Средние за месяц значения дисперсии (°с)2 температуры воздуха в различные часы суток и дисперсии средней суточной температуры
Станция |
Срок |
Месяц |
|||
|
|
I |
IV |
VII |
X |
Кемь |
1 |
49,2 |
21,9 |
9,5 |
14,2 |
|
7 |
47,8 |
22,1 |
13,3 |
14,6 |
|
13 |
43,2 |
17,7 |
21,6 |
11,9 |
|
19 |
46,2 |
16,5 |
15,1 |
12,8 |
|
Сутки |
47,2 |
17,8 |
13,3 |
12,0 |
Киров |
1 |
73,6 |
17,3 |
14,6 |
16.5 |
|
7 |
76,4 |
18,3 |
15,2 |
17,8 |
|
13 |
68,2 |
26,2 |
27,3 |
17,4 |
|
19 |
68,7 |
21,3 |
23,0 |
16,0 |
|
Сутки |
61,5 |
18,7 |
17,0 |
18,9 |
Ростов-на-Дону |
1 |
45,9 |
15,2 |
9,1 |
19,0 |
|
7 |
47,7 |
13,2 |
7,4 |
18,2 |
|
13 |
37,2 |
27,8 |
15,4 |
24,8 |
|
19 |
42,0 |
21,5 |
13,1 |
19,8 |
|
Сутки |
40,3 |
14,5 |
9,2 |
19,1 |
Гораздо более устойчивыми оказываются пространственные корреляционные функции температуры воздуха. Это хорошо видно, например, из рис. 4.8, на котором, представлены корреляционные функции средней суточной температуры воздуха в различных районах Евразии. Для Европы и Забайкалья летом отмечается несколько более быстрое затухание корреляции с расстоянием, чем зимой; для Западной Сибири таких различий не наблюдается. Различия между корреляционными функциями сравнительно невелики (например, коэффициенту корреляции 0,6 соответствуют расстояния от 500 до 700 км), тем не менее их, по-видимому, следует считать существенными. Еще более существенным оказывается влияние географического фактора на степень мелкомасштабной неоднородности поля температуры, определяющей значения меры случайных ошибок наблюдений η2. Если для равнинных территорий Западной Сибири они имеют порядок 0,01, то для Забайкалья с его более пересеченным рельефом мера ошибки η2 достигает значений 0,05—0,07. При временном осреднении поля степень пространственной связности его, естественно, возрастает. Это хорошо видно при сравнении представленных на рис. 4.9 корреляционных функций средней суточной, средней декадной и средней месячной температуры для июля в центре EЧР. Значения меры ошибок исходных данных η2 для средних суточных температур достигают 0,1, что соответствует ошибкам за счет совокупного влияния погрешностей наблюдений и микрометеорологических процессов около 1ОС. Для средних декадных и средних месячных температур значения η2 имеют порядок 0,01, что соответствует средней квадратической погрешности около 0,2°С, обусловленной главным образом микроклиматическими различиями в расположении станций.
Рис. 4.8. Корреляционная функция средней суточной температуры воздуха для Европы за январь (1 и июнь (2) и для Западной Сибири и Забайкалья за январь (3, 4) и июль (5, 6).
Рис. 4.9. Пространственная корреляция средней температуры воздуха при различных периодах осреднения. Центр EЧР, лето. 1 — сутки; 2 — декада; 3 — месяц.
3. Пространственная корреляция средней месячной температуры воздуха для центра EЧР. Имеет место четко выраженный годовой ход параметров пространственной структуры, характеризующийся более быстрым затуханием корреляции с расстоянием в летние месяцы по сравнению с зимними.
Полученные корреляционные функции хорошо аппроксимируются выражением вида
(4.17)
Параметры этой аппроксимационной формулы приведены в табл. 4.6.
Эти данные получены путем осреднения корреляции по градациям расстояния, без учета направления, т. е. в предположении изотропии поля температуры. Наряду с этим были выполнены оценки реальной анизотропии этого поля. Зависимость корреляции от направления получена по данным 172 станций, что позволило исключить влияние несущественных особенностей отдельных станций.
Таблица 4.6
Параметры аппроксимационной формулы (4.17) для корреляционной функции средней месячной температуры воздуха в центре Eвропейской части России (ЕЧР)
Параметр |
XII |
I |
II |
IV |
VII |
X |
|
0,994 |
0,998 |
0,996 |
0,993 |
0,992 |
0,995 |
ρо тыс. км |
1,92 |
3,20 |
1,77 |
1,30 |
1,49 |
2,59 |
α |
1,60 |
1,49 |
1,54 |
1,59 |
1,67 |
1,49 |
σ (°С) |
3,3 |
4,7 |
3,5 |
2,1 |
2,0 |
2,1 |
η2 |
0,006 |
0,002 |
0,004 |
0,007 |
0,008 |
0,005 |
Δ(°С) |
0,25 |
0,21 |
0,22 |
0,18 |
0,18 |
0,15 |
Рис. 4.10. Зависимость корреляции средней месячной температуры от направления. Центр ЕЧР, февраль.
Поля изокоррелят для каждого месяца имеют вид эллипсов, большая ось которых ориентирована в направлении преобладающего переноса воздушных масс. В качестве примера на рис. 4.10 приводится поле изокоррелят для февраля, для которого большая ось направлена на восток-северо-восток. При переходе от зимних месяцев к летним в соответствии с изменением характера циркуляции имеет место поворот большой оси эллипса изокоррелят, которая, согласно рис. 4.11 а, от почти зонального направления в декабре переходит к близкому к меридиональному направлению в июле.