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 |