Практическое приложение по восстановлению многолетних рядов температуры воздуха на ЕТР

На основе приведенной методики было осуществлено восстановление многолетних рядов

среднемесячной температуры воздуха на европейской территории России (ЕТР). Для этой цели из базы данных были выбраны 100 продолжительных рядов наблюдений на этой территории и еще около 270 рядов на прилегающих территориях, которые потенциально могут быть использованы в качестве аналогов, особенно для краевых станций. На первой стадии восстановления был применен метод индивидуальных аналогов и их максимальное количество в уравнениях задавалось трем при построении всех возможных сочетаний уравнений с 1, 2 и 3 аналогами. Предельное расстояние от рассматриваемой станции до аналога задавалось в 400 км.

На рис.4 в качестве примера показано количество восстановленных лет по каждой станции (Dn) для рядов среднемесячных температур воздуха января и июля. Из рис.4 следует, что по показателю Dn территория наглядно делится по крайней мере на 2 района: западная часть ЕТР, где продолжительность восстановленных данных в основном более 50 лет (при максимальном Dn =214 лет для метеостанции Кронштадт, где исходный ряд наблюдений составлял 32 года) и восточная часть ЕТР, где количество восстановленных лет значительно меньше. В отдельный район была выделена также южная часть ЕТР, имеющая промежуточные между двумя районами свойства. Основные обобщенные результаты оценки эффективности восстановления на основе индивидуальных аналогов приведены в табл.11. В ней даны осредненные показатели как в целом для всей ЕТР и для 12 месяцев, так и для каждого из трех выделенных однородных районов за характерные месяцы четырех сезонов года. Из данных таблицы следует, что количество восстановленных лет существенно зависит от сезона года. Так в холодный период восстановлено большее количество данных: до 40 лет в среднем для ЕТР и до 58 лет для западной части территории. При условии, что исходный объем рядов составлял 80 лет (несколько меньше в южном районе и чуть больше в западном и восточном), за счет процедуры восстановления его удалось увеличить в 1.5 раза. Интересно отметить, что отношение числа восстановленных лет в зимние месяцы по отношению к летним составляет в восточном районе 1.5, в западном около 2, а в южном достигает 4. При этом в западном районе среднее количество восстановленных лет в 2 раза больше, чем в восточном и в 1.5 раза больше, чем в южном. Относительная погрешность Ds_e,%, несколько больше летом, чем зимой, хотя существенного различия не наблюдается. В целом при заданном предельном значении D_кр=20% полученная средняя относительная погрешность составляет 14-16%, причем в восточном районе всего на 1-2% больше. Отношение K₁ является наибольшим в южном районе (в среднем 1.6), несколько меньше – в западном (K₁=1.3) и наименьшим в восточном районе (около 1). Поэтому, несмотря на то, что погрешности восстановления в восточном районе, определенные на зависимой информации, больше, чем в других частях ЕТР, их откорректированные величины с учетом проверки на независимой информации являются наименьшими из всех, т.е. данные восстанавливаются надежнее. Однако, для всех районов и месяцев показатель К₁(%) практически не превышал 30%, что свидетельствует об эффективности проведенного восстановления рядов по методу индивидуальных аналогов.

Рис.4. Количество восстановленных лет на основе метода индивидуальных аналогов для рядов среднемесячных температур воздуха за январь и июль.

Таблица 11.

Оценка эффективности восстановления на основе метода индивидуальных аналогов

в целом для всей территории и однородных районов

Расчет параметров и квантилей распределений