Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г.
Анализ взаимно корреляционных функций и взаимных спектров столетних фрагментов временных рядов средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушарием и индексов Североатлантического колебания, а также среднемесячных значений чисел Вольфа, позволил выявить закономерности сезонных...
Saved in:
| Published in: | Культура народов Причерноморья |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Кримський науковий центр НАН України і МОН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/36340 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г./ А.В. Холопцев, А.В. Буракова // Культура народов Причерноморья. — 2006. — № 96. — С. 11-18. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860092275607994368 |
|---|---|
| author | Холопцев, А.В. Буракова, А.В. |
| author_facet | Холопцев, А.В. Буракова, А.В. |
| citation_txt | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г./ А.В. Холопцев, А.В. Буракова // Культура народов Причерноморья. — 2006. — № 96. — С. 11-18. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Культура народов Причерноморья |
| description | Анализ взаимно корреляционных функций и взаимных спектров столетних фрагментов временных рядов средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушарием и индексов Североатлантического колебания, а также среднемесячных значений чисел Вольфа, позволил выявить закономерности сезонных изменений силы связи между этими процессами в период с 1906 по 2005 г.
Аналіз взаємно кореляційних функцій і взаємних спектрів сторічних фрагментів тимчасових рядів середніх температур приземного шару атмосфери над Північною, Південною півкулею і індексів Північноатлантичного коливання, а також середньомісячних значень чисел Вольфа, дозволив виявити закономірності сезонних змін сили зв'язку між цими процесами в період з 1906 по 2005 р.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:23:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
11
черты;
− Запретить отвальную вспашку почв, активизирующую эоловую деятельность и ветровую эрозию;
− Восстановить лесополосы, засадить растительностью склоны и днища балок, отвержки оврагов.
Источники и литература
1. Марганцевые руды Украины. – Киев: Наукова думка, 1993. – 171 с.
2. Карты-схемы горно-добывающих работ ЖРК. Управление ЖРК. – Керчь, 1960.
3. Отчет о подтоплении территории Орджоникидзевского района г.Керчи. Управление рудничной геоло-
гии. – Керчь, 2001.
4. Отчет Керченского участка Феодосийской нефте-газоразведочной экспедиции «О добыче пластовой
жидкости». – Керчь, 2003.
5. Гидрогеология СССР, том 7, Крым. Недра. М., 1970. – 364 с.
Холопцев А. В., Буракова А. В.
ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК
СТАТИСТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ДИНАМИКИ СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ
СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУР ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ НАД
СЕВЕРНЫМ, ЮЖНЫМ ПОЛУШАРИЯМИ ЗЕМЛИ И ИНДЕКСА
СЕВЕРОАТЛАНТИЧЕСКОГО КОЛЕБАНИЯ С ВАРИАЦИЯМИ СОЛНЕЧНОЙ
АКТИВНОСТИ В ПЕРИОД С 1906 ПО 2005 г.
Совершенствование методов моделирования и прогнозирования динамики характеристик глобального
климата нашей планеты является одной из актуальных проблем физической географии.
Согласно современным представлениям о факторах изменчивости характеристик глобального климата
[1], к числу наиболее значимых на временных масштабах десятки лет относятся изменения характеристик
парникового эффекта[2], глобальной атмосферной циркуляции [3], а также солнечной активности[4].
Динамика характеристик парникового эффекта определяется изменчивостью концентраций и распреде-
лений в атмосфере парниковых газов – диоксида углерода, водяного пара, метана, закиси азота, фреонов,
озона и др., которые зависят не только от антропогенных, но и от весьма влиятельных природных факторов.
К числу последних относится изменчивость состояния солнечной активности, во многом определяющая не
только динамику содержания в стратосфере озона, метана, закиси азота и водяного пара, но и ее прозрач-
ность в видимом диапазоне спектра солнечной радиации (в его интервале длин волн, соответствующих ли-
нии поглощения озона [5]).
К числу наиболее существенных проявлений изменений характеристик парникового эффекта относится
динамика средних температур приземного слоя атмосферы над Северным и Южным полушариями Земли
[6]. Она не только оказывает влияние на развитие любых наземных форм жизни на нашей планете, но и во
многом определяет изменения характеристик глобальной атмосферной циркуляции. При этом изменяется и
такая ее характеристика как индекс Северо– Атлантического колебания (САК) [7], что определяет межго-
довую изменчивость различных синоптических процессов в Северном полушарии, в том числе – принося-
щих атмосферные осадки в Украину [8].
Учитывая это, изменения состояния солнечной активности могут относиться к числу факторов, оказы-
вающих существенное влияние как на динамику средних температур приземного слоя атмосферы над Се-
верным и Южным полушариями Земли, так и изменчивость значений индекса САК.
Установлено [9,10], что изменения состояний солнечной активности, осредненных по поверхности Се-
верного и Южного полушарий температур приземного слоя атмосферы, а также индекса САК могут рас-
сматриваться как полигармонические процессы. Накопленные к настоящему времени временные ряды их
наблюдений достаточны для изучения связей между ними с помощью процедур не только корреляционно-
го, но и спектрального анализа [11]. Несмотря на это закономерности статистических связей между спек-
тральными составляющими этих процессов в настоящее время изучены недостаточно.
К числу наименее изученных, но, несомненно, заслуживающих исследования, относятся особенности
влияния на характеристики этих связей фактора смены времен года.
Целью данной работы является изучение особенностей сезонной изменчивости статистических связей
между изменениями состояния солнечной активности, а также динамикой средних температур приземного
слоя атмосферы над Северным и Южным полушариями Земли, и изменчивостью значений индекса САК.
Методика и фактический материал.
Наиболее универсальным методом исследования статистических связей между природными процесса-
ми является корреляционный анализ [13]. Он позволяет с требуемой достоверностью установить факт на-
личия (либо отсутствия ) связи между процессами, заданными временными рядами своих наблюдений,
свойства которых могут быть неизвестны. В тоже время этому методу свойственны существенные недос-
татки. Одним из наиболее значительных является то, что этот метод не позволяет отличить связи причин-
ные, определяемые физической природой изучаемых процессов, от связей ложных, проявляющихся лишь
на анализируемом ряде наблюдений и пропадающих при обновлении его членов. Поэтому корреляционный
анализ, как правило, применяют на начальных стадиях исследования.
При изученности рассматриваемых процессов, позволяющей предложить их математические модели,
Холопцев А. В., Буракова А. В.
ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК СТАТИСТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ДИНАМИКИ
СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУР ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ НАД
СЕВЕРНЫМ, ЮЖНЫМ ПОЛУШАРИЯМИ ЗЕМЛИ И ИНДЕКСА СЕВЕРОАТЛАНТИЧЕСКОГО КОЛЕБАНИЯ С
ВАРИАЦИЯМИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕРИОД С 1906 ПО 2005 г.
12
более эффективными и информативными являются иные методы анализа. Если свойства этих процессов по-
зволяют рассматривать их как суммы нескольких квазигармонических составляющих, более эффективным
методом исследования статистических связей между ними является спектральный анализ. Процессы, обла-
дающие подобными свойствами относят к полигармоническим [1].
Одной из наиболее распространенных математических моделей полигармонических процессов является
представление их [12] в виде суммы комплексных функций:
)}(exp{)( tjxtX i η⋅∑= ,
где xi(t) и ηi(t) – действительные функции, причем, xi(t), на интервале наблюдения изменяется
медленно, а ηi(t) таково, что спектры различных компонентов этих процессов пересекаются. В их сумме на
соответствующих частотах присутствуют максимумы.
Пусть )}(exp{)()( tjftstS = и G(t) = )}(exp{)()( tjtgtG ϕ= – аналитические функции, описывающие дина-
мику пары рассматриваемых процессов. Здесь s(t) и g(t) , а также f(t) и φ(t) – функции действительного пе-
ременного, описывающие изменения во времени соответственно модулей и фаз рассматриваемых процес-
сов.
Если изменения характеристик процессов, описываемых функциями S(t) и G(T) на некотором фрагмен-
те их временных рядов несущественны, то связь между ними во временной области может быть описана их
взаимно корреляционной функцией R(t, τ), а в частотной области – взаимным спектром FR(t,w). При этом:
)]}()(exp[)()({)}()({),( tjtjf
DGDS
tgtsE
DGDS
tGtSEtR ϕ
ττ
τ +
⋅
−
=
⋅
−
= ,
где DS и DG – среднеквадратические значения процессов S(t) и G(t) на рассматриваемом временном
интервале.
FR(t,w) является преобразованием Фурье от R(t, τ) . В общем случае как FR(t,w), так и R(t, τ) являют-
ся функциями комплексными. Очевидно, что обе характеристики несут одинаковое количество информа-
ции об особенностях связи между процессами и являются прямыми аналогами. Вместе с тем в некоторых
задачах применение той или иной характеристики более предпочтительно, поскольку обеспечивает более
наглядное отображение интересующей информации.
Подобная ситуация является типичной в случае, если процессы S(t) и G(t) можно рассматривать как
полигармонические, а анализируемые ряды их наблюдений достаточно продолжительны для эффективного
разрешения их спектральных составляющих. При этом может быть рассчитан взаимный спектр процессов
– характеристика показывающая, какая доля мощности одного процесса, приходящаяся на тот или иной
диапазон частот, обусловлена влиянием составляющих спектра другого процесса в том же диапазоне.
Наиболее наглядно указанная информация отображается функцией, представляющей собой квадрат
модуля FR(t,w) и называемой взаимным энергетическим спектром (ВЭС).
Как видно из (2.2) ВЭС (W(w)) может быть выражен как:
2}))()({()}*,({)},({)(
DGDS
tgtsEtRFtRFwW
⋅
−⋅
=⋅=
τ
ττ
Нетрудно заметить, что ВЭС процессов S(t) и G(t) может быть определен, как произведение их энерге-
тических спектров (ЭС), нормированное к их средним мощностям.
Учитывая изложенное, исследование влияния фактора смены времен года на закономерности статисти-
ческой связи между рассматриваемыми процессами – вариациями солнечной активности, а также измене-
ниями среднегодовых и среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Се-
верным Южным полушариями планеты и значений индекса САК, осуществлялось как методом корреля-
ционного анализа, так и путем вычисления их ВЭС.
При корреляционном анализе решение о наличии, либо отсутствии связи между сопоставляемыми про-
цессами принималось с достоверностью 99 % (для чего применялся критерий Стьюдента[13]). При этом
рассматривались фрагменты временных рядов изучаемых процессов продолжительностью 100 лет (с 1906
по 2005 г.).
Одной из наиболее распространенных количественных характеристик состояния солнечной активно-
сти является относительное число Вольфа [4]. Инструментальные измерения значений числа Вольфа ведут-
ся непрерывно, начиная с 1749 года. В результате имеющийся временной ряд значений этого индекса име-
ет длину, достаточную для исследования его особенностей с помощью спектрального анализа.
Наблюдения за изменениями значений относительного числа Вольфа ведутся на многих астрономиче-
ских обсерваториях планеты, а их результаты представлены в Интернете. Их примером является база дан-
ных об изменениях среднемесячных значений этого числа за период с января 1749 г по сентябрь 2006 г,
представленная на сайте Пулковской государственной астрономической обсерватории (Российская Федера-
ция)– nag.@gao.spb.ru.
Пример изменения за рассматриваемый период среднемесячных значений числа Вольфа приведен на
рис. 1.
mailto:nag.@gao.spb.ru
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
13
-50
0
50
100
150
200
250
19
06
19
11
19
16
19
21
19
26
19
31
19
36
19
41
19
46
19
51
19
56
19
61
19
66
19
71
19
76
19
81
19
86
19
91
19
96
20
01 t (год)
W
Ряд1
Ряд2
Рис. 1. Изменения среднемесячных значений числа Вольфа за январь (ряд 1) и июль (ряд 2)
в период с 1906 по 2005 г.
Как видим из рис.1, максимальные и средние значения числа Вольфа по каждому циклу солнечной ак-
тивности за рассматриваемый период возрастали. Продолжительности циклов, относящихся к началу этого
периода составляли 11 лет. В его конце их величина уменьшилась до 10 лет. В среднем за период продол-
жительность циклов составила 10.31 года.
Информация о временной изменчивости аномалий среднемесячных значений средних температур воз-
духа в приземном слое атмосферы над Северным и Южным полушариями планеты и среднемесячных зна-
чений индекса САК за период с января 1856 г по октябрь 2006 года представлена в Интернете (сайты ken-
jisan@udel.edu., dss.ucar.edu, www.cmdl.noaa.gov).
Примеры изменений среднемесячных значений этих процессов в период наблюдения приведены на
рис. 2 а, б, в.
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1906 1915 1924 1933 1942 1951 1960 1969 1978 1987 1996 2005t (год)
А
Ряд1
Ряд2
Рис.2. а. Изменения в период с 1906 по 2005 г. среднемесячных значений аномалий средних температур
приземного слоя атмосферы над Северным полушарием в январе (ряд 1) и июле (ряд 2).
Как видно из рис. 2.а, на протяжение периода наблюдения среднемесячные значения аномалий средних
температур приземного слоя над Северным полушарием возрастали, что соответствует современным пред-
ставлениям о происходящих в этот период изменениях глобального климата [1]. При этом очевидно, что
рассматриваемые процессы представляют собой суммы нескольких гармонических колебаний с периодами
от единиц до ориентировочно 80 лет.
http://www.cmdl.noaa.gov
Холопцев А. В., Буракова А. В.
ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК СТАТИСТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ДИНАМИКИ
СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУР ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ НАД
СЕВЕРНЫМ, ЮЖНЫМ ПОЛУШАРИЯМИ ЗЕМЛИ И ИНДЕКСА СЕВЕРОАТЛАНТИЧЕСКОГО КОЛЕБАНИЯ С
ВАРИАЦИЯМИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕРИОД С 1906 ПО 2005 г.
14
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1906 1915 1924 1933 1942 1951 1960 1969 1978 1987 1996 2005 t (год)
А
Ряд1
Ряд2
Рис.2. б. Изменения в период с 1906 по 2005 г. среднемесячных значений аномалий средних
температур приземного слоя атмосферы над Северным полушарием в январе (ряд 1) и июле (ряд 2).
Как видим из рис. 2 б., и в Южном полушарии среднемесячные значения аномалий средних темпера-
тур приземного слоя атмосферы над Южным полушарием на протяжение рассматриваемого периода воз-
растали, а характер их динамики свидетельствует о пригодности для их описания модели полигармониче-
ского процесса.
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
1906 1914 1922 1930 1938 1946 1954 1962 1970 1978 1986 1994 2002 t (год)
I сак
Ряд1
Ряд2
Рис.2. в. Изменения в период с 1906 по 2005 г. среднемесячных значений индекса
Североатлантического колебания в январе (ряд 1) и июле (ряд 2).
Как видим из рис. 2 в., изменения значения индекса САК в рассматриваемый период также представ-
ляли собой сложное колебание, допускающее описание моделью полигармонического процесса.
Результаты исследований и их анализ
Основываясь на фрагментах указанных временных рядах среднемесячных значений числа Вольфа, а
также среднемесячных температур приземного слоя над полушариями и средних значений индекса САК
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
15
для каждого месяца, с 1906 по 2005 г., с помощью рассмотренной выше методики были вычислены соот-
ветствующие их взаимно корреляционные функции и ВЭС.
Примеры взаимно корреляционных функций рассматриваемых фрагментов временных рядов средне-
месячных значений аномалий средних температур приземного слоя атмосферы над Северным и Южным
полушариями с соответствующими временными рядами числа Вольфа приведены на рис. 3.а и 3.б.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16
сдвиг по годам
r
Ряд1
Ряд2
Ряд3
Северное полушарие Южное полушарие
Рис.3 а. Примеры взаимно корреляционных функций временных рядов числа Вольфа, а также фраг-
ментов за период с 1906 по 2005 г. временных рядов среднемесячных значений аномалий средних темпера-
тур приземного слоя атмосферы над Северным и Южным полушариями за январь (ряд 1), февраль (ряд 3) и
99% порог достоверной корреляции (ряд 2).
Как видим из рис.3.а, максимальные значения представленных на них корреляционных функций пре-
восходят 99% порог при сдвигах 11 лет – в Северном полушарии и 12, 13 лет – в Южном полушарии. Это
позволяет утверждать, что между рассматриваемыми процессами при указанных сдвигах существует досто-
верная статистическая связь.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
1 4 7 10 13 16 19 1 4 7 10 13 16
сдвиг по годам
r
Ряд1
Ряд2
Ряд3
Северное полушарие Южное полушарие
Ряд 3.б Примеры взаимно корреляционных функций временных рядов числа Вольфа, а также фраг-
ментов за период с 1906 по 2005 г. временных рядов среднемесячных значений аномалий средних темпера-
тур приземного слоя атмосферы над Северным и Южным полушариями за июль (ряд 1), август (ряд 3)
и 99% порог достоверной корреляции (ряд 2).
Как следует из рис.3 б, в Северном полушарии значимой корреляции рассматриваемых процессов в
июле и августе не выявлено, а в Южном полушарии 99% порог превышается лишь в августе при сдвиге
Холопцев А. В., Буракова А. В.
ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК СТАТИСТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ДИНАМИКИ
СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУР ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ НАД
СЕВЕРНЫМ, ЮЖНЫМ ПОЛУШАРИЯМИ ЗЕМЛИ И ИНДЕКСА СЕВЕРОАТЛАНТИЧЕСКОГО КОЛЕБАНИЯ С
ВАРИАЦИЯМИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕРИОД С 1906 ПО 2005 г.
16
между рядами 12 лет.
Значения сдвигов между временными рядами рассматриваемых процессов в различные месяцы, при ко-
торых имеет место их значимая корреляция с соответствующими рядами чисел Вольфа, приведены в табл.
1.
Таблица 1.
Месяц вольф –сп Вольф– юп
Январь 11 12
Февраль 11 12
Март 14 11
Апрель 13 12
Май 12 12
Июнь 12 11
Июль 14 0
Август 13 0
сентябрь 13 0
октябрь 0 0
ноябрь 15 0
декабрь 13 15
Как видим из табл.1, наиболее существенная статистическая связь между изменениями температур
приземного слоя атмосферы над поверхностью каждого полушария имеет место в зимние месяцы
Из сопоставления рис. 3 а, 3 б, очевидно, что все представленные на них корреляционные функции об-
ладают положительными средними значениями, сопоставимыми, а в ряде случаев и превышающими ам-
плитуды присущих им колебаний. Причина этого явления, а также наличия сравнительно высокой корре-
ляции между рассматриваемыми процессами в прочие месяцы (см. табл.1) состоит в том, что как средние
за 22-х летний цикл солнечной активности среднемесячные значения числа Вольфа (рис 1), так и осреднен-
ные на том же интервале среднемесячные значения аномалий средних температур приземного слоя атмо-
сферы (рис.2 а. и рис 2б.) в период с 1906 по 2005 г. возрастали. Вопрос о существовании значимых стати-
стических связей между составляющими спектров рассматриваемых процессов, обладающими периодами
единицы – десятки лет при этом остается открытым. Для ответа на него, в соответствии с рассмотренной
выше методикой был проведен анализ их ВЭС.
Пример ВЭС рассматриваемых фрагментов временных рядов среднемесячных значений числа Вольфа
за декабрь, со среднемесячными значениями за тот же месяц средних температур приземного слоя Северно-
го и Южного полушарий планеты и средними значениями индекса САК представлен на рис.4.
Рис.4. ВЭС фрагментов с 1906 по 2005 г. временных рядов среднемесячных значений чисел Вольфа и
среднемесячных температур приземного слоя атмосферы над Северным полушарием (ряд 1), над Южным
полушарием (ряд 2), а также значений индекса САК (ряд 3) в декабре.
Из этого примера следует, что связь между изменениями составляющих ЭС рассматриваемого фраг-
мента ряда среднемесячных значений числа Вольфа и среднемесячных температур приземного слоя атмо-
сферы над Северным, Южным полушарием, а также значений индекса САК в декабре наиболее сильна
для гармоник с периодом 10 лет. Амплитуды максимумов ВЭС, приходящиеся на гармоники с периодом
20–22 года уступают им более чем на порядок.
0
0 ,1
0 ,2
0 ,3
0 ,4
0 ,5
0 ,6
0 ,7
0 ,8
0 ,9
6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5
t ( г о д )
Р
Р яд 1
Р яд 2
Р яд 3
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
17
Аналогичная закономерность имеет место и для других месяцев. При этом установлено, что амплитуда
10 – летних гармоник, соответствующих максимумам ВЭС рассматриваемых процессов существенно зави-
сит от времени года. Характер этой зависимости иллюстрируется табл. 2, где приведены значения амплитуд
гармоник их ВЭС с периодами 10 лет для каждого месяца.
Таблица 2. Значения амплитуды гармоники с периодом 10 лет ВЭС временных рядов среднемесячных
значений числа Вольфа, а также среднемесячных значений температур приземного слоя атмосферы над Се-
верным (Вольф–СП), Южным полушариями планеты (Вольф – ЮП) и индекса САК для различных меся-
цев.
Месяц вольф –сп Вольф– юп Вольф– САК
январь 0,176052 0,514501 0,271824
февраль 0,61279 0,386938 0,939164
Март 0,248546 0,734602 0,168513
апрель 0,330728 0,306407 0,423974
Май 0,497657 0,449381 0,168513
Июнь 0,512436 0,329065 0,118451
Июль 0,405175 0,329065 0,40945
Август 0,385771 0,405398 0,962367
сентябрь 0,338077 0,248624 0,551344
октябрь 0,380267 0,19493 0,146108
ноябрь 0,641981 0,376579 0,450985
декабрь 0,781719 0,406207 0,595789
Из Таблицы 2 видно, что значения максимумов ВЭС рассматриваемых процессов на интервале с 1906
по 2005 г. существенно зависят от времени года.
Связь между изменениями гармоник с периодом 10 лет временных рядов среднемесячных значений
числа Вольфа и средних температур приземного слоя атмосферы над Северным полушарием наиболее
сильна в декабре, ноябре и феврале. Слабей всего эта связь в январе и марте.
Между вариациями 10-летних гармоник временных рядов среднемесячных значений числа Вольфа и
средних температур приземного слоя атмосферы над Южным полушарием связь наиболее сильна в январе
и марте. При этом она слабей всего в октябре и сентябре.
Изменения гармоник с периодом 10 лет временных рядов значений индекса САК, а также среднемесяч-
ных значений числа Вольфа связаны между собой наиболее сильно в августе и феврале. Слабей всего эта
связь в июне, мае, октябре и марте.
Нетрудно заметить, что наиболее сильная связь между изменениями состояния солнечной активности и
динамикой среднемесячных температур в Южном полушарии приходится на январь и март – месяцы, в ко-
торые эта связь наиболее слаба в Северном полушарии. Месяц, для которого эта связь в Южном полуша-
рии наиболее слаба (октябрь) близок к месяцам абсолютного максимума силы связи между рассматривае-
мыми процессами в Северном полушарии. Как видим, сила связи между рассматриваемыми процессами в
Северном и Южном полушарии изменяется практически противофазно.
Выявленная статистическая закономерность позволяет предполагать, что смена времен года в обоих
полушариях является значимым фактором причинной связи между изменениями среднемесячных темпера-
тур над их поверхностью и солнечной активностью, и ее целесообразно учитывать при моделировании.
Особенности сезонной изменчивости силы связи изменений солнечной активности и динамикой сред-
немесячных значений индекса САК близки к соответствующим особенностям ее связи с динамикой сред-
немесячных температур в приземном слое атмосферы над Северным полушарием, но не тождественны им.
Причины существования выявленных особенностей требуют дальнейшего изучения.
Выводы
1. Значимая положительная корреляция между охватывающими период с 1906 по 2005 г. фрагментами
временных рядов аномалий средних температур приземного слоя атмосферы, а также соответствующих
фрагментов временных рядов среднемесячных значений чисел Вольфа выявлена для зимних и весенних ме-
сяцев (с декабря по июнь включительно)– для Северного полушария и во все месяцы года, кроме августа, –
для Южного полушария.
2. Значимой корреляции между теми же фрагментами временных рядов среднемесячных значений
числа Вольфа и индекса САК (при уровне достоверности статистического вывода 99%) не выявлено. Наи-
более сильная отрицательная корреляция между ними, с достоверностью не менее 80% выявлена в январе,
апреле и июле.
3. В любые месяцы значения ВЭС рассматриваемых фрагментов временных рядов среднемесячных
значений чисел Вольфа, а также среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы
над Северным, Южным полушариями и среднемесячных значений индекса САК достигают максимума для
их составляющих с периодами 10 лет.
2. Сезонные изменения силы статистической связи между изменениями этих составляющих спектра
рассматриваемых фрагментов временных рядов чисел Вольфа, среднемесячных температур приземного
слоя атмосферы над Северным и Южным полушарием практически противофазны. В январе и марте эта
связь для Южного полушария максимальна, а для Северного полушария – минимальна. Для Северного по-
лушария она наиболее сильна в декабре, ноябре и феврале, а в Южном полушарии наиболее слаба в октяб-
Холопцев А. В., Буракова А. В.
ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК СТАТИСТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ДИНАМИКИ
СРЕДНЕМЕСЯЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУР ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ НАД
СЕВЕРНЫМ, ЮЖНЫМ ПОЛУШАРИЯМИ ЗЕМЛИ И ИНДЕКСА СЕВЕРОАТЛАНТИЧЕСКОГО КОЛЕБАНИЯ С
ВАРИАЦИЯМИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕРИОД С 1906 ПО 2005 г.
18
ре и сентябре.
3. Сила статистической связи динамики составляющих с периодом 10 лет спектра тех же фрагментов
временных рядов индекса САК, а также среднемесячных значений числа Вольфа максимальна в августе и
феврале. Слабей всего эта связь в июне, мае, октябре и марте.
Источники и литература
1. Хотон Дж. Глобальный климат. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987.–502с.
2. Изменения климата /Под ред. Гриббина.– Л.: Гидрометеоиздат», 1980.–280с.
3. Зверев А.А. Синоптическая метеорология.– Л. : «Гидрометеоиздат», 1968, –774с.
4. Иванов Е. В. Физика солнечной активности. –М.: «Наука», 1983. – 160 с.
5. Иванов А. Введение в океанографию. Пер с французского Е. А. Плахина и Е. М. Шифриной. Под ред.
Ю.Е. Очаковского и К.С.Шифрина. – М.: «Мир», 1978 . – 574с.
6. Folland C.K., Rayner N.A. and ather . Global temperature change and its uncertainties since 1861. Geophysical
Research Letters, 2001, 28, 2620–2624рр.
7. Пирри А., Уокер Дж. Система океан–атмосфера. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. –196с.
8. Клімат України./ Під ред. В.М.Ліпінського, В.А.Дячука, В.М.Бабічєнко. – Київ.: Видавництво Раєвсько-
го, 2003. – 343с.
9. Кондратьев К.Я. Глобальные изменения климата: факты, предположения и перспективы разработок //
Известия РАН. Сер. ФАО. –2002. –Т. 15. – №10. – С. 1–16.
10. Physics оf the Sun. Ed. P.A. Sturrock, T.E. Holzer, D.M. Mihalas, R.K. Ulrich. Vol . II. The solar atmosphere.
D. Reideel Publishing Company Dordrecht/ Boston/Lancaster/Tokyo, 1986, 386 p.
11. Grenander U., Rosenblatt M. Statistical Analisys of Stationary Time Series, Wiley, New–York. 1957. 720p.
12. Миддлтон Д. Очерки по теории связи. – М., «Сов . радио», 1966. – 540с.
13. Кендал М. Дж., Стьюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды. /Пер. с англий-
ского Э.Л. Пресмана, В.И. Ротаря, под редакцией А.Н. Колмогорова, Ю.В. Прохорова. – М.: «Наука»
Главная редакция физико-математической литературы, 1976. – 736 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-36340 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-0808 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:23:43Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Кримський науковий центр НАН України і МОН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Холопцев, А.В. Буракова, А.В. 2012-07-18T08:51:11Z 2012-07-18T08:51:11Z 2006 Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г./ А.В. Холопцев, А.В. Буракова // Культура народов Причерноморья. — 2006. — № 96. — С. 11-18. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1562-0808 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/36340 Анализ взаимно корреляционных функций и взаимных спектров столетних фрагментов временных рядов средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушарием и индексов Североатлантического колебания, а также среднемесячных значений чисел Вольфа, позволил выявить закономерности сезонных изменений силы связи между этими процессами в период с 1906 по 2005 г. Аналіз взаємно кореляційних функцій і взаємних спектрів сторічних фрагментів тимчасових рядів середніх температур приземного шару атмосфери над Північною, Південною півкулею і індексів Північноатлантичного коливання, а також середньомісячних значень чисел Вольфа, дозволив виявити закономірності сезонних змін сили зв'язку між цими процесами в період з 1906 по 2005 р. ru Кримський науковий центр НАН України і МОН України Культура народов Причерноморья Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. Холопцев, А.В. Буракова, А.В. Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ |
| title | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. |
| title_full | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. |
| title_fullStr | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. |
| title_full_unstemmed | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. |
| title_short | Особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над Северным, Южным полушариями Земли и индекса Североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. |
| title_sort | особенности сезонной изменчивости характеристик статистической связи динамики среднемесячных значений средних температур приземного слоя атмосферы над северным, южным полушариями земли и индекса североатлантического колебания с вариациями солнечной активности в период с 1906 по 2005 г. |
| topic | Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ |
| topic_facet | Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/36340 |
| work_keys_str_mv | AT holopcevav osobennostisezonnoiizmenčivostiharakteristikstatističeskoisvâzidinamikisrednemesâčnyhznačeniisrednihtemperaturprizemnogosloâatmosferynadsevernymûžnympolušariâmizemliiindeksaseveroatlantičeskogokolebaniâsvariaciâmisolnečnoiaktivnostivperiods1906po2005g AT burakovaav osobennostisezonnoiizmenčivostiharakteristikstatističeskoisvâzidinamikisrednemesâčnyhznačeniisrednihtemperaturprizemnogosloâatmosferynadsevernymûžnympolušariâmizemliiindeksaseveroatlantičeskogokolebaniâsvariaciâmisolnečnoiaktivnostivperiods1906po2005g |