Значения параметров пространственной структуры числа дней с грозой в центре eчр

Параметр	Месяц					Год
	V	VI	VII	VIII	IX
дни	4,1	7,1	8,5	5,7	1,5	27,8
σ дни	2,0	3,1	3,4	2,8	1,4	7,0
cv	0,49	0,44	0,40	0,49	0,93	0,25
	0,72	0,68	0,67	0,59	0,47	0,65
ρо км	670	900	520	600	620	1000
η2	0,39	0,47	0,49	0,70	1,13	0,54

Значительные трудности возникают в случае, когда рассматриваются интервалы времени, в течение которых явления наблюдаются не на всей территории. Характерным примером являются суммы осадков за периоды, меньшие нескольких суток, когда даже в зонах с обильными осадками они могут наблюдаться отдельными пятнами (в зонах с редкими осадками такая пятнистость может наблюдаться для сумм за месяц и даже за большие периоды). В этом случае рассматриваемое поле остается разрывным и само определение характеристик статистической структуры, например, пространственных корре­ляционных функций, требует уточнения, поскольку в зависимости от принятого способа расчета результаты могут быть существенно различными.

В качестве примера в табл. 4.8 приводятся корреляционные функции сумм осадков за 12 ч для Центральных областей ЕЧР, рассчитанные тремя различными способами. В таблице приводятся также вероятности v (ρ) того, что в пункте на расстоянии ρ от станции, на которой за полусутки выпадали осадки, в течение этих полусуток также выпадают осадки.

При вычислении корреляционной функции коэффициенты корреляции для каждой пары станций рассчитывались лишь по тем дням, в которые осадки выпадали одновременно на обеих станциях. При вычислении корреляционной функции каждый коэффициент корреляции рассчитывался по тем дням, в которые осадки выпадали хотя бы на одной из станций.

При вычислении корреляционной функции учитывались все дни, независимо от того, выпадали ли осадки на рассматриваемых станциях.

Таблица 4.8

Корреляционные функции полусуточных сумм осадков и средние вероятности одновременного выпадения осадков на двух станциях V(ρ) для Центральных областей ечр

Градации расстояния, км	Среднее расстояние, км	Ночные часы (19—7 ч)				Дневные часы (7—19 ч)
					v				v
10—30	23	0,72	0,72	0,77	0,78	0,51	0,50	0,58	0,80
31—50	42	0,61	0,61	0,68	0,74	0,46	0,43	0,52	0,78
51—70	62	0,55	0,54	0,62	0,70	0,37	0,34	0,44	0,71
71—90	80	0,46	0,46	0,55	0,69	0,37	0,34	0,45	0,72
91—120	106	0,41	0,38	0,47	0,66	0,31	0,29	0,39	0,70
121—150	136	0,38	0,30	0,40	0,62	0,24	0,22	0,33	0,68
151—190	169	0,25	0,23	0,33	0,64	0,20	0,15	0,25	0,68
191—250	216	0,20	0,18	0,28	0,61	0,19	0,17	0,26	0,64

Наибольший практический интерес представляет вариант , поскольку он позволяет анализировать реальные разрывные поля осадков. В данном случае , мало отличается от , что позволило для этого района использовать технически более просто реализуемый вариант . Для других районов и особенно для меньших периодов может оказаться целесообразным провести такое сравнение заново. Во всяком случае при использовании данных о статистической структуре таких полей важно знать, какой способ расчетов использовался. К сожалению, в большинстве случаев данные об этом в литературе не приводятся, что делает затруднительным сопоставление результатов, полученных различными авторами.

7. Применительно к полю осадков наибольший практический интерес представляют данные о структуре сумм осадков за периоды не менее полусуток. Для нескольких районов России (Валдай и Приморский край), Украины получены данные для летнего сезона. В этом случае рассматривались различные периоды осреднения от полусуток до целого сезона (с мая по сентябрь), причем для малых периодов осреднения использовался упомянутый выше первый способ ( ) расчета коэффициентов корреляции.

Для всех упомянутых районов корреляция сумм осадков на разных станциях прослеживается до расстояний порядка нескольких сотен километров, притом она, естественно, тем выше, чем больше период осреднения. Это видно на рис. 4.11, на котором приводятся корреляционные функции, полученные для района Валдая.

Рис. 4.11. Пространственная корреляция сумм осадков за различные интервалы времени. Валдай, летний сезон. 1— полусутки, 2 — сутки, 3 — декада, 4 — месяц, 5 —- сезон.

Пространственная корреляция сумм осадков в таких районах, для которых более существен вклад мелкомасштабных конвективных осадков, затухает с расстоянием гораздо быстрее, чем в районах Центра ЕЧР и Дальнего Востока. На основе детального изучения сумм осадков за декаду в различных широтных зонах России получен вывод об убывании корреляции для фиксированных расстояний с севера на юг, что, очевидно, обусловлено этой же причиной.

Корреляционные функции сумм осадков за летний период в диапазоне от 10—15 до 150 км в большинстве случаев удовлетворительно описываются экспоненциальной зависимостью (4.24). Для больших расстояний имеет место систематическое завышение значений корреляционной функции по сравнению с тем, что дает формула (4.24). При расстояниях меньше 10— 15 км корреляция убывает быстрее, чем по этой формуле, вслед­ствие уменьшения микроклиматической неоднородности на малых расстояниях.

Статистическая структура осадков за зимний период изучена гораздо хуже, чем за летний. Судя по имеющимся данным, корреляция сумм осадков зимой затухает с расстоянием значительно медленнее, чем летом. Большая связность зимних осадков вызвана тем, что сравнительно крупномасштабные осадки обложного характера вносят в них значительно больший вклад, чем в летние.

8. Из характеристик облачности поданным стандартной сети количество облачности лучше поддается исследованию, чем высота. Это связано с тем, что последняя является локальной характеристикой, соответственно изменчивость ее гораздо больше, чем изменчивость количества облачности, которое характеризует покрытость неба облаками во всем поле зрения наблюдателя.

Пространственная корреляция количества общей облачности на территории ЕЧР за отдельные сроки может быть представлена корреляционной функцией этой величины, имеющей вид экспоненциальной зависимости (4.24) при ρ_о = 400 км. До этого расстояния поле облачности является практически изотропным, на больших расстояниях корреляция в направлении с юго-запада на северо-восток оказывается большей, чем в направлении с северо-запада на юго-восток, однако степень анизотропии является небольшой, сравнительно мало пространственная корреляция зависит и от сезона.

Пространственная корреляция среднего месячного количества облачности для центральной части ЕЧР как для общего количества облачности, так и для количества нижней облачности корреляционная функция до расстояний порядка 1000 км хорошо аппроксимируется выражением (4.17). Значения параметров статистической структуры, полученные для зимнего и летнего периодов, приводятся в табл. 4.9. Из данных таблицы следует, что пространственные корреляционные функции общей и нижней облачности совпадают. Различаются лишь значения и соответственно значения меры ошибок η². Последние для нижней облачности значительно больше, чем для общей, что связано с меньшей точностью визуального определения количества нижней облачности и большим влиянием на нее особенностей рельефа. Для зимнего сезона характерна значительно большая пространственная связность количества облачности и меньшие значения меры ошибок η².

Таблица 4.9