Программа SREZKA для разделения сложного временного ряда на квазиоднородные составляющие методом срезки.
c ПРОГРАММА РАЗДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОГО ПРОЦЕССА
cНА КВАЗИОДНОРОДНЫЕ
cСОСТАВЛЯЮЩИЕ РАЗНОГО МАСШТАБА
cY - ИСХОДНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ РЯД,
cY1(J,I) - ВОЗМОЖНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРОЦЕССА ( ОТ 1-ОЙ ДО 5-ОЙ )
cNT - ВРЕМЕННАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
DIMENSION y(6000),yc(3000,2),yr(6000),ost(6000), *cngod(6000),y2(6000),z(6000),z1(6000),cngod1(6000), *xx(7,3000),y1(6,6000),pr(6,6000) *,cnach(7),ckon(7),ynach(7),ykon(7)
character name1*36,name2*36
write(*,*)'Введите имя файла c исходными данными' read(*,101)name1
101 format(a36)
write(*,*)'Введите количество рядов в файле' read(*,*)kr
write(*,*)'Задайте количество процессов разных масштабов' read(*,*)nump
write(*,*)'Введите имя файла для записи результатов' read(*,101)name2
open(5,file=name1,status='old')
open(6,file=name2,status='new') do 1 jj=1,kr
read(5,*)n do 977 i=1,n
read(5,*)cngod(i),y(i) 977 continue
write(6,*)'**********НОМЕР РЯДА ************=',jj
nn10=n cmax=-10000000. cmin=100000000.
do 713 i=1,n
if(y(i).lt.cmin) cmin=y(i) if(y(i).gt.cmax) cmax=y(i)
713 continue raa=abs(cmax-cmin) write(*,*)'Размах ряда =',raa write(6,*)'Размах ряда =',raa d=0.001*raa
55 DO 29 I=1,N y2(i)=y(i) Y1(1,I)=Y(I)
29 continue
DO 30 J1=1,100 n=nn10
CALL WEGA(Y2,cngod,D,N,YC,N3,N1,N8,1) write(*,*)'Шаг сглаживания=',j1
IF(N8.lt.1) NP=J1 IF(N8.lt.1) GO TO 40
CALL SPUMAM(y2,cngod,YC,N,N1,YR) DO 31 I=1,N
Y1(J1+1,I)=YR(I)
Y2(I)=YR(I)
31 CONTINUE
30 CONTINUE
40 cngodd=cngod(1) write(6,*)'D=',d,'np=',np if(np.gt.nump) then d=d+0.01*raa
go to 55 endif
cdo 69 i=1,n
cwrite(6,*)cngod(i),(y1(j,i),j=1,np)
c69 continue
Файл результатов
Интегральные составляющие разных масштабов
Год |
Y1 |
Y2 |
Y3 |
Y4 |
1744 |
3.942 |
3.942 |
3.942 |
1.15 |
1752 |
5.075 |
4 |
4 |
1.15 |
1753 |
4 |
4 |
4 |
1.15 |
1754 |
4.233 |
3.671 |
2.075 |
1.15 |
1755 |
4.333 |
3.342 |
2.075 |
1.15 |
1756 |
4.458 |
3.013 |
2.075 |
1.15 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Дифференциальные составляющие разных масштабов
|
Год |
Y1 |
Y2 |
Y3 |
Y4 |
1 |
1744 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
1752 |
1.075 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1753 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
1754 |
0.562 |
1.596 |
0.925 |
0 |
5 |
1755 |
0.992 |
1.267 |
0.925 |
0 |
6 |
1756 |
1.446 |
0.938 |
0.925 |
0 |
7 |
1757 |
2.325 |
0.609 |
0.925 |
0 |
8 |
1758 |
0 |
0.28 |
0.925 |
0 |
9 |
1759 |
1.26 |
0.14 |
0.925 |
0 |
10 |
1760 |
0 |
0 |
0.925 |
0 |
11 |
1761 |
1.946 |
0.14 |
0.914 |
0 |
12 |
1762 |
1.808 |
0.28 |
0.903 |
0 |
Файл результатов
XAPAKTEPИCTИKИ ПУЛЬCAЦИЙ
|
Нач. Кон. |
Т NMAX T п |
|
Tсп |
A |
Vпод |
Vспада |
||
1 |
1755 |
1758 |
3 |
1756 |
1 |
2 |
5.83333 |
3.80000 |
4.95000 |
2 |
1758 |
1760 |
2 |
1759 |
1 |
1 |
11.2500 |
10.3000 |
12.2000 |
3 |
1760 |
1763 |
3 |
1762 |
2 |
1 |
8.50000 |
6.75000 |
6.00000 |
4 |
1763 |
1768 |
5 |
1765 |
2 |
3 |
4.74000 |
1.55000 |
2.40000 |
5 |
1768 |
1773 |
5 |
1769 |
1 |
4 |
9.92000 |
10.0000 |
2.40000 |
6 |
1773 |
1776 |
3 |
1775 |
2 |
1 |
6.76667 |
2.45000 |
7.70000 |
7 |
1776 |
1780 |
4 |
1777 |
1 |
3 |
7.87500 |
8.90000 |
1.60000 |
8 |
1780 |
1783 |
3 |
1782 |
2 |
1 |
9.10000 |
2.45000 |
11.2000 |
9 |
1783 |
1789 |
6 |
1785 |
2 |
4 |
8.20000 |
5.20000 |
0.950000 |
10 |
1789 |
1792 |
3 |
1791 |
2 |
1 |
11.5667 |
4.75000 |
12.6000 |
11 |
1792 |
1795 |
3 |
1794 |
2 |
1 |
9.26667 |
6.10000 |
7.80000 |
12 |
1795 |
1800 |
5 |
1796 |
1 |
4 |
5.98000 |
5.90000 |
1.57500 |
13 |
1800 |
1807 |
7 |
1806 |
6 |
1 |
4.10000 |
0.783333 |
4.00000 |
14 |
1807 |
1809 |
2 |
1808 |
1 |
1 |
9.90000 |
5.90000 |
13.9000 |
15 |
1809 |
1814 |
5 |
1810 |
1 |
4 |
10.8600 |
10.3000 |
3.27500 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
|||||||||
67 |
1990 |
1996 |
6 |
1993 |
3 |
3 |
3.90000 |
1.03333 |
1.56667 |
68 |
1996 |
1999 |
3 |
1998 |
2 |
1 |
5.43333 |
2.65000 |
5.50000 |
69 |
1999 |
2003 |
4 |
2001 |
2 |
2 |
5.85000 |
2.35000 |
3.50000 |
70 |
2003 |
2006 |
3 |
2005 |
2 |
1 |
5.43333 |
3.95000 |
4.20000 |
Среднее |
|
3 |
|
1 |
1 |
7.53537 |
5.20914 |
5.65048 |
|
Макс. |
|
7 |
|
6 |
6 |
16.1000 |
11.4000 |
13.9000 |
|
Мин. |
|
2 |
|
1 |
1 |
3.05000 |
0.783333 |
0.950000 |
|
Стандарт |
|
1 |
|
1 |
1 |
2.53275 |
2.71218 |
3.39976 |
|
Размах |
|
5 |
|
5 |
5 |
13.0500 |
10.6167 |
12.9500 |
|
Процесс наименьшего(межгодового) масштаба
Программа SMOOTH для разделения сложного временного ряда на квазиоднородные составляющие методом сглаживания амплитуд циклов.
c ПРОГРАММА СГЛАЖИВАНИЯ МНОГОЛЕТНЕГО ВРЕМЕННОГО РЯДА ПО АМПЛИТУДАМ c ЦИКЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОПЕРИОДНОЙ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ c при задании предельного числа процессов
cY - ИСХОДНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ РЯД, YK - климатическая составляющая
cNT - ВРЕМЕННАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
DIMENSION y(6000),yc(3000,2),yr(6000),cngod(6000),y2(6000), *y1(6,6000),z(6000),z1(6000),cngod1(6000)
character name1*36,name2*36
write(*,*)'Введите имя файла c исходными данными' read(*,101)name1
101 format(a36)
write(*,*)'Введите количество рядов в файле' read(*,*)kr
write(*,*)'Задайте количество процессов разных масштабов' read(*,*)nump
write(*,*)'Введите имя файла для записи результатов' read(*,101)name2
open(5,file=name1,status='old')
open(6,file=name2,status='new') do 1 jj=1,kr
read(5,*)n do 977 i=1,n
read(5,*)cngod(i),y(i) 977 continue
cwrite(6,*)'n=',n
cwrite(6,*)(cngod(i),i=1,n)
cwrite(6,*)(y(i),i=1,n)
nn10=n cmax=-10000000. cmin=100000000. do 713 i=1,n
if(y(i).lt.cmin) cmin=y(i)
1744 |
3.94167 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
Файл результатов |
1752 |
5.075 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1753 |
4 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1754 |
4.23333 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2000.00 |
6.88333 |
6.06167 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2001.00 |
6.24167 |
6.20667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2002.00 |
5.68333 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2003.00 |
5.67500 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2004.00 |
6.00833 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2005.00 |
6.35833 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2006.00 |
6.40833 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2007.00 |
6.81667 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2008.00 |
7.27500 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
2009.00 |
8.01111 |
5.91667 |
3.44584 |
3.42083 |
|||
Параметры регрессии со временем |
|
|
|
||||
r= 0.515548 |
|
|
|
|
|
|
|
b1= |
0.293328E-02 |
|
|
|
|
||
b0= |
-1.58414 |
|
|
|
|
|
|
Вклады климатической составляющей |
|
|
|||||
по размахам |
|
|
|
|
|
|
|
Rcl= |
1.18023 |
|
Risx= |
7.14000 |
delt,%= |
16.5299 |
|
по дисперсиям |
|
|
|
|
|
||
Dcl= |
0.173360 |
Disx= |
1.56848 |
delt,%= |
11.0528 |
||
по стандартам |
|
|
|
|
|
|
|
Scl= |
0.416365 |
Sisx= |
1.25239 |
delt,%= |
33.2457 |
||
Общее изменение за счет климата= |
0.739186 |
|
|||||
Скорость изменения за 10 лет= 0.292169E-01 |
|
||||||
Файл результатов |
1744 |
3.94167 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
|||||
|
1752 |
5.075 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1753 |
4 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1754 |
4.23333 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1755 |
4.33333 |
4.50416 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1756 |
4.45833 |
4.17507 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1757 |
5.00833 |
3.84598 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1758 |
2.35455 |
2.91477 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1759 |
3.475 |
2.775 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1760 |
2.075 |
3.60444 |
4.01917 |
3.5797 |
|
1761 |
4.15 |
4.43389 |
4.56986 |
3.5797 |
|
1762 |
4.14167 |
5.26333 |
5.12055 |
3.5797 |
|
1763 |
4.3 |
4.97778 |
5.14604 |
3.5797 |
|
1764 |
7.62222 |
5.10694 |
5.17153 |
3.5797 |
|
1765 |
4.4 |
5.23611 |
5.00268 |
3.5797 |
|
1766 |
4.36667 |
5.36527 |
4.83383 |
3.5797 |
|
1767 |
4.34167 |
4.84213 |
4.66498 |
3.5797 |
|
1768 |
3.10833 |
4.31898 |
4.49613 |
3.5797 |
|
1769 |
4.2 |
3.79583 |
4.54224 |
3.5797 |
3.Пространственное обобщение и моделирование полей
Массив гидрометеорологической характеристики: Y1, Y2, …, Ym, где m – число точек поля.
Ситуация А: пространственное изменение характеристики соизмеримо с
погрешностью ее определения. Yср = f1(Y1, Y2, …, Ym), Обобщение: пространственное осреднение
f1 – функция обычного или весового (в случае разных погрешностей) осреднения,
Условие соизмеримости погрешностей: |
Fp=σ2пр/ σ2пог ≤ Fкр,α |
σ2пр – дисперсия пространственной изменчивости рассматриваемой характеристики; σ2пог
– дисперсия погрешности ее определения.
Ситуация Б: пространственная изменчивость характеристик превышает их погрешности и существуют закономерности изменений по территории. Обобщение: зависимость от координат местности Yi = = f2(φi, λi)
Ситуация В: пространственная изменчивость характеристик превышает их погрешности и закономерности изменений по территории отсутствуют. Обобщение: зависимость от факторов
Объединение непрерывности (Б) и дискретности (В):
среднегодовой -
Yi = f1 (φi, λi) + f2 (X1, X2, X3, …)± E
зональная азональная составляющая составляющая
Статистическая значимость зональной составляющей:
Yi = b1φi,*H + b2λi*H+ b0,
где: b1 , b2 , b0 – коэффициенты уравнения.
Ситуация Г: пространственная изменчивость характеристик превышает их погрешности, а закономерности изменений по территории и зависимости от азональных факторов отсутствуют.
Обобщение:
1) параметры пространственного распределения
2) динамическая модель поля
Yij – значение гидрометеорологической характеристики в i-ом пункте в j-ый год;
Yсрi – среднее многолетнее значение гидрометеорологической характеристики в i-ом
пункте;
A1j, A0j- коэффициенты уравнения (градиент и уровень поля), определяемые по методу
наименьших квадратов;
Eij - случайные отклонения (внутренняя неоднородность поля).
3. Пространственное моделирование
А) Районирование
Основной признак – подобие климатических изменений (высокая пространственная связанность – ПКФ).
Б) Построение пространственных моделей
-осреднение; -среднее, дисперсия;
-зависимость от координат;
-зависимость от координат и факторов;
-стохастическая линейная:
Zkj = A1j Zmcp+A0j ±Aεkj,
где: Zkj – значение гидрометеорологической характеристики в j-ый год для k-го пункта; Zmcp – среднее многолетнее поле;
A1j – коэффициент, характеризующий изменение градиента пространственного поля в
j-ый год;
A0j - коэффициент, характеризующий изменение уровня (положения) поля в j-ый год; Aεkj - отклонения от пространственной модели, обусловленные внутренней
неоднородностью поля, которые могут быть представлены стандартным отклонением (ASεj).
Результат: многолетие ряды A1j, A0j , ASεj .