ВВЕДЕНИЕ 5
1 Физико-географические и климатические условия Антарктиды 7
1.1 Общая информация 7
1.2 Рельеф местности 8
1.3 Особенности климата Антарктиды 10
1.4 Оценка современных и будущих климатических изменений по 14
ОД-5 МГЭИК
2 Формирование базы данных по температуре воздуха и её анализ 19
2.1 Выбранные метеостанции, их расположение и характеристики 19
рядов
2.2 Оценка однородности эмпирических распределений 24
среднемесячных температур воздуха
2.3 Приведение рядов к многолетнему периоду и восстановление 34
пропусков наблюдений
3 Оценка климатических изменений в рядах температур воздуха 38
3.1 Теоретические положения 38
3.2 Оценка вида моделей временных рядов для температур воздуха 42
зимнего сезона
3.3 Оценка вида моделей временных рядов для температур воздуха 44
весеннего сезона
3.4 Оценка вида моделей временных рядов для температур воздуха 46
летнего сезона
3.5 Оценка вида моделей временных рядов для температур воздуха 47
летнего сезона
4 Пространственные закономерности климатических изменений 49
4.1 Пространственные закономерности нестационарных моделей 49
зимнего сезона
4.2 Пространственные закономерности нестационарных моделей 51
весеннего сезона
4.3 Пространственные закономерности нестационарных моделей 53
летнего сезона
4.4 Пространственные закономерности нестационарных моделей 55
осеннего сезона
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Изменение климата является одной из наиболее сложных проблем нашего столетия. Решению этой проблемы посвящены многочисленные исследования в области климатологии и их обобщения в виде докладов Межправительственной группы экспертов по проблеме изменений климата (МГЭИК). В России изменению климата посвящена разработанная Климатическая доктрина и Климатическая программа с оценкой будущих изменений климата как по всей стране, так и для отдельных федеральных округов.
Несмотря на то, что существует большое количество эффективных физико-математических моделей климата для оценки его будущих изменений на основе климатических сценариев, вопрос региональных изменений климата, а в частности температурного режима остается открытым.
Поэтому исследование проявлений изменений температурного режима на региональном уровне является актуальной задачей. Именно решению этой проблемы и посвящена данная работа по анализу климатических изменений температуры воздуха на территории Антарктиды.
Для решения поставленной задачи необходимо было выполнить следующие виды работ:
- собрать информацию по среднемесячным температурам воздуха на 22 метеостанциях Антарктиды, которые равномерно размещены на территории и охватывают период наблюдений с 1945 года по 2015 год, как последний год имеющихся наблюдений;
- сформировать базу данных многолетних рядов среднемесячных температур января, апреля, июля и октября для 22 метеостанций;
- осуществить оценку качества данных, их однородности и привести данные к единому периоду наблюдений;
- рассчитать параметры стационарной и нестационарных моделей для каждого однородного ряда наблюдений и сделать вывод о преимуществе той или иной модели;
- осуществить пространственное обобщение полученных климатических изменений для каждой нестационарной модели.
При выполнении работ будут применены следующие математические и статистические методы и модели:
- статистические критерии Диксона и Смирнова-Граббса для оценки однородности эмпирических распределений и их проверки на неоднородные экстремумы;
- статистические критерии Фишера и Стьюдента для оценки стационарности дисперсий и средних значений временных рядов;
- методика восстановления пропусков и приведения непродолжительных рядов наблюдений к многолетнему периоду;
- модель стационарного среднего и нестационарные модели линейного тренда и ступенчатых изменений;
- методы пространственной интерполяции для картирования норм температур воздуха;
По выполненной работе можно сделать следующие основные выводы:
1. Сформирована база многолетних рядов среднемесячных температур воздуха на 22 метеостанциях, как в прибрежных, так и во внутренних районах Антарктиды, позволяющая репрезентативно представить всю территорию континента.
2) . Выбраны характерные месяцы сезонов года (январь, апрель, июль, октябрь) и для них осуществлена оценка качества, однородности информации и восстановление пропусков наблюдений, в результате чего получены практически непрерывные многолетние ряды средней продолжительностью 58-60 лет с последним 2015 годом наблюдений.
3) . По непрерывным продолжительным рядам температур воздуха установлено, что число эффективных статистических моделей невелико и в основном приходится на месяцы теплого полугодия (январь, октябрь) и достигает всего 13-18% от общего числа случаев и в основном для модели ступенчатых изменений. Для холодного полугодия эффективных нестационарных моделей или совсем не наблюдается (июль) или их всего 13% и они имеют разную направленность (и повышение и понижение, как в апреле).
4) Эффективная модель ступенчатых изменений характерна в большем числе случаев по сравнению с моделью линейного тренда и изменение средних составляет от 1,5 до 3,00С.
5) . Пространственные обобщения показателей нестационарных моделей позволили сделать вывод, что наибольшее потепление имеет место только на Антарктическим полуострове и, главным образом, в январе.
