СОВРЕМЕННЫЕ  ИЗМЕНЕНИЯ  ТЕМПЕРАТУРЫ  ВОЗДУХА  ТОМСКОЙ  ОБЛАСТИ

Моисеева  Юлия  Александровна

магистрант  Института  природных  ресурсов  НИ  ТПУ,  РФ,  г.  Томск

E-mail:  

Развитие  климатологии  во  второй  половине  ХХ  в.  показало,  что  климат  не  постоянен.  Более  того,  как  свидетельствуют  палеоклиматические  реконструкции,  он  изменялся  всегда.  Изменения  климата  происходят  как  под  действием  естественных  причин,  так  и  вследствие  антропогенного  воздействия  на  климатическую  систему.  Поэтому  «старые»  сведения  об  атмосфере  уже  не  отражают  свойств  и  состояния  атмосферы  в  последние  десятилетия.  Возникает  противоречие  между  желанием  иметь  статистически  надежные  сведения  и  нестационарностью  климата.  Наблюдаемая  изменчивость  метеорологических  величин  сопровождается  аномалиями  погоды,  т.  е.  ненаправленными  отклонениями  от  постоянных  климатических  средних  значений.

Для  анализа  климатических  изменений  исходными  данными  служат  временные  ряды,  которые  содержат  значения  некоторых  климатических  показателей  за  некий  промежуток  времени.  При  этом,  чем  длиннее  ряд,  тем  больше  информации  из  него  можно  извлечь.  И  для  того  чтобы  выявить  особенности  климата,  метеорологическую  информацию  обобщают  за  длительный  период  наблюдений.  Поэтому  и  существует  климатологическая  обработка.  Климатологическая  обработка  базируется  на  представлении  о  случайном  характере  метеорологических  величин.  Для  того  чтобы  описать  закономерности  поведения  случайных  величин  применяют  методы  математической  статистики.

Информационной  основой  для  выявления  изменения  климата,  изменения  состояния  объектов  его  воздействия,  а  также  любых  систем  служат  данные  наблюдений  за  переменными  (величинами),  характеризующими  их  состояние.

В  Томской  области,  на  сегодняшний  день,  по  7  из  20  действующих  метеостанций  можно  получить  данные  температуры  воздуха  в  полном  объеме  за  достаточный  период  наблюдений. 

Для  исследования  величины  возможных  изменений  температуры  воздуха  Томской  области  был  проведен  статистический  анализ  данных.  Материалом  послужили  специализированные  массивы  месячных  данных  температуры  воздуха  метеостанций  нескольких  населенных  пунктов  Томской  области  (с.  Бакчар,  Александровское,  Колпашево,  Напас,  Пудино,  Первомайское  и  г.  Томск)  за  период  с  1970  по  2013  гг.  [4],  полученные  из  Всероссийского  Научно-исследовательского  института  гидрометеорологической  информации  —  Мировой  Центр  Данных  (ВНИИГМИ-МЦД).

Методика  статистических  исследований  заключалась  в  следующем:  все  ряды  данных  были  проверены  на  однородность  с  помощью  теста  Аббе  [1,  с.  108-109],  на  случайность  критерием  Питмена,  а  проверка  на  наличие  тренда  производилась  с  помощью  критерия  инверсий  [5]  при  уровне  значимости  α=0,05.

Для  полноценной  обработки  результатов  используются  однородные  ряды  или  учитывают  неоднородность  ряда.  Различают  климатологическую  и  статистическую  однородность.  Климатологически  однородным  считается  такой  ряд,  характеристики  которого  изменяются  от  года  к  году  или  от  некоторого  периода  лет  к  другому  периоду  лишь  в  соответствии  с  естественной  изменчивостью  макропроцессов,  оказывающих  влияние  на  погоду  и  климат  данного  района.  Статистически  однородный  ряд  —  это  ряд  метеорологического  элемента,  все  члены  которого  при  данном  уровне  значимости  принадлежат  к  одной  генеральной  совокупности.

В  результате  статистического  анализа  ряды  данных  были  проверены  на  однородность.  Однородными  являются  все  временные  ряды  данных  температуры  воздуха  по  Томской  области,  кроме  полученных  данных  по  метеостанции  с.  Первомайское  —  ряды  данных  являются  неоднородными.

На  следующем  этапе  работы  проведены  исследования  временных  рядов  для  выявления  изменений  среднего  уровня  значений  (тренда)  с  помощью  критерия  инверсий.  В  ходе  исследования  на  всей  территории  Томской  области  выявлены  положительные  тренды  среднегодовых  данных  температуры  воздуха,  а  именно  в  с.  Александровское  (повышение  на  1,7  °С),  в  с.  Колпашево  (на  1,  46  °С),  в  с.  Бакчар  (на  1,  4  °С),  в  с.  Пудино  (на  1,  4  °С),  в  с.  Напас  (на  1,  65  °С),  в  с.  Первомайское  (на  1,  8  °С)  и  г.  Томске  (на  1,56  °С)  (рис.  1  и  2).  Повышение  температур  преимущественно  наблюдается  в  марте  (3,3—4,5  °С),  мае  (3,2—4,4  °С)  и  октябре  (2,8—3,9  °С)  месяцах.

Рисунок  1.  Временной  ход  температуры  воздуха  с  линейным  трендом  за  период  с  1970  по  2013  гг.  в  с.  Первомайское

Рисунок  2.  Временной  температуры  воздуха  с  линейным  трендом  за  период  с  1971  по  2013  гг.  в  г.  Томске

Проверка  гипотезы  случайности  рассматриваемых  рядов  метеорологических  величин  проводилась  с  помощью  критерия  Питмена.  Сущность  проверки  заключается  в  том,  чтобы  выяснить,  является  ли  изменение  данной  величины  случайным  или  закономерным.  Для  этого  используются  критерии,  основанные  на  сравнении  свойств  исследуемого  процесса  со  свойствами  последовательности,  в  которой  тренд  заведомо  отсутствует.  В  результате  подтверждены  полученные  ранее  с  помощью  критерия  инверсий  (на  уровне  значимости  α=0,05)  результаты  об  отсутствии  или  наличии  трендов.

Полученные  значения  среднегодовых,  минимальных  и  максимальных  значений  температуры  воздуха  в  7  пунктах  наблюдений  представлены  в  таблице  1.

Таблица  1.

Среднемноголетние  значения  температуры  воздуха  (°С)  в  7  пунктах

При  исследовании  величин  изменения  температуры  воздуха  для  Томской  области  получены  следующие  результаты:  наибольшее  повышение  температур  наблюдается  на  юго-западе  и  северо-востоке  области  (с.  Первомайское  и  с.  Александровское).  В  среднем  по  области  температура  воздуха  за  период  с  1970  по  2013  года  увеличилась  на  1,5  °С.  Данной  потепление  можно  связать  как  с  развитием  инфраструктуры  городов  и  сел,  так  и  с  естественным  изменением  климата.

Список  литературы:

1.Бендат  Дж.  Пирсол  А.  Прикладной  анализ  случайных  данных.  Мн.:  Мир,  1989.  —  546  с.

2.Кобышева  Н.В.  Климатология.  Ленинград:  Гидрометеоиздат,  1989.  —  568  с.

3.Семенов  С.М.  Методы  оценки  последствий  изменения  климата  для  физических  и  биологических  систем.  Москва:  НИЦ  «Планета».  2012  —  512  с.

4.Российский  гидрометеорологический  портал  //  официальный  сайт/  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://meteo.ru/   (дата  обращения:  15.12.2014).

5.Rapp  J.,  Schönwiese  Ch.-D.  Atlas  der  Niederschlags-  und  Temperaturtrends  in  Deutschland  1891—1990  //  Frankfurter  Geowissenschaftliche  Arbeiten:  Serie  B  Meteorologie  und  Geophysik.  Frankfurt.  —  1996.  —  Band  5.  —  S.  255.