позволил сделать вывод, что за счет ступенчатого увеличения тем- пературы с конца 1980-х гг. на большей части территории с некото- рым запаздыванием увеличилась и средняя региональная темпера- тура, пространственный градиент температуры стал неустойчивым и при этом существенно увеличилась внутренняя неоднородность поля температуры.

Помимо оценки динамики коэффициентов и параметров про- странственных моделей не меньший научный и практический инте- рес представляет их взаимосвязанность. В связи с тем, что среднее региональное значение может быть спрогнозировано, например, по моделям общей циркуляции атмосферы (МОЦА), то можно оце-

нить, как коэффициент A0 связан с градиентом поля – коэффици- ентом A1, а тот, в свою очередь, – с внутренней неоднородностью

где a1, a0, b1, b0, с1, с0 – эмпирические коэффициенты, определяемые

по методу наименьших квадратов (МНК).

Рассчитанные коэффициенты a1, a0, с1, с0, а также коэффициен-

ты корреляции r уравнений (11.6) и (11.8) приведены в табл. 11.2 для каждой характеристики температуры воздуха. Эффективных зави- симостей вида (11.7) между параметром внутренней неоднородно- сти поля и пространственным градиентом получено не было.

По результатам табл. 11.2 следует, что наиболее тесные связи имеют место между коэффициентами A1 и A0, или между градиен-

том поля и средним региональным значением температурной харак- теристики. Причем эти связи в холодный период положительны, то есть чем больше среднее региональное значение, тем больше и гра- диент, а в теплый период года – отрицательны, то есть при большом значении средней

региональной температуры имеет место малый градиент поля. Можно сделать вывод, что, чем теплее лето, тем более одинако-

вы температуры по региону, и обратное: чем теплее зима, тем больше пространственный градиент, или различие температур, по области. Поэтому жаркое лето и холодная зима дают примерно одинаковые

Рис. 11.21 (начало). Коэффициенты и параметры пространственной модели среднегодовой температуры воздуха для Костромской области

Рис. 11.21 (окончание). Коэффициенты и параметры пространственной модели среднегодовой температуры воздуха для Костромской области

фициента В0 взаимосвязь A1 и A0 низкая, что вполне естественно,

так как он хорошо связан со среднегодовой температурой. Зависимости между коэффициентами корреляции простран-

ственных моделей и пространственным градиентом, хотя всегда и положительны, но имеют разную эффективность для разных тем- пературных характеристик, изменяясь от r = 0,11 для среднегодовой температуры до r = 0,7…0,8 для температуры июня, зимы, коэффи- циента В0. Каких-либо сезонных закономерностей в динамике r не наблюдается. Можно лишь сделать общий вывод, что чем выше гра- диент поля, тем больше показатель его внутренней неоднородности. Статистические модели осадков являются практически ста- ционарными, а нестационарность осадков холодного периода года обусловлена сменой регистрирующих приборов в 1950-х гг., на ко- торый дополнительно накладывается естественный период мини- мальных осадков 1940–1950-х гг. Отдельные случаи нестационар- ности, не связанные со сменой приборов, детально рассмотрены. Они обусловлены скорее всего локальными причинами и влиянием процедуры суммирования и усиления статистических незначимых нестационарностей отдельных месяцев. Из 646 рядов различных характеристик осадков (19 характеристик и 34 метеостанции) не- стационарные модели, не связанные со сменой приборов, имеют место только в 8 случаях (1 %) и на 4 метеостанциях (Вохма, Мака- рьев, Нерехта и Кологрив), причем в 4 случаях нестационарные мо- дели имеют место для станции Вохма (твердые и жидкие осадки),

а в двух (твердые и годовые) – для станции Макарьев.

Вместе с тем для осадков были также установлены хорошие взаимосвязи между коэффициентами пространственных статисти- ческих моделей. Статистические пространственные модели были получены для каждой из 19 характеристик режима осадков, но за разные интервалы времени. Так, осадки холодного периода (но- ябрь – февраль, минимальные в году, зима, холодный период) и годо- вые были выбраны с 1960 по 2010 г., чтобы исключить влияние неод- нородности за счет смены приборов. Для остальных

пространственных моделей со средними r = 0,93 для зависимости A1 = –a1A0 + a0 и r = 0,87 для зависимости R = c1A1 + c0. Имеется

некоторая сезонная закономерность в вели- чинах коэффициентов корреляции (r): летом они выше, чем зимой и для жидких осадков

твердых осадков. В результате получено, что чем больше средние региональные осадки, тем меньше пространственный градиент и тем меньше внутренняя неоднородность поля. При этом, если мож- но оценить будущие значения общих для региона осадков, то по ним на основе уравнений вида A1 = –f(A0) можно рассчитать и

простран- ственный градиент A1, а на его основе – коэффициент корреляции R уравнения вида R = f(A1), по которому можно

перейти к параметру ASε в пространственной статистической модели, а затем – к значени- ям характеристик осадков на отдельных станциях.

В связи с тем, что был установлен ступенчатый рост температу- ры воздуха в конце 1980-х гг., который наиболее проявился в север- ной части Костромской области, следует установить и его причины. Для решения этой задачи было проведено исследование как фак- торов радиационной составляющей температуры воздуха (приходя- щая солнечная радиация на верхнюю границу атмосферы, данные актинометрических наблюдений по метеостанции Кострома), так и адвективной (индекс Северо-Атлантического колебания – САК, ат- мосферное давление на станциях) [2, 9, 29].

Особенность конца 1980-х гг. заключается в том, что здесь произошел резкий переход от минимальных значений приходя- щей радиации в 1365 Вт/м² для межгодового процесса (и даже от 1363 Вт/м² с учетом внутригодовых колебаний) до 1367 Вт/м² (и даже до 1368 Вт/м² с учетом внутригодовых колебаний), то есть на 2…5 Вт/м². Это же изменение зафиксировано и в данных акти- нометрических наблюдений, как показано на рис. 11.22. Из анализа временных рядов следует, что они содержит два квазистационарных периода: низкой и высокой приходящей радиации, причем переход от периода низкой радиации к высокой является достаточно бы- стрым, а его начало приходится на конец 1980-х – начало 1990-х гг. Однако изменение приходящей солнечной радиации носит циклический характер и не может полностью объяснить одноразо- вое ступенчатое увеличение приземной температуры. В этой связи были исследованы и факторы адвекции, в частности индекс САК. Положительные отклонения индекса САК (или положительная фаза) свидетельствуют об усилении зональной циркуляции, при этом ис- ландский минимум и азорский максимум хорошо развиты и смещены к северу, градиенты давления между ними увеличены, усиливается ветер в тропосфере в зоне 50–60 ° с.ш., траектории циклонов смеща- ются на север на 200–400 км относительно их

Рис. 11.23 (начало). Ступенчатые изменения индекса САК за январь – апрель, приведенные в значениях САК·10