Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський"

Методами лінійного та нелінійного регресійного аналізу одержано параметри періодичної мінливості та трендів солоності, а також температури води і повітря за даними спостережень за 2000-2006 роки. Встановлено, що крім сезонних коливань перелічені параметри беруть участь у більш повільному коливанні з...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту
Дата:	2011
Автори:	Білокриницька, Л.М., Клок, С.В., Крученицький, Г.М., Скоробагатий, Т.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України 2011
Теми:	Гідрологія, водні ресурси
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51539
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський" / Л.М. Білокриницька, С.В. Клок, Г.М. Крученицький, Т.В. Скоробагатий // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2007. — Вип. 256. — С. 251-258. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860202321295704064
author	Білокриницька, Л.М. Клок, С.В. Крученицький, Г.М. Скоробагатий, Т.В.
author_facet	Білокриницька, Л.М. Клок, С.В. Крученицький, Г.М. Скоробагатий, Т.В.
citation_txt	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський" / Л.М. Білокриницька, С.В. Клок, Г.М. Крученицький, Т.В. Скоробагатий // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2007. — Вип. 256. — С. 251-258. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту
description	Методами лінійного та нелінійного регресійного аналізу одержано параметри періодичної мінливості та трендів солоності, а також температури води і повітря за даними спостережень за 2000-2006 роки. Встановлено, що крім сезонних коливань перелічені параметри беруть участь у більш повільному коливанні з основним періодом в 3 роки. Солоність та температура води мають статистично вагомі від’ємні тренди. Показано, що ці тренди формуються за рахунок синхронних негативних викидів, які обумовлені зростанням допливу прісної води від руйнування льодового щита Антарктики під час антарктичного літа. Методами линейного и нелинейного регрессионного анализа получены параметры периодической изменчивости и трендов солёности, а также температуры воды и воздуха по данным наблюдений за 2000-2006 годы. Установлено, что кроме сезонных колебаний перечисленные параметры подвержены более медленному колебанию с основным периодом 3 года. Солёность и температура воды имеют статистически значимые отрицательные тренды. Показано, что эти тренды формируются за счёт синхронных отрицательных выбросов, которые обусловлены возрастанием притока пресной води от разрушения ледового щита Антарктики во время антарктического лета.
first_indexed	2025-12-07T18:10:52Z
format	Article
fulltext	УДК 551.466.33+467.3.03 Л.М. Білокриницька, С.В. Клок, Г.М. Крученицький, Т.В. Скоробагатий ПЕРІОДИЧНА ТА ДОВГОТЕРМІНОВА МІНЛИВІСТЬ СОЛОНОСТІ ПІВДЕННОЇ АТЛАНТИКИ ЗА ДАНИМИ ВИМІРІВ НА АНТАРКТИЧНІЙ СТАНЦІЇ “АКАДЕМІК ВЕРНАДСЬКИЙ” Методами лінійного та нелінійного регресійного аналізу одержано параметри періодичної мінливості та трендів солоності, а також температури води і повітря за даними спостережень за 2000-2006 роки. Встановлено, що крім сезонних коливань перелічені параметри беруть участь у більш повільному коливанні з основним періодом в 3 роки. Солоність та температура води мають статистично вагомі від’ємні тренди. Показано, що ці тренди формуються за рахунок синхронних негативних викидів, які обумовлені зростанням допливу прісної води від руйнування льодового щита Антарктики під час антарктичного літа. Постановка задачі Солоність Південного океану та її мінливість останнім часом привертають до себе увагу дослідників у зв’язку з проблемою глобального потепління [1] та руйнування льодового щита Антарктиди. Ці процеси повинні приводити, з одного боку, до зростання солоності через збільшення випаровування океанічної води, а з іншого – до її зменшення через надходження прісної води, що обумовлене зростанням кількості айсбергів та швидкості їхнього танення. Отже, необхідно з’ясувати, який з цих конкуруючих процесів визначає знак довготермінового тренду, яким є цей тренд і з якою похибкою він може бути обчислений за даними спостережень. Також становлять інтерес характер періодичної мінливості солоності, її порівняльна величина відносно, наприклад, стандартного відхилення глобального розподілу середньорічного значення (рис. 1) і спектральний склад періодичної мінливості. Наук. праці УкрНДГМІ, 2007, Вип. 256 251 Рис. 1. Глобальний розподіл середньорічних значень солоності (0/00) Методи моделювання та вихідні дані Модель сезонної мінливості солоності Південної Атлантики за даними вимірів на станції “Академік Вернадський” було побудовано методом лінійної регресії у вигляді: ∑ ≥ +−= 0 )()](cos[)( k kk tresttkAtV ω , (1) де )(tV – відліки модельованого ряду; τ πω 2 = ; τ – тривалість року; – амплітуда kA k -ої гармоніки; – фаза kt k -ої гармоніки; )(tres – залишки моделі. З усіх гармонік обрано лише ті, для яких амплітуди є статистично вагомі по рівню не менше ніж 95%. Значення решти амплітуд рівні нулю. Середня частота спектру сезонної мінливості визначалася за формулою: ∑ ∑ ≥ ≥>=< 0 2 0 22 k k k k kA kAπ ω (1a) його напівширина – за формулою: 252 ∑ ∑ ≥ ≥=∆ 0 0 2 ( k k k kA ω ω ><− 2 2) kA ω . (1b) Моделювання за формулою (1) було здійснено для ряду щодобових значень солоності за період з 3 травня 2000 року по 31 грудня 2006 року, а також для рядів температури води та повітря. Відомості про вихідні дані рядів спостережень подано у таблиці 1 (Заповнення у таблиці – це відношення днів із спостереженнями до повної кількості діб між початком та закінченням спостережень). Лінійні тренди обчислювались як коефіцієнти лінійної регресії рядів решток )(tres на час [2]. Зауважимо, що зручним засобом обчислення коефіцієнтів лінійної регресії, їхньої статистичної вагомості, а також значень коефіцієнта детермінації та статистики Фішера (див. нижче) моделей є вбудована функція Excel–“LINEST” (в українському інтерфейсі «ЛІНІЙН») [3]. Крім обчислення лінійних трендів було здійснено спробу моделювати довготермінову мінливість за допомогою гармонік повільного (у порівнянні із роком) коливання: ∑ ≥ +Θ−= 0 )()](2cos[)( k kk tresidt T kBtres π (2) де )(tres – залишки моделі сезонної мінливості; kk – параметри моделі довготермінової періодичної мінливості, що знаходяться методом побудови нелінійної регресії; TB Θ,, )(tresid – залишки моделі довготермінової періодичної мінливості; Таблиця 1 Відомості про дані спостережень № п/п Спостереження П оч ат ок За кі н- че нн я В ід лі ки За по в- не нн я С ер ед нє зн ач ен ня С К В - σ 1 Солоність, 0/00 03.05.2000 31.12.2006 2295 98,4% 32,54 1,75 2 Температура повітря, 0С 03.05.2000 31.10.2006 2332 100% -2,76 4,35 3 Температура води, 0С 03.05.2000 31.12.2006 2332 100% -0,86 1,20 253 Зауважимо, що зручним та ефективним засобом побудови нелінійної регресійної моделі є вбудована функція електронних таблиць Excel– “Solver” (в українському інтерфейсі «Пошук розв’язку») [3], що забезпечує розв’язання системи нелінійних рівнянь, породженої застосуванням метода найменших квадратів до мінімізації - 2 - норми [2] ланцюга l )(tresid , за допомогою метода дотичних Ньютона [4]. Ефективність побудованих моделей оцінювалася за допомогою коефіцієнта детермінації 2R , що за визначенням є [2]: 2 0 22 02 σ σσ rR − = , (3) де 2 0σ – дисперсія (квадрат середньоквадратичного відхилення – СКВ) модельованого ланцюга; 2 rσ – дисперсія залишків. Достовірність моделей оцінювалася по значенню статистики Фішера – [2]. Нагадаємо, що 95% достовірності моделі відповідає значення статистики Фішера 3 і значення статистики зростають із зростанням достовірності. Одержані результати Результати моделювання сезонного ходу досліджуваних процесів проілюстровано на рис. 2, а параметри моделей та значення лінійних трендів зведено в таблицю 2. Рис. 2. Сезонна мінливість солоності (суцільна лінія), температури повітря (пунктир) та води (штрих-пунктир) 254 З таблиці 2 видно, що тренд температури повітря не є статистично вагомим, на відміну від трендів температури води та солоності. Природу цих трендів легко зрозуміти з рис. 3. Таблиця 2 Результати моделювання сезонної мінливості та трендів № п/п Спостереження , роки-1 , роки-1 Тренд на 10 років 1 Солоність, 0/00 33% 80 10,43 8,25 -0.8±0,2 24,7 2 Температура повітря, 0С 39% 107 7,19 4,67 -0.6±0,4 2,1 3 Температура води, 0С 59% 235 7,67 3,85 -0.3±0,1 10,5 Очевидно, що обидва тренди формуються за рахунок негативних викидів у обох ланцюгах залишків, які обведені прямокутниками на рис. 3. Практично повна синхронність цих викидів наводить на думку, що вони обумовлені однією причиною, тобто припливом прісної води від танення уламків льодового щита Антарктиди – айсбергів. Рис. 3. Залишки сезонного ходу солоності (ромби) та температури води (трикутники) 255 Цілком природно, що інтенсифікація цього процесу припадає на теплу частину року, коли (див. рис. 2) температура морської води має плюсові значення. Тому приплив талої води з нульовою температурою приводить до від’ємних значень відхилення від сезонних значень (кліматичної норми). Крім того, танення кожного грама льоду з підводної частини айсберга віднімає у морської води 320 джоулів тепла, що так само спричинює її охолодження. Моделювання повільного коливання виявилося успішним для всіх видів спостережень, як видно з таблиці 3, причому основний період цього коливання виявився однаковим і дорівнює трьом рокам. Таблиця 3 Результати моделювання «повільних» коливань № п/п Спостереження , роки-1 , роки-1 СКВ - σ 1 Солоність 28% 55 6,3 5,1 0,660/00 2 Температура повітря 9,8% 15.8 5,4 4,9 1,10С 3 Температура води, 0С 75% 442 5,3 3,7 0,760С Висновки 1. Лінійне та нелінійне регресійне моделювання дозволило загалом успішно дослідити періодичну та аперіодичну мінливість солоності, а також температури повітря і води на порівняно коротких (менше семи років) рядах спостережень. Повна ефективність побудованих моделей склала, відповідно, 52, 50 та 90 відсотків (рис. 4). 2. Встановлено, що статистично вагомі від’ємні тренди солоності та температури океану (-0.8±0.20/00 та -0.3±0.10С на десять років відповідно) формуються за рахунок синхронних негативних викидів, які обумовлені зростанням допливу прісної води від руйнування льодового щита Антарктики під час антарктичного літа, а також енергетичними витратами на танення підводних частин айсбергів. 3. Відсутність статистично вагомого тренду температури повітря так само може бути пов’язана з енергетичними витратами на танення надводних частин айсбергів у теплий період року. 256 а б в Рис. 4. Модель (лінія) та дані спостережень (крапки) солоності (а), температури повітря (б) та води (в) 257 * * Методами линейного и нелинейного регрессионного анализа получены параметры периодической изменчивости и трендов солёности, а также температуры воды и воздуха по данным наблюдений за 2000-2006 годы. Установлено, что кроме сезонных колебаний перечисленные параметры подвержены более медленному колебанию с основным периодом 3 года. Солёность и температура воды имеют статистически значимые отрицательные тренды. Показано, что эти тренды формируются за счёт синхронных отрицательных выбросов, которые обусловлены возрастанием притока пресной води от разрушения ледового щита Антарктики во время антарктического лета. * * 1. Third Assessment Report – Climate Change 2001 (http://www.ipcc.ch/). 2. Hudson D.J. Lectures on elementary statistics and probability. Geneva. 1964. – 242 p. 3. Зелинский С.Э. Microsoft Office 2007. – Х.: Фолио, 2008. – С. 266-267. 4. Орвис В.Дж. Excel для учёных, инженеров и студентов. – К.: Юниор, 1999. – С. 371-384. Київський національний університет імені Тараса Шевченка Державна геологічна служба Мінприроди України, Київ Центральна аерологічна обсерваторія Росгідромету, Росія Інститут хімії поверхні НАН України, Київ 258
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51539
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	XXXX-0054
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T18:10:52Z
publishDate	2011
publisher	Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України
record_format	dspace
spelling	Білокриницька, Л.М. Клок, С.В. Крученицький, Г.М. Скоробагатий, Т.В. 2013-12-01T17:11:07Z 2013-12-01T17:11:07Z 2011 Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський" / Л.М. Білокриницька, С.В. Клок, Г.М. Крученицький, Т.В. Скоробагатий // Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту: Зб. наук. пр. — 2007. — Вип. 256. — С. 251-258. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. XXXX-0054 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51539 551.466.33+467.3.03 Методами лінійного та нелінійного регресійного аналізу одержано параметри періодичної мінливості та трендів солоності, а також температури води і повітря за даними спостережень за 2000-2006 роки. Встановлено, що крім сезонних коливань перелічені параметри беруть участь у більш повільному коливанні з основним періодом в 3 роки. Солоність та температура води мають статистично вагомі від’ємні тренди. Показано, що ці тренди формуються за рахунок синхронних негативних викидів, які обумовлені зростанням допливу прісної води від руйнування льодового щита Антарктики під час антарктичного літа. Методами линейного и нелинейного регрессионного анализа получены параметры периодической изменчивости и трендов солёности, а также температуры воды и воздуха по данным наблюдений за 2000-2006 годы. Установлено, что кроме сезонных колебаний перечисленные параметры подвержены более медленному колебанию с основным периодом 3 года. Солёность и температура воды имеют статистически значимые отрицательные тренды. Показано, что эти тренды формируются за счёт синхронных отрицательных выбросов, которые обусловлены возрастанием притока пресной води от разрушения ледового щита Антарктики во время антарктического лета. uk Український науково-дослідний гідрометеорологічний інститут МНС та НАН України Наукові праці Українського науково-дослідного гідрометеорологічного інституту Гідрологія, водні ресурси Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський" Article published earlier
spellingShingle	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський" Білокриницька, Л.М. Клок, С.В. Крученицький, Г.М. Скоробагатий, Т.В. Гідрологія, водні ресурси
title	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський"
title_full	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський"
title_fullStr	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський"
title_full_unstemmed	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський"
title_short	Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський"
title_sort	періодична та довготермінова мінливість солоності південної атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "академік вернадський"
topic	Гідрологія, водні ресурси
topic_facet	Гідрологія, водні ресурси
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51539
work_keys_str_mv	AT bílokrinicʹkalm períodičnatadovgotermínovamínlivístʹsolonostípívdennoíatlantikizadanimivimírívnaantarktičníistancííakademíkvernadsʹkii AT kloksv períodičnatadovgotermínovamínlivístʹsolonostípívdennoíatlantikizadanimivimírívnaantarktičníistancííakademíkvernadsʹkii AT kručenicʹkiigm períodičnatadovgotermínovamínlivístʹsolonostípívdennoíatlantikizadanimivimírívnaantarktičníistancííakademíkvernadsʹkii AT skorobagatiitv períodičnatadovgotermínovamínlivístʹsolonostípívdennoíatlantikizadanimivimírívnaantarktičníistancííakademíkvernadsʹkii

Періодична та довготермінова мінливість солоності Південної Атлантики за даними вимірів на антарктичній станції "Академік Вернадський"

Репозитарії

Схожі ресурси