
Список литературы состоит из 12 источников.
Данная работа посвящена изучению статистических характеристик антициклоничности в пяти районах Северного полушария Земли и характеристике общей циркуляции атмосферы, в частности на территории Северной Америке, Гренландии и западного побережья Атлантического океана.
Целью данной работы является исследование изменчивости антициклоничности во времени и в пространстве в некоторых районах Северного полушария: районы Северной Америки (10, 11, 18 и 19 районы) и Гренландский сектор Арктики (4 район).
Для достижения поставленных целей в работы были поставлены и решены следующие задачи:
1. Расчёт индексов антициклоничности по «Ежедневным бюллетеням погоды».
2. Обработка месячных и годовых индексов антициклоничности с
помощью статистических методов обработки.
3. Сравнение месячных и годовых индексов антициклоничности с
характеристиками крупномасштабной циркуляции атмосферы и выявление их связей.
4. Исследование характеристик антициклонических режимов и их временной изменчивости в некоторых районах Северного полушария.
5. Исследование связей антициклоничности в различных районах Северного полушария.
6. Исследование флуктуаций антициклонических процессов.
Данная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. В первой главе даётся описание антициклоничности и её роль в системе общей циркуляции атмосферы. Во второй главе данной работы описываются методы получения и обработка исходных данных. Даётся описание основных статистических характеристик.
В третьей главе изложены результаты статистической обработки, проведён анализ основных статистических характеристик, исследуются флуктуации антициклонических процессов. В четвёртой главе рассматривается взаимосвязь между изменчивостью антициклоничности в некоторых районах Северного полушария и крупномасштабными процессами (солнечной активностью, зональной составляющей, Северо-Атлантическим колебанием, Южным колебанием и Ледовитостью Баренцева моря). В заключении даётся анализ проделанной работы, и описываются полученные выводы.
Список литературы состоит из 12 источников.
Антициклоническая деятельность является важнейшим звеном общей циркуляции атмосферы, обеспечивающим макротурбулентный обмен огромным массам воздуха теплом, влагой и энергией между низкими и высокими широтами, океанами и континентами, верхними и нижними слоями атмосферы. Обменные процессы, обусловленные антициклонической деятельностью, выступают важным фактором, оказывающим непосредственное влияние на формирование и изменение условий погоды и климата.
В ходе исследований были решены следующие задачи:
- Рассчитаны суточные, месячные и годовые индексы антициклоничности по «Ежедневным бюллетеням погоды» за 1998-2006 гг.;
- Исследованы характеристики антициклонических процессов и их временная изменчивость в Северо-Американском и Гренландском секторах Северного полушария земного шара;
- Выявлены связи изменчивости характеристик антициклонических режимов с характеристиками крупномасштабной циркуляции атмосферы;
- Изучены флуктуации антициклоничности с применением спектрального анализа.
Основными выводами данной работы являются:
Наибольшее количество антициклонов было выявлено в 10 районе, где зарождается, господствует и движется на восток к Азорскому максимуму (20 району) Канадский антициклон. Здесь от 1998 года к 2006 году среднее количество антициклонов увеличилось от значения X = 9.0 в 1998 году до Х =
23.1 к 2006 году, с максимальным пиком в 2004 году X=32.9. Так же в данном рассмотренном районе отмечается значимое увеличение антициклоничности от 1949 года к 2006 году с коэффициентом детерминации г2= 0.19. В остальных исследованных районах в целом с 1998 года к 2006 антициклоничность изменялась не значительно.
Выявлены связи между соседними Северо-Американскими районами (18 и 19) с коэффициентом детерминации R2 =0.12 и Северо-Американским (18) районом с Канадским (10) районом с коэффициентом детерминации R2 =0.15.
Связи между изменчивостью антициклоничности и характеристиками солнечной активности (числами Вольфа) за исследуемый период обнаружены не были. Однако стоит отметить небольшую регрессионную зависимость между Канадским (10) районом и числами Вольфа с R2=0.1.
При проведении регрессионного анализа между индексами антициклоничности и индексами циркуляции Блиновой была выявлена устойчивая положительная связь в Северо-Американском (18) районе с коэффициентом детерминации R2 =0.14 с наклоном b=0.43, тем самым, можно сказать, что чем больше интенсивность зональной циркуляции в этом районе, тем больше здесь будет наблюдаться антициклоничность. В остальных районах коэффициенты детерминации с дополнительными попытками выявления связей отдельно в теплое и холодное полугодия года в большинстве районов получились, очень малы, что говорит об отсутствии линейной зависимости между исследуемыми величинами.
Исследуя регрессионную зависимость между индексами антициклоничности и индексами Северо-Атлантического колебания, выявлена положительная связь в Северо-Американском (19) районе с коэффициентом детерминации R2 =0.11, b=1.78, тем самым, сделан вывод, что чем больше интенсивность Северо-Атлантического колебания в этом районе, тем больше здесь будет наблюдаться антициклоничность. Коэффициенты детерминации в остальных районах получились, очень малы, что говорит об отсутствии линейной зависимости между исследуемыми величинами.
Рассматривая связи между индексами антициклоничности и индексами Ледовитостью Баренцева моря коэффициенты детерминации во всех районах получились, малы, что говорит об отсутствии линейной зависимости между исследуемыми величинами. Однако при дополнительном проведении регрессионной зависимости месячных индексов антициклоничности с индексами Ледовитостью Баренцева моря отдельно летом и зимой была выявлена связь между ледовитостью и антициклоничностью в 19 районе зимой. Здесь коэффициент детерминации равен R2 =0.13, наклон отрицательный и равен b=-0.09, что свидетельствует о том, что чем больше интенсивность Ледовитость Баренцева моря в этом районе, тем меньше зимой здесь будет наблюдаться антициклоничность.
При проведении регрессионного анализа между индексами антициклоничности с индексами Южного колебания, были выявлены устойчивые отрицательные связи в 10 районе, с коэффициентом детерминации R2= 0.12 и b=-1.12, тем самым, сделан вывод, что чем больше интенсивность Южного колебания в этом районе, тем меньше здесь будет наблюдаться антициклоничность. Так же при дополнительном проведении регрессионной зависимости месячных индексов антициклоничности с индексами Южного колебания в летний период, выявлены прослеживания связей в 10 и 19 районах, потверждающиеся линейной регрессией. Здесь коэффициент детерминации равен R2 =0.33 в 10 районе и R2 =0.13 в 19 районе. Наклон в этих районах отрицательный и равняется b=-2.94 в 10 районе и b=-0.79 в 19 районе, что свидетельствует о том, что чем больше интенсивность Южного колебания в этих районах, тем меньше здесь будет наблюдаться антициклоничность летом. Анализируя регрессионную зависимость индексов антициклоничности с Эль- Ниньо зимой, отмечается её наличие в 19 районе с коэффициентом детерминации R2 =0.12 и b=0.27. Так как наклон положительный, можно сделать вывод, что чем больше здесь будет интенсивность Южного колебания, тем больше будет наблюдаться зимой антициклоничность.
Определены периоды колебаний индексов антициклоничности при помощи спектрального анализа в некоторых районах Северного полушария. Отмечается укорочение периодов флуктуаций от районов расположенных в притропической зоне (18, 19) к Арктическому сектору (4 район). В связи с
континентальностью климата в Северо-Американских районах (18, 19)
наблюдается преобладание низкочастотных флуктуаций > 208 сут. В
приполярной умеренной зоне средних широт (10 и 11 районы) заметны флуктуации равные месячным циклам. В Гренландском секторе Арктики отмечаются периоды равные удвоенному естественному синоптическому периоду.
Изучив материал данной работы, можно сделать вывод о том, что анализ антициклонической деятельности весьма полезен и необходим для изучения и сбора информации в системе общей циркуляции атмосферы и весьма актуально проводить данные исследования, особенно в наше время.
В ходе исследований были решены следующие задачи:
- Рассчитаны суточные, месячные и годовые индексы антициклоничности по «Ежедневным бюллетеням погоды» за 1998-2006 гг.;
- Исследованы характеристики антициклонических процессов и их временная изменчивость в Северо-Американском и Гренландском секторах Северного полушария земного шара;
- Выявлены связи изменчивости характеристик антициклонических режимов с характеристиками крупномасштабной циркуляции атмосферы;
- Изучены флуктуации антициклоничности с применением спектрального анализа.
Основными выводами данной работы являются:
Наибольшее количество антициклонов было выявлено в 10 районе, где зарождается, господствует и движется на восток к Азорскому максимуму (20 району) Канадский антициклон. Здесь от 1998 года к 2006 году среднее количество антициклонов увеличилось от значения X = 9.0 в 1998 году до Х =
23.1 к 2006 году, с максимальным пиком в 2004 году X=32.9. Так же в данном рассмотренном районе отмечается значимое увеличение антициклоничности от 1949 года к 2006 году с коэффициентом детерминации г2= 0.19. В остальных исследованных районах в целом с 1998 года к 2006 антициклоничность изменялась не значительно.
Выявлены связи между соседними Северо-Американскими районами (18 и 19) с коэффициентом детерминации R2 =0.12 и Северо-Американским (18) районом с Канадским (10) районом с коэффициентом детерминации R2 =0.15.
Связи между изменчивостью антициклоничности и характеристиками солнечной активности (числами Вольфа) за исследуемый период обнаружены не были. Однако стоит отметить небольшую регрессионную зависимость между Канадским (10) районом и числами Вольфа с R2=0.1.
При проведении регрессионного анализа между индексами антициклоничности и индексами циркуляции Блиновой была выявлена устойчивая положительная связь в Северо-Американском (18) районе с коэффициентом детерминации R2 =0.14 с наклоном b=0.43, тем самым, можно сказать, что чем больше интенсивность зональной циркуляции в этом районе, тем больше здесь будет наблюдаться антициклоничность. В остальных районах коэффициенты детерминации с дополнительными попытками выявления связей отдельно в теплое и холодное полугодия года в большинстве районов получились, очень малы, что говорит об отсутствии линейной зависимости между исследуемыми величинами.
Исследуя регрессионную зависимость между индексами антициклоничности и индексами Северо-Атлантического колебания, выявлена положительная связь в Северо-Американском (19) районе с коэффициентом детерминации R2 =0.11, b=1.78, тем самым, сделан вывод, что чем больше интенсивность Северо-Атлантического колебания в этом районе, тем больше здесь будет наблюдаться антициклоничность. Коэффициенты детерминации в остальных районах получились, очень малы, что говорит об отсутствии линейной зависимости между исследуемыми величинами.
Рассматривая связи между индексами антициклоничности и индексами Ледовитостью Баренцева моря коэффициенты детерминации во всех районах получились, малы, что говорит об отсутствии линейной зависимости между исследуемыми величинами. Однако при дополнительном проведении регрессионной зависимости месячных индексов антициклоничности с индексами Ледовитостью Баренцева моря отдельно летом и зимой была выявлена связь между ледовитостью и антициклоничностью в 19 районе зимой. Здесь коэффициент детерминации равен R2 =0.13, наклон отрицательный и равен b=-0.09, что свидетельствует о том, что чем больше интенсивность Ледовитость Баренцева моря в этом районе, тем меньше зимой здесь будет наблюдаться антициклоничность.
При проведении регрессионного анализа между индексами антициклоничности с индексами Южного колебания, были выявлены устойчивые отрицательные связи в 10 районе, с коэффициентом детерминации R2= 0.12 и b=-1.12, тем самым, сделан вывод, что чем больше интенсивность Южного колебания в этом районе, тем меньше здесь будет наблюдаться антициклоничность. Так же при дополнительном проведении регрессионной зависимости месячных индексов антициклоничности с индексами Южного колебания в летний период, выявлены прослеживания связей в 10 и 19 районах, потверждающиеся линейной регрессией. Здесь коэффициент детерминации равен R2 =0.33 в 10 районе и R2 =0.13 в 19 районе. Наклон в этих районах отрицательный и равняется b=-2.94 в 10 районе и b=-0.79 в 19 районе, что свидетельствует о том, что чем больше интенсивность Южного колебания в этих районах, тем меньше здесь будет наблюдаться антициклоничность летом. Анализируя регрессионную зависимость индексов антициклоничности с Эль- Ниньо зимой, отмечается её наличие в 19 районе с коэффициентом детерминации R2 =0.12 и b=0.27. Так как наклон положительный, можно сделать вывод, что чем больше здесь будет интенсивность Южного колебания, тем больше будет наблюдаться зимой антициклоничность.
Определены периоды колебаний индексов антициклоничности при помощи спектрального анализа в некоторых районах Северного полушария. Отмечается укорочение периодов флуктуаций от районов расположенных в притропической зоне (18, 19) к Арктическому сектору (4 район). В связи с
континентальностью климата в Северо-Американских районах (18, 19)
наблюдается преобладание низкочастотных флуктуаций > 208 сут. В
приполярной умеренной зоне средних широт (10 и 11 районы) заметны флуктуации равные месячным циклам. В Гренландском секторе Арктики отмечаются периоды равные удвоенному естественному синоптическому периоду.
Изучив материал данной работы, можно сделать вывод о том, что анализ антициклонической деятельности весьма полезен и необходим для изучения и сбора информации в системе общей циркуляции атмосферы и весьма актуально проводить данные исследования, особенно в наше время.