Лабораторная работа № 2 «Теоретическое распределение солнечной

В.А.Лобанов, И.А.Смирнов, А.Е.Шадурский

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО КЛИМАТОЛОГИИ

(Часть 1)

Министерство образования и науки Российской Федерации

______________________________

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.А. ЛОБАНОВ, И.А. СМИРНОВ, А.Е. ШАДУРСКИЙ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО КЛИМАТОЛОГИИ

(Часть 1)

Допущено Учебно-методическим объединением по образованию

в области гидрометеорологии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Метеорология»

Санкт-Петербург

 

УДК 551.51

 

Лобанов В.А., Смирнов И.А., Шадурский А.Е. Лабораторный практикум по климатологии. Часть I. Учебное пособие. - СПб, изд. РГГМУ, 2011 – 134 с.

 

ISBN 978-5-86813-287-2

 

Рецензент: д-р геогр. наук, проф.Н.В.Кобышева (Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова).

 

В учебном пособии представлены три лабораторные работы, посвященные трем основным разделам классической климатологии: методы климатологической обработки, факторы формирования климата и пространственное распределение климатических характеристик. Эти разделы формируют первую часть дисциплины «Климатология». Вторая часть «Теория климата» посвящена динамике климатических процессов. Каждая из лабораторных работ включает краткую теоретическую часть, алгоритм выполнения задания и примеры расчетов. Определяется цель, исходный материал для выполнения работы и форма представления результатов. Вторая цель учебного пособия научить студентов работать с современными программно-информационными технологиями для получения и обработки метеорологической информации и оформления результатов лабораторных работ, которые включают в себя навыки пользования Интернетом, редакторами Word и Excel и ГИС Map Info.

Лабораторный практикум предназначен студентам-метеорологам высших учебных заведений, но материал доступен и учащимся техникумов соответствующего профиля.

 

Учебное пособие одобрено Ученым советом РГГМУ (протокол № от г.)

 

Lobanov V.A., Smirnov I.A., Shadursky A.Ye Laboratory workshop on climatology. Part I. Textbook. - St. Petersburg, RSHU Publishers, 2011. – 134 pp.

 

Reviewer: Doctor of Geographical Sciences, Professor N.V. Kobysheva (Main Geophysical Observatory named A.I.Voeikov).

 

The manual presents three labs dedicated to the three main sections of classical climatology: methods of climatological data processing, factors of climate formation and the spatial distribution of climatic characteristics. These sections form the first part of the discipline "Climatology". The second part of the "Climate theory" is devoted to the dynamics of climate processes. Each of the laboratory work includes a brief theoretical section, the algorithm is the assignment, and examples of calculations. Target, the source material for the work and the presentation of results are determined. The second objective of the training manual to teach students to work with modern software and information technologies for receiving and processing meteorological data and the results of laboratory work, which include the ability to use the Internet, Word and Excel editors and GIS Map Info.

Laboratory workshop is designed for students of meteorology institutions of higher education, but the material available to students of technical schools and the corresponding profile.

 

ISBN 978-5-86813-287-2

 

© Лобанов В.А., Смирнов И.А., Шадурский А.Е., 2011

© Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2011

 

 

Введение

Практикум предназначен для более углубленного изучения климатологии и приобретения практических навыков по основным теоретическим разделам лекционного курса «Климатология», включая обработку климатических данных, определение основных факторов формирования климата и получение пространственных обобщений климатических характеристик для их последующего анализа. Вторая цель данного учебного пособия научить работать с современных программно-информационными технологиями для получения и обработки метеорологической информации и оформления результатов лабораторных работ, которые включают в себя навыки пользования Интернетом, редакторами Word и Excel и ГИС Map Info.

В соответствии с основными темами курса «Климатологии» практикум включает три лабораторные работы.

Лабораторная работа № 1 «Климатическая обработка многолетних рядов наблюдений» посвящена анализу и получению статистических характеристик многолетних климатических рядов в отдельных пунктах наблюдений и включает три основные части:

- оценку однородности эмпирического распределения климатических данных и стационарности их многолетних рядов;

- восстановление пропусков наблюдений и приведение непродолжительных рядов наблюдений к многолетнему периоду;

- расчет параметров и квантилей распределений климатических характеристик.

В лабораторной работе приведены формулы и таблицы критических значений статистических критериев и ординат аналитических распределений, позволяющие без привлечения дополнительных источников осуществить выполнение расчетов. Исходным материалом для выполнения работы является архив многолетних рядов среднемесячных температур воздуха и сумм месячных осадков по 455 метеорологическим станциям России и ближнего зарубежья с началом наблюдений конец 19 века и с окончанием 2004 г. и позже в формате редактора Excel. Также приводятся сайты Интернета, с которых можно пополнить имеющуюся информацию по последний месяц и год наблюдений включительно.

Лабораторная работа № 2 «Теоретическое распределение солнечной радиации на верхней границе атмосферы» предназначена для закрепления теоретического материала по практическому определению одного из основных факторов формирования климата – приходящей солнечной радиации. На основе приведенных формул и таблиц требуется рассчитать суточную радиацию, приходящую на верхнюю границу атмосферы на заданной широте в течение года, провести ее анализ и определить суммы солнечной радиации за каждый месяц и за калорические полугодия. Значения склонения Солнца, время восхода и заката также предлагается определить с помощью солнечного калькулятора, представленного в Интернете.

Лабораторная работа № 3 «Пространственная изменчивость климатических данных» посвящена вопросам пространственного обобщения статистических характеристик климатических многолетних рядов, полученных в лабораторной работе № 1. С помощью ГИС-функций данные требуется представить на электронной карте и осуществить их интерполяцию с целью получения рассматриваемой климатической характеристики в любой точке географического пространства. Целью работы является также и анализ структуры пространственного поля климатической характеристики в заданном районе. При выполнении задания отрабатываются навыки работы со стандартными геоинформационными слоями электронных карт, а также способы формирования специализированных геоинформационных слоев, таких, как слой координат метеорологических станций.

Каждая из лабораторных работ включает краткую теоретическую часть, алгоритм выполнения задания и примеры расчетов. Определяется цель работы, исходный материал для выполнения работы и форма представления результатов.

Для более глубокого изучения материала приводится дополнительная литература.

Содержание

Стр.

Введение …………………………………………………………………………………

Лабораторная работа № 1 «Климатическая обработка многолетних рядов наблюдений»………………………………………………………………………………

1. Оценка однородности и стационарности……………………………………………….

1.1. Теоретические положения………………………………………………………………

1.2. Последовательность расчета ……………………………………………………………

2. Восстановление пропусков наблюдений и приведение непродолжительных рядов наблюдений к многолетнему периоду………………………………………………………

2.1. Теоретические положения……………………………………………………………….

2.2. Последовательность расчета …………………………………………………………….

2.3 Общие рекомендации по подготовке и обработке данных в электронных таблицах Microsoft Excel………………………………………………………………………………...

2.4. Пример расчета и оформления результатов…………………………………………….

2.5. Практическое приложение по восстановлению многолетних рядов

температуры воздуха на ЕТР………………………………………………………………….

3. Расчет параметров и квантилей распределений……………………………………………

3.1. Теоретические положения…………………………………………………………………

3.2. Последовательность расчета ……………………………………………………………….

3.3. Пример расчета и оформления результатов……………………………………………….

Литература ………………………………………………………………………………………..

Лабораторная работа № 2 «Теоретическое распределение солнечной

радиации на верхней границе атмосферы»………………………………………………….

Теория расчета солнечной энергии, поступающей на верхнюю границу……………………..

Последовательность расчета……………………………………………………………………...

Пример расчета……………………………………………………………………………………

Задания …………………………………………………………………………………………….

Литература ………………………………………………………………………………………...