Применение моделей для исследования изменений климата. Лекция 11

1.

Лекция 11. Применение моделей для исследования изменений климата
Для эффективного стохастического моделирования гидрометеорологических процессов
разработана общая методология, включающая последовательную обработку данных в трех
основных измерениях: внутригодовая изменчивость, межгодовая изменчивость и
пространственные обобщения.
Основные этапы:
А. Обобщение информации на внутригодовом интервале времени в виде выборочных (экстремумы),
обобщенных (среднемесячные, сезонные, среднегодовые) характеристик и параметров внутригодовой
функции.
Б. Разделение многолетних рядов на квазиоднородные составляющие с колебаниями разных временных
масштабов и определение моделей временных рядов и их параметров для каждой квазиоднородной
составляющей.
В. Формирование однородных районов с одинаковыми свойствами современных изменений климата на
основе установленных закономерностей в индивидуальных временных рядах.
Г. Построение пространственных моделей в однородных по климатическим изменениям районах в
зависимости от установленных закономерностей
Д. Анализ и моделирование временных рядов параметров пространственных динамических моделей.

2.

Проект EPICA
(Антарктика)
T-Tср(1000)
Что было? Палеоклиматология (800 тыс.лет)
6
0.4
4
0.3
2
0.2
deltaT(0C/10лет)
0
-2
-4
-6
0.1
0.0
-0.1
-8
-0.2
-10
-0.3
-12
0
800
100000
700
200000
600
300000
500
400000
400
500000
300
600000
200
-0.4
700000
800000
100 тыс.лет
0
800
200000
600
300000
500
400000
400
500000
300
600000
200
700000
100
800000
тыс.лет
Скорость изменения температуры воздуха
(в градусах С за 10 лет).
тыс.
лет
0
1400
850000
1200
t
delta(t)
Изотопная температура воздуха
(в отклонениях от cредней за последнюю 1000 лет).
100000
700
50
800000
1000
750000
100
800
600
700000
150
400
650000
200
200
0
0
800
100000
700
200000
600
300000
500
400000
400
500000
300
600000
200
700000
800000
100 тыс.лет
t
Дискретность данных наблюдений
250
600000
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
deltaT(0С /10 лет)
Скорость изменения температуры воздуха
(delta T в в градусах С за 10 лет) за последние 200000 лет.

3.

Разделение ряда температур воздуха на разномасштабные составляющие
Основные характеристики периодов и амплитуд циклов процесса
тысячелетнего масштаба.
6
Номе
р
4
Характеристика
Период циклов
Амплитуда
Период
Подъем
Спад
Средний
4600
2250
2400
0.9
Максимальный
14500
10100
7730
3.5
Минимальный
960
330
395
0.2
Средний
8840
3100
5730
2.1
-6
Максимальный
22800
10600
12200
3.8
-8
Минимальный
3020
1040
1200
1.1
Средний
2250
905
1340
1.1
Максимальный
7230
6240
6240
3.1
Минимальный
350
183
169
0.5
Средний
4580
1420
3160
2.4
Максимальный
16800
6588
12200
10.1
Минимальный
560
115
218
1.2
Средний
4440
1220
3220
2.0
Максимальный
15600
4760
15200
4.2
Минимальный
212
32
57
1.0
2
1
deltaT
0
-2
-4
2
3
-10
-12
0
800
100000
700
200000
600
300000
500
400000
400
500000
300
600000
200
700000
800000
100 тыс.лет
Основные характеристики периодов и амплитуд циклов процесса
десятитысячелетнего масштаба.
Номер
1
2
3
4
5
Характеристика
Период циклов
4
Амплитуда
Период
Подъем
Спад
Средний
29200
13300
15900
3.0
Максимальный
38800
21500
31800
6.4
Минимальный
21600
2350
2700
1.0
Средний
48900
18500
30400
3.83
Максимальный
76600
40400
43200
5.01
Минимальный
20100
6900
11800
1.63
Средний
23300
4740
18600
1.8
Максимальный
33900
6010
30400
2.0
Минимальный
12800
3460
6800
1.6
Средний
38500
11700
26800
2.9
Максимальный
66400
22000
64600
4.9
Минимальный
18500
1800
7300
1.8
Средний
27500
8330
19100
3.2
Максимальный
45200
9400
35800
3.6
Минимальный
9800
7300
2500
2.9
5
Основные характеристики периодов и амплитуд циклов процесса
столетнего масштаба (последние 150 тыс. лет)
Характеристика
Период циклов
Амплитуда
Период
Подъем
Спад
Средний
313
124
189
1.7
Максимальный
1580
1410
1180
3.5
Минимальный
21
10
11
0.7

4.

Столетний масштаб
Тысячелетний масштаб
P2 (годы)
1800
1600
25000
20000
1400
1200
15000
P1
1000
800
10000
600
5000
400
200
0
650000
0
700000
750000
0
800000
Периоды циклов,
Р(1) средний= 313 лет.
100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000
A(2)
Периоды циклов
(Р2) средний =4500 лет.
4
3.5
12
Выводы
- имеют место процессы 4х
масштабов (столетние,
тысячелетние, 10 и 100 тыс.лет) +
десятилетние в последние
10 тыс. лет;
10
3
8
A(1)
2.5
6
2
1.5
4
1
2
0.5
0
650000
0
700000
Амплитуды циклов
А(1)средняя = 1.70С .
750000
800000
0
100000
200000
300000
400000
500000
Амплитуд циклов
А(2) средняя = 1.60С.
600000
700000
800000
900000
- средние амплитуды циклов для
процессов разных
масштабов 1.60 - 1.70С;
- наибольшие амплитуды циклов
3.0-3.50С (столетний масштаб),
4.0-5.00С (остальные масштабы),

5.

Анализ температуры за последние 45 тысяч лет (Антарктика)
-48
-48
-49
-49
-50
-51
-50
T0C
-52
-51
-53
-52
-54
Т
-55
-56
-54
-57
-58
0
45
Дискретность наблюдений (годы)
-53
5000
40
10000
35
15000
30
20000
25
25000
20
30000
15
35000
10
40000
45000
5 тыс.лет
-55
60
-56
50
-57
-58
40
0
45
5000
40
10000
35
15000
30
20000
25
25000
20
30000
15
35000
10
40000
45000
5 тыс.лет
Результаты декомпозиции температур воздуха методом «срезки».
30
-48
20
-49
10
-50
0
0
45
5000
40
10000
35
15000
30
20000
25
25000
20
30000
15
35000
10
40000
45000
5 тыс.лет
-51
Изменение дискретности наблюдений
-52
Скорость изменения Т (град. за 10 лет)
Т0С
0.3
0.2
-53
-54
-55
0.1
-56
0.0
-57
-0.1
-58
0
-0.2
45
5000
40
10000
35
15000
30
20000
25
25000
20
30000
15
35000
10
40000
45000
5 тыс.лет
Результаты декомпозиции методом сглаживания амплитуд циклов.
-0.3
0
45
5000
40
10000
35
15000
30
20000
25
25000
20
30000
15
35000
10
40000
45000
5 тыс.лет
Скорость изменения температуры воздуха (в градусах С за 10 лет).

6.

600
Процесс столетнего масштаба
Период цикла (годы)
500
Интервал
400
Характеристика
Амплитуда
Период
Подъем
Спад
Средний
203
97
105
1.0
Максимальный
593
360
424
2.0
Минимальный
82
41
41
0.4
Средний
96
40
55
1.5
Максимальный
314
124
197
2.4
Минимальный
20
10
10
0.8
300
Позднеледниковый
200
100
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
Современный
Максимум цикла (годы)
Периоды циклов процесса столетнего масштаба
2.5
Процесс тысячелетнего масштаба
2
Амплитуда цикла (град. С)
Период циклов
Интервал
1.5
Характеристика
0.5
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
Максимум цикла (годы)
Амплитуды циклов процесса столетнего масштаба
Современный
Амплитуда
Период
Подъем
Спад
Средний
1330
697
632
0.9
Максимальный
3000
1500
2128
1.6
Минимальный
466
173
99
0.5
Средний
1010
536
475
1.3
Максимальный
1880
1580
1130
1.9
Минимальный
303
35
57
0.8
1
Позднеледниковый
Период циклов
Выводы:
-периоды и амплитуды циклов процесса столетнего масштаба для двух разных интервалов времени
различаются;
- амплитуды циклов процессов столетнего и тысячелетнего масштабов практически не отличаются и
составляют в среднем 1.0- 1.5 градуса;
- при наложении процессов изменения 2.00-3.00С за столетие.

7.

Наша эпоха (A.D.)
Открытие и заселение Гренландии (ок.1000 г.)
Питер Брейгель Старший. Охотники на снегу(1565г.)
(Западная Европа в "малый ледниковый период")

8.

dT(STD)
Аномалии температуры северного полушария (материки, 20-90N)
0.4
0.3
0.2
0.2
0.1
0
0
Ряд2
-0.2
-0.4
-0.6
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.8
-0.5
-1
700
900
1100
1300
1500
1700
-0.6
1000
1900
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
T(RCS)
STD- реконструкция по древесным кольцам (713-1995 гг). Mann et al. (1999) Geophys Res Lett (2)
0.4
0.2
0.2
0.1
1900
2000
STD = 0.4281Тизм - 0.1464 R = 0.52
RCS = 0.4778 Тизм - 0.1256 R= 0.57
0
0
-0.1
-0.2
РЯД 4
-0.2
-0.4
-0.3
-0.6
-0.4
-0.8
-0.5
№
ря
да
1
1
1
2
0.50
1
4
0.42
0.35
1
6
0.54
0.55
0.49
1
5
0.41
0.39
0.53
0.69
2
4
6
-0.6
-1
-0.7
-1.2
-0.8
1000
-1.4
700
900
1100
1300
1500
1700
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
1900
Briffa (2000) Quat Sci Rev (4)
RCS- реконструкция по древесным кольцам (5)
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0
0
Ряд 5
-0.2
-0.2
-0.4
-0.6
-0.4
-0.8
-0.6
-1
-0.8
-1.2
-1.4
-1
1000
0
1100
1200
1300
1400
1500
Jones et al. (1998) Holocene (1)
1600
1700
1800
1900
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
2000
Crowley & Lowery (2000) Ambio (6)
1800
2000

9.

Выводы:
Периоды циклов(средние):
- межгодовая изменчивость: 4 года (для 1,2,4) и 10 лет (для 6 и 5);
- десятилетняя изменчивость: 24-28 лет (для 1,2,4) и 40-49 лет (для 6 и 5);
- столетние циклы: 140 -190 лет (1,2,4) и 119 лет (6), 248 лет (5);
Амплитуды циклов(средние):
-межгодовая изменчивость: 0.16-0.260С (1,2,4) 0.06 (6), 0.32 (5);
-десятилетняя изменчивость: 0.15-0.270С (ряды 1,2,4), 0.13 (6), 0.29 (5);
-столетние циклы:0.20-0.210С (1,2,4), 0.13(6), 0.29(5).
Амплитуды циклов(наибольшие):
(межгодовой),
0.3-0.40С
(десятилетний),
0.2-0.30С
Периоды циклов
70
0.4
5.00E-01
14
4.50E-01
0.3
30
0.2
0.15
20
0.1
10
0.05
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
0
5
15
20
25
30
35
(столетний)
70
3.00E-01
60
2.50E-01
Т2(2)
50
40
2.00E-01
1.50E-01
30
1.00E-01
20
5.00E-02
10
0
60
0.00E+00
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0.3
А1(2)
6
4
30
2.50E-01
20
2.00E-01
10
1.50E-01
0
0.2
0.15
0.1
0
1.00E-01
2
А2(4)
Т2(4)
3.00E-01
8
0.25
40
3.50E-01
5
10
15
20
25
30
35
0
40
5
10
15
20
25
30
35
40
5.00E-02
0
0
50
100
150
0.00E+00
250
0
200
16
0.9
14
0.8
50
100
150
200
Вековая изменчивость
250
Периоды циклов
0.7
12
Амплитуды циклов
0.6
10
0.35
0.5
0.25
200
Т3(1)
0.3
4
0.3
250
0.4
А3(1)
A1(5)
300
8
6
150
100
0.2
0.2
0.15
0.1
50
2
0.05
0.1
0
0
0
250
0
0
50
100
150
200
250
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0
1
2
3
4
5
0
2.50E-01
6
5
6
1.50E-01
А3(2)
Т3(2)
1.00E-01
5.00E-02
0.00E+00
0
0
0.5
10
4
50
0.6
12
3
100
0.7
14
2
2.00E-01
150
0.8
16
1
200
200
0
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
8
8
0.3
8
350
0.4
4
0.2
2
0.1
Т3(4)
0.3
6
0.28
300
0.26
250
0.24
0.22
200
А3(4)
А1(1)
Т1(4)
10
3.50E-01
4.00E-01
10
Т1(2)
0.25
50
12
Т1(1)
0.35
40
А2(1)
Т2(1)
50
Амплитуды циклов
16
0.5
0.45
60
Межгодовая изменчивость
Периоды циклов
Амплитуды циклов
А2(2)
0.4-0.50С
Десятилетняя изменчивость
150
0.16
0.14
50
0
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0.12
0
0
50
100
150
200
250
0.2
0.18
100
0
1
2
3
4
5
6
7
0.1
0
1
2
3
4
5
6
7

10.

Период инструментальных наблюдений (последние 300 лет)
12
1000
Годовые осадки (Кью Гарденс, Великобритания, с 1697)
900
10
800
9
700
P год
Тгод
11
8
600
500
7
Среднегодовая температура (Билт, Нидерланды, с 1706)
6
1700
14
1750
1800
1850
1900
1950
400
2000
300
1690
1740
1790
1840
1890
1940
1990
5
Среднегодовая температура (Париж, с 1757)
13
Температура января (Санкт-Петербург, с 1744)
0
12
Тянварь
Tгод
-5
11
10
-10
-15
9
-20
8
1750
12
1800
1850
1900
1950
Среднегодовая температура (Женева, с 1753)
2000
-25
1740
24
11
1790
1840
1890
1940
1990
Температура июля (Санкт-Петербург, с 1744)
y = 0.0016x + 14.734
R2 = 0.0047
10
20
Т июль
Тгод
22
18
9
16
8
1750
1800
1850
1900
1950
2000
14
1740
1790
1840
1890
1940
1990

11.

Зависимость результатов от методов обработки (январь, Санкт-Петербург)
5
5
0
0
-5
Т январь
Т января
-5
-10
-10
-15
-15
-20
-20
1790
P1ср=4 года (2-11)
P2ср=28 лет (13-53)
1840
1890
1940
Тянварь
-25
5
1740
y = 0.0176x - 41.43
R2 = 0.105
1990
5-25
F<F* (α>10%) F>F* (α<1%)
St<St*(α>10%) St>St*(α<1%)
1740
1790
1840
1890
1940
1740
1790
1840
1890
1940
0
1990
0
-5
Т января
-5
-10
-10
-15
-15
-20
-20
-25
-25
1740
1790
1840
1890
1940
5
1990
Ti=0.25sin(2πi/24)+ 0.63sin(2πi/27)-1.02sin(2πi/28)+ 0.84sin(2πi/29)-0.48sin(2πi/30) R=0.37
0.35
F>F* (α=2.0%)
1990
St<St*(α=5%)
0
0.25
Т январь
-5
R(tau)
0.15
0.05
-10
-15
-0.05
-20
-0.15
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-25
1740
F<F* (α>10%)
St>St*(α<1%)
1790
1840
1890
1940
1990

12.

Измеренная глобальная температура
1
0.8
0.6
0.4
Тbpv
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
1840
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
2020
2000
2020
2000
2020
Составляющая межгодовой изменчивости
0.9
0.8
0.7
T1(измер)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Т2(измер)
0
1840
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
Составляющая десятилетней изменчивости
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1840
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980

13.

А что в России?
Газета «Коммерсантъ» № 235 (4290) от 16.12.2009
Британские ученые недооценили русский климат
На фоне провала обсуждений в Копенгагене продолжается обсуждение манипуляции данными о "глобальном
потеплении", для предотвращения которого предназначены и Киотские соглашения, и альтернативы, обсуждаемые на
COP-15. "Климатгейт" теперь затрагивает и Россию: вчера Институт экономического анализа (ИЭА) выпустил
доклад, указывающий на возможные манипуляции данными о климате России Хэдли-центром британского
правительственного метеорологического ведомства. Данные российских метеостанций, полагает ИЭА, в гипотезу
"антропогенного глобального потепления" не укладывались.
13а
ад
Ан
О ленек
да
н
13в
ка
14а
12г
ур
Ангара
9
Зе
я
10
Катунь
т
Ви
им
Ам
Котуй
Енисей
Пе
12в
Ал
он
Д
чо
ра
С ев.Д
вина
ал
Ур
Ниж.Тунгу
с
И
рт
ыш
й
лю
Ви
13б
г
ан
рт
То
л
бо
Са
7
12б
11б
рка
иг и
Ин д
6
Та
з
8
на
Кам
а
ь
Об
5
га
Обь
4
л
Во
До
н
11а
Ле
3
1
Яна
2
ь
ыр
Колыма
12а
хов
Во л
Ом
ол о
н
14б
оз.Байкал
15

14.

Административноклиматическое деление
территории России на крупные
районы и однородные
подрайоны.
13а
ад
Ан
Оленек
да
н
13в
ка
14а
12г
ур
Ангара
9
Зе
я
10
Катунь
т
Ви
им
Ам
Котуй
Енисей
Пе
ол
12в
Ал
он
Д
чо
ра
С ев.Д
вина
ал
Ур
б
То
И
рт
ыш
й
лю
Ви
11б
Ниж.Тунгус
7
12б
13б
г
ан
рт
6
Та
з
8
Са
Кам
а
на
а
ь
Об
5
11а
Обь
4
лг
Во
До
н
1
Ле
3
Яна
2
рка
иг и
Ин д
хов
Во л
Ом
ол о
н
ь
ыр
Колыма
12а
14б
оз.Байкал
15
Корреляционная связь
среднегодовой температуры
воздуха в регионах России с
глобальной температурой за
период 1950-2004 гг

15.

Средние коэффициенты корреляции между рядами температур воздуха на каждой станции и средними для региона
за периоды 1900-1949 гг. (r1) и 1950-2004 гг. (r2).
Регион
Зима
Весна
Лето
Осень
Год
r1
r2
r1
r2
r1
r2
r1
r2
r1
r2
1
0.84
0.88
0.88
0.86
0.69
0.76
0.86
0.83
0.87
0.87
2
0.95
0.96
0.96
0.94
0.90
0.89
0.94
0.95
0.95
0.96
3
0.94
0.96
0.96
0.95
0.92
0.91
0.96
0.94
0.94
0.95
4
0.97
0.98
0.98
0.98
0.96
0.96
0.98
0.97
0.97
0.98
5
0.84
0.85
0.82
0.87
0.78
0.84
0.92
0.89
0.81
0.88
6
0.86
0.92
0.88
0.91
0.82
0.83
0.92
0.90
0.87
0.92
7
0.89
0.94
0.90
0.94
0.88
0.90
0.94
0.92
0.89
0.94
8
0.82
0.89
0.84
0.90
0.68
0.75
0.85
0.83
0.68
0.86
9
0.88
0.9
0.84
0.90
0.85
0.77
0.83
0.88
0.73
0.90
10
0.72
0.82
0.78
0.88
0.58
0.76
0.61
0.84
0.57
0.81
11
0.79
0.83
0.83
0.84
0.63
0.72
0.70
0.80
0.69
0.78
11а
0.81
0.86
0.92
0.89
0.77
0.75
0.79
0.86
0.78
0.84
11б
0.90
0.93
0.90
0.92
0.73
0.80
0.82
0.92
0.88
0.92
12
0.44
0.65
0.71
0.77
0.33
0.59
0.41
0.69
0.54
0.70
12а
0.55
0.72
0.67
0.84
0.39
0.65
0.61
0.76
0.68
0.82
12б
0.59
0.76
0.74
0.82
0.50
0.67
0.64
0.82
0.63
0.77
12в
0.34
0.72
0.42
0.82
0.46
0.78
0.41
0.70
0.42
0.68
12г
0.63
0.29
0.82
0.86
0.63
0.78
0.61
0.86
0.66
0.82
13
0.56
0.62
0.62
0.68
0.45
0.56
0.50
0.57
0.46
0.50
13а
0.73
0.87
0.79
0.90
0.69
0.71
0.79
0.88
0.64
0.81
13б
0.81
0.86
0.94
0.86
0.72
0.88
0.86
0.85
0.84
0.88
13в
0.72
0.86
0.76
0.84
0.71
0.71
0.68
0.75
0.66
0.77
14
0.55
0.69
0.73
0.81
0.51
0.64
0.52
0.72
0.49
0.71
14а
0.49
0.72
0.65
0.83
0.45
0.68
0.45
0.74
0.52
0.76

16.

№
район
а
Год
Зима
Лето
N
n1
n2
N
n1
n2
N
n1
N2
1
0.45
0.37
0.61
0.24
0.28
0.39
0.51
0.57
0.39
2
0.61
0.11
0.82
0.44
-0.25
0.63
0.55
0.62
0.61
3
0.67
0.11
0.84
0.56
-0.28
0.71
0.39
0.54
0.45
4
0.68
0.10
0.78
0.56
-0.25
0.69
0.30
0.42
0.32
5
0.64
0.04
0.62
0.52
-0.19
0.61
0.34
0.30
0.44
6
0.78
0.17
0.85
0.66
-0.16
0.76
0.38
0.36
0.45
7
0.81
0.44
0.87
0.69
0.14
0.78
0.51
0.35
0.51
8
0.12
-0.09
0.90
0.42
0.59
0.66
-0.03
-0.61
0.72
9
0.85
0.48
0.91
0.68
-0.39
0.88
0.53
-0.02
0.70
10
0.21
-0.74
0.92
0.28
-0.68
0.89
-0.15
-0.77
0.73
11а
-0.25
-0.64
0.87
0.33
-0.10
0.77
-0.43
-0.60
-0.18
11б
0.81
0.87
0.84
0.27
-0.02
0.77
0.75
0.66
0.46
12а
0.59
0.71
0.75
-0.09
0.20
0.76
-0.24
-0.76
0.43
12б
0.79
0.87
0.81
0.17
-0.22
0.80
0.42
-0.17
0.86
12в
-0.48
-0.64
0.22
-0.34
-0.79
0.80
-0.12
-0.40
0.93
12г
-0.18
-0.41
0.93
-0.32
-0.93
0.59
0.92
0.82
0.84
13а
-0.11
-0.10
0.45
-0.35
-0.05
-0.20
0.64
0.51
0.08
13б
0.92
0.09
0.88
0.8
-0.86
0.33
-0.30
0.85
0.77
13в
-0.43
-0.52
0.19
-0.26
-0.33
-0.35
0.25
0.18
0.74
14а
-0.14
-0.45
0.96
-0.10
-0.28
0.91
-0.28
-0.51
0.83
14б
-0.50
-0.67
0.88
0.37
-0.32
0.89
-0.34
-0.32
0.88
15
0.02
-0.42
0.85
0.28
-0.28
0.76
-0.36
-0.27
0.76
Коэффициенты
корреляции между
глобальной и
региональной
температурой воздуха,
осредненные за период
5 лет

17.

-8.6
3
1.02
0.97
0.94
-7.7
-8.5
4
1.09
1.03
1.03
-7.4
-4.9
5
0.81
0.77
0.77
-6.1
-5.5
6
1.00
0.92
0.90
-10.3
-10.2
7
1.00
0.92
0.90
-9.7
-10.2
8
1.12
1.12
1.01
-4.1
-10.4
9
0.94
0.79
0.75
-21.8
-20.0
10
1.11
1.11
0.76
-13.8
-31.7
1.16
1.08
1.07
-7.2
-7.7
12а
1.25
1.13
1.09
-10.1
-13.2
Д
5
а
лг
Во
Кам
а
6
Та
з
8
Ниж.Тунгус
7
б
То
ол
И
рт
ыш
12б
й
лю
Ви
11б
ка
1.25
1.22
-5.4
-7.4
12в
1.99
1.32
1.34
-33.5
-32.7
12г
1.05
0.93
0.94
-11.3
-10.5
13а
1.04
1.00
1.04
-4.1
-0.4
13б
1.09
0.98
1.01
-9.7
-6.7
13в
1.53
1.52
1.53
-0.5
0.0
14а
1.46
1.26
0.94
-13.9
-35.5
14б
1.16
1.12
1.11
-4.1
-4.8
15
0.95
0.94
0.88
-5.2
-7.1
-9.4
-11.7
13б
12в
13в
14а
Зе
я
10
Катунь
1.32
Ом
ол о
н
12г
Ангара
9
12б
среднее
До
н
4
ь
Об
11б
он
-18.8
на
-12.2
11а
г
ан
рт
1.36
1
Ле
1.47
2
3
Са
1.67
12а
хов
Во л
Обь
11а
13а
ур
-7.2
т
Ви
им
Ам
0.95
да
н
0.99
Ал
1.04
Оленек
2
Оценка эффективности
трех моделей
временных рядов:
стационарной,
линейного тренда и
ступенчатых изменений
Котуй
-3.5
Енисей
-2.2
Сев.Д
вина
1.02
чо
ра
1.05
Пе
1.07
ал
1
Ур
∆%ступ.
ь
ыр
∆%тренд
Колыма
σ’ ступ.
ад
Ан
σ’ тренд
рка
иг и
Ин д
σ’ стац.
Яна
№ района
14б
оз.Байкал
15

18.

-4
Тгод(ВИЛЮЙСК)
-6
-8
-10
-12
1910
1930
1950
1970
1990
-14
2010
Тгод(ОЙМЯКОН)
-12
1890
-3
-4
Тгод(ЕРБОГАЧЕН)
-4
-6
-18
-6
-7
-8
Тгод(ЯКУТСК)
Тгод (СУНТАР)
-5
-2
-16
-9
-8
-20
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
-10
-12
-14
-11
1930
-10
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
-16
-12
-18
1830
1945
1955
1965
1975
1985
1995
-4
1850
1870
1890
1910
1930
1950
1970
1990
2010
2005
-6
Тгод(УСТЬ-МАЙЯ)
-14
1935
0
-1
Тгод(ВИТИМ)
-2
-3
-4
-8
-10
-12
-5
-2
-6
-3
-14
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
-7
-8
1930
1940
1950
1960
-1
1970
1980
1990
2000
2010
Тгод(АЛДАН)
-4
-5
-6
-2
-8
-4
-9
1930
-0.5
-1
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
-1.5
-5
-2
Тгод(АЯН)
Тгод (КИРЕНСК)
-7
-3
-6
-7
1890
1910
1930
1950
1970
1990
2010
-2.5
-3
-3.5
-4
-4.5
-5
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010

19.

-4
∆=1.00C
Тгод(ВИЛЮЙСК)
-6
-12
-8
Тгод(ОЙМЯКОН)
-10
1910
1930
1950
1970
1990
2010
-20
1930
-7
-5
1940
1950
-3
1970
1980
1990
2000
Тгод(ЯКУТСК)
-9
-7
Тгод (СУНТАР)
-5
-6
-11
-9
-7
-10
-12
-8
∆=1.50C
-9
-10
-11
1930
1940
1950
∆=1.30C
1960
1970
1980
1990
2000
-13
1830
2010
1850
1870
1890
1910
∆=1.70C
1930
1950
1970
1990
-8
Тгод(УСТЬ-МАЙЯ)
-4
2010
-10
1945
1955
1965
1975
1985
1995
2005
-2
-12
∆=00C
-4
-3
-5
-4
-6
-5
-7
-8
1930
1940
1950
1960
∆=0.70C
1970
1980
1990
2000
Тгод(АЛДАН)
Тгод(ВИТИМ)
-3
-14
1890
∆=1.60C
1910
1930
1950
1970
1990
2010
-6
-7
2010
-8
-1
∆=0.90C
-2
-0.5
-9
1930
-1
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
-1.5
-3
∆=0.90C
-2
Тгод(АЯН)
Тгод (КИРЕНСК)
1960
-8
-2
Тгод(ЕРБОГАЧЕН)
-16
-18
-12
1890
-11
1935
∆=2.00C
-14
-4
-5
-2.5
-3
-3.5
-4
-6
-4.5
-7
1890
1910
1930
1950
1970
1990
2010
-5
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000

20.

Отдельные регионы

21.

Ханты-Мансийский и
Ямало-Ненецкий АО
Рмм
68/384(17%)
Т
Северо-Запад
13/192(6.8%)
Отдельные нестационарности
22/192(11%)
Рмм
Запад
Рмм
4/96(4.2%)
Великие Луки, август
Новый Порт, ноябрь
Т
Сортавала, февраль
Рмм
Лиепая, июнь
Рмм
Т
18/384(4.7%)
Новгород, июнь
Няксимволь, март
Т
Т
Салехард, март
Свирица, октябрь
Рмм
Т
Псков, июнь
Т
С-Петербург, декабрь
Рмм
Каунас, декабрь
3/96(3.1%)
Т
Лиепая, июнь
Т
Каунас, октябрь
Октябрьское, март
Санкт-Петербург, март
Великие Луки, сентябрь

22.

Выводы
1. Почти за 1 миллион лет истории Земли имели место колебания осредненной за период в несколько сот лет температуры
воздуха с амплитудой 10-150С за 100 тыс. лет, при этом скорость изменений часто достигала 3-40С за столетие, что даже
превышает современное потепление;
2. По палеоданным за голоцен в последние 12 тысяч лет уже можно более надежно получить численные значения периодов и
амплитуд циклов процессов разных временных масштабов. Для процесса тысячелетнего масштаба Тср=1010 лет и Аср=1.30С.,
а для процесса столетнего масштаба Тср=96 лет и Аср=1.50С, что приводит к изменению в 2 -30С за столетие;
3. Ежегодные реконструкции глобальной температуры за последние 1000-1300 лет позволят определить Тср=4 года и
Аср=0.16-0.260С для процесса межгодовой климатической изменчивости, Тср=24-28 лет и Аср=0.15-0.270С для процесса
десятилетней изменчивости и Тср=140-190 лет и Аср=0.20-0.210С для процесса столетнего масштаба. При наложении
процессов это приводит к изменению в 0.5-0.60С за столетие, что имеет место и для современной глобальной температуры.
4. В наиболее продолжительных рядах инструментальных наблюдений за последние 250-300 лет ранее также были
зафиксированы экстремальные температуры, которые или еще не были превышены современным потеплением или
ненамного ниже современных.
5. На примере наиболее продолжительного ряда среднемесячных температур воздуха января в г.Санкт-Петербурге за период
254 года наблюдений показана зависимость получаемых выводов от применяемых статистических методов и результаты
варьируют от случайной выборки до линейного тренда. Наиболее эффективные методы позволили установить
неоднородность всего ряда наблюдений и начало однородного периода с 1835 г. , а также значения средних периодов
межгодовой и десятилетней климатической изменчивости в 4 года и 28 лет соответственно.
6. При анализе изменений региональной температуры воздуха на территории России приоритет отдан модели ступенчатых
изменений многолетних колебаний по сравнению с моделями стационарного среднего и тренда, что характеризует эпохальные
и резкие изменения в атмосферной циркуляции. При этом статистическая значимость ступенчатых изменений имеет место
только для территории центра и юга Восточной Сибири. Здесь же установлена зависимость выводов от методики получения
среднегодовой температуры: с учетом пропусков наблюдений или без них.
7. Предварительные исследования многолетних рядов температур воздуха и осадков на станциях в отдельных районах России
оказали, что хотя модель ступенчатых изменений имеет преимущество, но статистическая значимость ее всего от 7% до 17%
от общего числа анализируемых рядов.

23.

Что дальше?
Индуистский бог Ганеша плывет через океаны,
предупреждая о глобальном потеплении.
глобальная температура
солнечная активность

24.

Мониторинг климатических изменений
Булыгина О.Н., Коршунова Н.Н., Разуваев В.Н.
Погода на территории Российской Федерации в 2008
году.
Учебный центр по
мониторингу
климатических
изменений на
территории России