Климатология лабы / Климат 2 отчет - копия
.docxМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Российский государственный гидрометеорологический университет
(РГГМУ)
Кафедра МКОА
Лабораторная работа
по дисциплине «Климатология»
«Восстановление пропусков наблюдений и приведение непродолжительных рядов наблюдений метеостанции Илирней к многолетнему периоду
Вариант 25248»
Выполнил: ст. гр. ПМ-Б15-1-3
Скачков И.В.
Проверил: к.г.н., доцент каф. МКОА
Шадурский А.Е.
Санкт-Петербург 2017
Цель работы: восстановление пропусков наблюдений метеостанции Илирней по уравнению множественной линейной регрессии, с использованием многолетнего ряда станции-аналога Марково. Расстояние между станциями составляет 308 км.
Выбраны многолетние ряды хода температуры на двух метеостанциях:
- короткий ряд наблюдений – метеостанция Илирней (1944-1990). n=47
- продолжительный ряд-аналог – метеостанция Марково (1894-2016). N=122 года.
Прежде всего был определён коэффициент парной корреляции R между двумя рядами температуры за совместный период R=0,06, что значительно ниже минимального критерия 0,75, относительная погрешность восстановления Ϭε/Yр>40%, K/ Ϭк<2 также было выполнено K/ Ϭk=0.58. Стандартная погрешность восстановления Ϭε=1 ºС.
На основе линейного уравнения регрессии Y=13.41+0.03
Рис 1. Ряд хода температуры за июль на метеостанции Илирней.
На рис.1 отрезок, ограниченный красными линиями с обеих концов – наблюденные значения на метеостанции Илирней. Слева и справа от ограниченного отрезка – восстановленные значения. Синяя линия – линия предполагаемого изменения дисперсии, для расчёта критерия Фишера.
Сначала была рассчитана дисперсия восстановленных значений ряда от 1891-го по 1943-й, которая сравнивалась с дисперсией наблюденных значений последовательного ряда с 1944-го по 1977-й. Критерий Фишера 0,16. Критическое значение для этого отрезка Fкрит=0,89. Расчетное значение намного меньше критического, что говорит об неоднородности дисперсий восстановленных и наблюденных значений.
Также были рассчитаны дисперсии для отрезков с 1978-го по 1990-й для наблюденных значений, и для восстановленных с 2004-го по 2016-й. Но так как большой временной интервал пропуска (больше 10 лет), полученные значения не учитываются.
Таблица 1. Наблюденные и восстановленные значения хода температур за август на метеостанции Илирней.
|
Год |
Температура, С |
Погрешность восстановления |
|
1895 |
17,4 |
1 |
|
1896 |
17,7 |
1 |
|
1898 |
17,7 |
1 |
|
1899 |
17,9 |
1 |
|
1900 |
18,4 |
1 |
|
1901 |
17,3 |
1 |
|
1902 |
18,4 |
1 |
|
1903 |
17,2 |
1 |
|
1904 |
18 |
1 |
|
1905 |
15,5 |
1 |
|
1906 |
15,4 |
1 |
|
1907 |
16,7 |
1 |
|
1908 |
18,3 |
1 |
|
1909 |
17,8 |
1 |
|
1910 |
17,3 |
1 |
|
1912 |
15,5 |
1 |
|
1915 |
16,7 |
1 |
|
1916 |
17,4 |
1 |
|
1917 |
16,4 |
1 |
|
1918 |
16,6 |
1 |
|
1919 |
17 |
1 |
|
1920 |
16,1 |
1 |
|
1921 |
17,8 |
1 |
|
1922 |
18,4 |
1 |
|
1923 |
18 |
1 |
|
1924 |
17,8 |
1 |
|
1925 |
16,7 |
1 |
|
1927 |
17,7 |
1 |
|
1928 |
17,8 |
1 |
|
1929 |
16,8 |
1 |
|
1930 |
16,4 |
1 |
|
1931 |
17,2 |
1 |
|
1932 |
16,7 |
1 |
|
1933 |
18,2 |
1 |
|
1934 |
17,1 |
1 |
|
1935 |
17,1 |
1 |
|
1936 |
16,1 |
1 |
|
1937 |
15,9 |
1 |
|
1939 |
16,1 |
1 |
|
1942 |
16,6 |
1 |
|
1943 |
17,2 |
1 |
|
1944 |
14,2 |
0 |
|
1945 |
14,1 |
0 |
|
1946 |
11,9 |
0 |
|
1947 |
10,1 |
0 |
|
1948 |
11,5 |
0 |
|
1949 |
12,4 |
0 |
|
1950 |
10,5 |
0 |
|
1951 |
13,2 |
0 |
|
1952 |
15,4 |
0 |
|
1953 |
15,7 |
0 |
|
1954 |
14,6 |
0 |
|
1955 |
12,7 |
0 |
|
1956 |
15,6 |
0 |
|
1957 |
13,5 |
0 |
|
1958 |
15,3 |
0 |
|
1959 |
14,4 |
0 |
|
1960 |
15,5 |
0 |
|
1961 |
14,4 |
0 |
|
1962 |
13,7 |
0 |
|
1963 |
14 |
0 |
|
1964 |
10,3 |
0 |
|
1965 |
13,8 |
0 |
|
1966 |
14,5 |
0 |
|
1967 |
13,9 |
0 |
|
1968 |
15,6 |
0 |
|
1969 |
11,2 |
0 |
|
1970 |
14,4 |
0 |
|
1971 |
14,1 |
0 |
|
1972 |
15 |
0 |
|
1973 |
14,6 |
0 |
|
1974 |
13,8 |
0 |
|
1975 |
14,2 |
0 |
|
1976 |
14,6 |
0 |
|
1977 |
13,5 |
0 |
|
1978 |
13,4 |
0 |
|
1979 |
13,3 |
0 |
|
1980 |
14,4 |
0 |
|
1981 |
11,7 |
0 |
|
1982 |
14,9 |
0 |
|
1983 |
13,1 |
0 |
|
1984 |
15,3 |
0 |
|
1985 |
12,4 |
0 |
|
1986 |
14,3 |
0 |
|
1987 |
14,2 |
0 |
|
1988 |
13,9 |
0 |
|
1989 |
10 |
0 |
|
1994 |
9,9 |
0 |
|
2004 |
11,3 |
1 |
|
2005 |
11,1 |
1 |
|
2006 |
11,1 |
1 |
|
2007 |
11,8 |
1 |
|
2008 |
10,6 |
1 |
|
2009 |
10,5 |
1 |
|
2010 |
10,8 |
1 |
|
2011 |
8,3 |
1 |
|
2012 |
9,6 |
1 |
|
2014 |
12,1 |
1 |
|
2015 |
10,4 |
1 |
По ряду сумм температур за июль метеостанции Илирней был рассчитан коэффициент парной корреляции с метеостанцией Марково, по которым был восстановлен ряд хода температуры R=0,06 - не удовлетворяет т.к. R<0,75.
Таблица 1.1. Наблюденные и восстановленные значения хода осадков за август на метеостанции Илирней.
|
Год |
Осадки, мм |
Погрешность восстановления |
|
1895 |
63.1 |
0.9 |
|
1896 |
43.7 |
0.9 |
|
1898 |
40.3 |
0.9 |
|
1899 |
62 |
0.9 |
|
1900 |
100.9 |
0.9 |
|
1901 |
27.7 |
0.9 |
|
1902 |
110 |
0.9 |
|
1903 |
39.1 |
0.9 |
|
1904 |
56.3 |
0.9 |
|
1905 |
144.4 |
0.9 |
|
1906 |
74.6 |
0.9 |
|
1907 |
41.4 |
0.9 |
|
1908 |
31.1 |
0.9 |
|
1909 |
31.1 |
0.9 |
|
1910 |
151.7 |
0.9 |
|
1912 |
48.3 |
0.9 |
|
1915 |
131.8 |
0.9 |
|
1916 |
39.1 |
0.9 |
|
1917 |
40.3 |
0.9 |
|
1918 |
73.4 |
0.9 |
|
1919 |
67.7 |
0.9 |
|
1920 |
43.7 |
0.9 |
|
1921 |
79.2 |
0.9 |
|
1922 |
48.3 |
0.9 |
|
1923 |
98.6 |
0.9 |
|
1924 |
63.1 |
0.9 |
|
1925 |
96.3 |
0.9 |
|
1927 |
40.3 |
0.9 |
|
1928 |
48.3 |
0.9 |
|
1929 |
44.8 |
0.9 |
|
1930 |
75.7 |
0.9 |
|
1931 |
52.8 |
0.9 |
|
1932 |
95.2 |
0.9 |
|
1933 |
63.1 |
0.9 |
|
1934 |
138.6 |
0.9 |
|
1935 |
34.5 |
0.9 |
|
1936 |
84.9 |
0.9 |
|
1937 |
75.7 |
0.9 |
|
1939 |
100.9 |
0.9 |
|
1942 |
96.3 |
0.9 |
|
1943 |
104.3 |
0.9 |
|
1944 |
20 |
0 |
|
1945 |
64 |
0 |
|
1946 |
56 |
0 |
|
1947 |
78 |
0 |
|
1948 |
74 |
0 |
|
1949 |
92 |
0 |
|
1950 |
37 |
0 |
|
1951 |
28 |
0 |
|
1952 |
56 |
0 |
|
1953 |
17 |
0 |
|
1954 |
55 |
0 |
|
1955 |
41 |
0 |
|
1956 |
65 |
0 |
|
1957 |
42 |
0 |
|
1958 |
88 |
0 |
|
1959 |
150 |
0 |
|
1960 |
113 |
0 |
|
1961 |
18 |
0 |
|
1962 |
72 |
0 |
|
1963 |
58 |
0 |
|
1964 |
89 |
0 |
|
1965 |
33 |
0 |
|
1966 |
61 |
0 |
|
1967 |
55 |
0 |
|
1968 |
80 |
0 |
|
1969 |
7 |
0 |
|
1970 |
46 |
0 |
|
1971 |
74 |
0 |
|
1972 |
94 |
0 |
|
1973 |
27 |
0 |
|
1974 |
100 |
0 |
|
1975 |
77 |
0 |
|
1976 |
26 |
0 |
|
1977 |
82 |
0 |
|
1978 |
34 |
0 |
|
1979 |
43 |
0 |
|
1980 |
60 |
0 |
|
1981 |
46 |
0 |
|
1982 |
40 |
0 |
|
1983 |
86 |
0 |
|
1984 |
81 |
0 |
|
1985 |
42 |
0 |
|
1986 |
53 |
0 |
|
1987 |
71 |
0 |
|
1988 |
8.9 |
0 |
|
1989 |
10 |
0 |
|
1994 |
9,9 |
0 |
|
2004 |
37 |
0.9 |
|
2005 |
83.5 |
0.9 |
|
2006 |
62.1 |
0.9 |
|
2007 |
59.1 |
0.9 |
|
2008 |
69.8 |
0.9 |
|
2009 |
60.6 |
0.9 |
|
2010 |
61.4 |
0.9 |
|
2011 |
65.6 |
0.9 |
|
2012 |
49.2 |
0.9 |
|
2014 |
73.2 |
0.9 |
|
2015 |
53 |
0.9 |
По ряду сумм температур за июль метеостанции Илирней был рассчитан коэффициент парной корреляции с метеостанцией Марково, по которым был восстановлен ряд хода температуры R=0,06 - не удовлетворяет т.к. R<0,75.
Вывод.
Таблица 2. Итоговые результаты оценки эффективности восстановления хода температуры за июль месяц на метеостанции Илирней.
|
Код |
Наименование станции |
Кол-во факт.лет |
Кол-во вост. лет |
Эффективность Востановления % |
Сред. погр.вост. данных |
Станд. откл .исх. данных |
Станд.откл.вост. данных |
Фишер |
Сред.исх.данных |
Сред.вост.данных |
Стьюдент |
|
25248 |
Илирней |
47 |
53 |
77 |
1 |
1,54 |
0,62 |
0,16 |
14,9 |
15,2 |
8,02 |
Расчётный критерий Фишера меньше критического значения
Критерий Стьюдента больше критического значения, это означает, что средние значения не однородны для восстановленных и фактических значений.
Данные значения исходят из того, что расстояние между станциями довольно значительное (308 км).
Таблица 2.1. Итоговые результаты оценки эффективности восстановления хода осадков за июль месяц на метеостанции Илирней.
|
Код |
Наименование станции |
Кол-во факт.лет |
Кол-во вост. лет |
Эффективность Востановления % |
Сред. погр.вост. данных |
Станд. откл .исх. данных |
Станд.откл.вост. данных |
Фишер |
Сред.исх.данных |
Сред.вост.данных |
Стьюдент |
|
25248 |
Илирней |
47 |
53 |
77 |
0,9 |
30,38 |
12,80 |
0,16 |
45,7 |
48,3 |
7,54 |