Вы здесь

Синоптико-статистичний метод прогнозу різких змін температури повітря всередині місяця на території України у теплий період року

Автор: 
Остапчук Валентина Володимирівна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2003
Артикул:
3403U000424
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
Стійкість місячних та декадних полів температури повітря в Україні У теплий
період року
У даному розділі розглядається стійкість декадних та місячних полів температури
повітря в Україні у теплий період року з метою відшукання прогностичних
залежностей для створення нового методу довгострокового прогнозу температури
повітря для території України.
Проблема створення методів довгострокового прогнозу температури повітря для
різних регіонів, як видно з попереднього огляду, не нова, хоча і була
поставлена не так давно. Офіційні прогнози хвиль тепла і холоду (у вигляді
графіків зміни середньої добової температури повітря протягом місяця)
складалися вченими школи Б.П.Мультановского ще у 50-і роки, Гідрометцентром
СРСР (ЦІП). На жаль, пізніше від таких прогнозів відмовилися у зв'язку з
низькою справджуваністю. З тих пір до таких прогнозів гідрометслужби різних
країн довго не поверталися. Проте, останнім часом, за даними ВМО про прогрес в
області складання довгострокового прогнозу погоди (LONG-RANGE FOREGASTING
PROGRESS REPORT FOR 1997-1998, TECHNICAL DOCUMENT,1999), експериментують і
складають прогнози погоди на місяць і сезон гідрометслужби Австралії,
Німеччини, Канади, Китаю, Чехії, Данії, Англії, Франції, Індії, Японії, Росії,
Південної Африки, Узбекистану, України, США.
В Україні офіційно складаються прогнози погоди на три послідовних місяці з
деталізацією місячної температури і місячної кількості опадів для кожного
місяця і, водночас, деталізуються погодні умови всередині першого
прогнозованого місяця, де відзначаються дні різких змін температури повітря
(European Conference on Applications of Meteorology -ECAM99, 19-24 september
1999). Отже, окремі гідрометслужби, використовуючи свої наукові результати в
області довгострокового прогнозу погоди, після тривалої паузи приступили до
складання довгострокового прогнозу різких змін температури повітря. Разом з тим
слід зазначити, що за явного прогресу у даному напрямку, такі прогнози далеко
не досконалі і потребують подальших доопрацювань.
Різкими у даній роботі вважаються перепади середньої добової приземної
температури повітря у бік підвищення або зниження на 6оС і більше протягом 1-2
діб на не менше 80% території України. При цьому не враховується характер
аномалії температури повітря, тобто різкі потепління або похолодання можуть
здійснюватися як на фоні негативної аномалії температури повітря, так і на фоні
позитивної, і при переході у бік негативної або позитивної аномалії температури
повітря відповідно.
Як показує практика прогнозування погоди і дослідження клімату кінця
попереднього століття, в останні десятиріччя перепади середньої добової
температури повітря на 60С і більше почастішали. Такі температурні зміни
відзначаються практично у всіх регіонах земної кулі, про що свідчать дані ВМО і
фактичні графіки середньої добової температури повітря, зокрема по Києву
(рис.2.1 і 2.2).
Такі перепади середньої добової температури повітря є різкими, і їх
кількаразова поява протягом місяця майже завжди супроводжується різними
небезпечними атмосферними явищами, такими як шквали, град, зливи, смерчі,
заморозки, ожеледь, туман і т.ін. Тому, з огляду на те, що прогноз небезпечних
явищ відноситься до найскладніших задач метеорології, розробка надійного методу
прогнозу різких змін температури повітря дозволить на його основі покращити
успішність прогнозування того чи іншого небезпечного явища.
2.1. Ймовірний стан полів середньої місячної температури повітря на території
України
Перед тим, як перейти до поданого у даній роботі методу прогнозу різких змін
температури повітря, доцільно дослідити, визначити і показати ймовірний стан
полів середньої місячної температури повітря на території України та їх
перетворення для відшукання прогностичних статистичних залежностей.
З цією метою розглянемо перетворення поля місячної температури повітря як
випадковий процес. Тоді його стан у вихідний момент позначимо x(0), а ланцюжок
його послідовних перетворень x(0)®x(1)®x(2)®ј залежить від утручання випадку.
Разом з тим дотримується така закономірність: якщо на кроці n система
знаходиться у стані x(i) , то у наступний момент n+1, незалежно від попередніх
йому станів, вона перейде у стан x(j) з ймовірністю Pij :
Pij = P { x (n+1) = x (j) / x (n) = x (i) } , i,j =1,2,... (2.1 )
Описана модель називається однорідним ланцюгом Маркова, а ймовірності Pij
називаються перехідними ймовірностями цього ланцюга. Теорія ланцюгів Маркова
вже давно з успіхом застосовується для вивчення зміни типів циркуляції
атмосфери над різними районами Землі. Крім перехідних ймовірностей задається
початковий розподіл ймовірностей:
Pi0 = P { x (0) = x (i) } , i =1,2,... (2.2 )
Для визначення початкового розподілу ймовірностей поля аномалії місячної
температури повітря (DT) на території України візьмемо вибірку DT, поданих за
25 областями, за період 1948-1998 рр. Для визначення ймовірності полів DT
розіб’ємо їх на градації за температурою через 30 C від нуля (для кожного
місяця). Кожна градація має свою ймовірність. Перший вихідний стан для поля DT
на території України одержимо з найімовірніших градацій у областях. Інші
вихідні стани полів DT одержимо з послідовно спадаючих за ймовірністю градацій
DT у кожній області.
Залежно від сезону року число вихідних станів полів DT для кожного місяця
різне, що визначається дисперсією температури повітря кожного сезону. Дисперсія
температури взимку більша, ніж улітку, тому кількість початкових станів повинна
бути більшою взимку, ніж улітку.
Найімовірніше поле температури повітря в Україн