Декомпозиція і моделювання річного ходу метеорологічних параметрів в Українських Карпатах
DOI:
https://doi.org/10.26565/2410-7360-2018-49-08Ключові слова:
річний хід, гармоніки, амплітуда, фаза, моделі, Українські Карпати, орографічні ефектиАнотація
В даній роботі аналізуються структурні особливості сезонного ходу ряду метеорологічних величин в районі Українських Карпат. В якості таких величин розглядалися температура повітря, кількість атмосферних опадів, дефіцит насичення, відносна вологість повітря, парціальний тиск водяної пари, атмосферний тиск на рівні станції та на рівні моря, швидкість вітру. При цьому сам річний хід інтерпретувався як суперпозиція шести гармонік з періодом від 2 місяців до 1 року.
Найважливіші результати отримано на основі аналізу матеріалів спостережень 33 метеорологічних станцій України, 22 з яких розташовано безпосередньо в Карпатах. Дослідження ґрунтується на відомостях про середні місячні значен-ня семи метеорологічних величин за кліматологічний стандартний період 1961-1990 рр. Приховані періодичності в сезонних коливаннях цих величин виявлялися та оцінювалися з допомогою методу гармонічного аналізу.
Основну увагу приділено параметрам першої (річної) та другої (піврічної) гармонік, якими в середньому пояснюється близько 94 % загальної дисперсії метеорологічних величин. При розгляді сезонних коливань температури повітря, дефіциту насичення та парціального тиску водяної пари достатньо однієї річної гармоніки. Аналіз коливань інших величин вимагає враховувати і піврічну гармоніку. Гармоніки вищих порядків (з третього по п’ятий) необхідно брати до уваги при аналізі відносної вологості повітря, кількості атмосферних опадів, атмосферного тиску на рівні станції та швидкості вітру.
Як виявилося, структура сезонного ходу метеорологічних величин на гірських станціях і в передгір’ї помітно відрізняється. Для деяких із них встановлено статистично значущі орографічні ефекти, що виражаються в запізнюванні або випередженні фази річної гармоніки з висотою. Близькими є фази цієї гармоніки для метеорологічних величин, пов’язаних між собою прямими залежностями, а от величини, що пов’язані оберненими зв’язками, зазвичай коливаються у протифазі.
Посилання
Abercromby R. (1878). On the application of harmonic analysis to the reduction of meteorological observations, and on the general methods of meteorology. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 4(27), 141-157. doi:10.1002/qj.4970042701
Barry R.G. (2008). Mountain weather and climate. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 506.
Buchy`ns`ky`j I.O., Volevaxa M.M., Korzhov V.O. (1971). Klimat Ukrayins`ky`x Karpat [Climate of the Ukrainian Carpathians]. Kyiv, Ukraine: Naukova Dumka, 172.
Craddock J.M. (1956). The representation of the annual temperature variation over central and northern Europe by a two-term harmonic form. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 82(353), 275-288. doi:10.1002/qj.49708235304
Girskaja Je.I. (1976). Polugodovye kolebanija atmosfernogo davlenija [Semi-annual variations of atmospheric pressure]. Proceedings of Main Geophysical Observatory, 378, 110-115.
Isaev A.A. (1988). Statistika v meteorologii i klimatologii [Statistics in meteorology and climatology]. Moscow, USSR: Moscow State University, 248.
Ivanov V.V. (2002). Periodicheskie kolebanija pogody i klimata [Periodic weather and climate variations]. Ad-vances in physical sciences, 172(7), 777-811. doi:10.1070/PU2002v045n07ABEH000948
Ivanov-Holodnyj G.S. (1974). Polugodovye variacii v ajeronomii i geomagnetizme [Semi-annual variations in aeronomy and geomagnetism]. Advances in physical sciences, 114(2), 379-381. doi:10.3367/UFNr.0114.197410i/0379
Kalma J.D. (1971). The annual course of air temperature and near-surface soil temperature in a tropical Savan-nah environment. Agricultural Meteorology, 8, 293-303. doi:10.1016/0002-1571(71)90117-8
Kobysheva N.V., Kostin S.I., Strunnikov Je.A. (1980). Klimatologija [Climatology]. Leningrad, USSR: Gidromete-oizdat, 344.
Lipins`ky`j V.M., Dyachuk V.A., Babichenko V.M. eds. (2003). Klimat Ukrayiny` [Climate of Ukraine]. Kyiv, Ukraine: Vy`davny`cztvo Rayevs`kogo, 343.
Logvinov K.T., Raevskij A.N., Ajzenberg M.I. (1973). Opasnye gidrometeorologicheskie javlenija v Karpatah [Dangerous hydrometeorological phenomena in the Carpathians]. Leningrad, USSR: Gidrometeoizdat, 199.
Lucenko O.V. (2003). Vremennaja izmenchivost' momenta impul'sa atmosfery [Temporal variability of the angular momentum of the atmosphere]. Hydrometeorological research center of Russian Federation. Moscow, Russian Federation, 22.
Marshall G.J. (2009). On the annual and semi-annual cycles of precipitation across Antarctica. International Journal of Climatology, 29(15), 2298–2308. doi:10.1002/joc.1810
Mary`ny`ch O.M., Shy`shhenko P.G. (2003). Fizy`chna geografiya Ukrayiny` [Physical Geography of Ukraine]. Kyiv, Ukraine: Tovarystvo «Znannya», 479.
McKinnon K.A., Stine A.R., Huybers P. (2013). The Spatial Structure of the Annual Cycle in Surface Temperature: Amplitude, Phase, and Lagrangian History. Journal of Climate, 26, 7852-7862. doi:10.1175/JCLI-D-13-00021.1
Molodyh V.A., Loginov V.F. (1984). Vozmozhnye prichiny polugodovyh kolebanij temperatury vozduha [Possible causes of semi-annual variations in air temperature]. Proceedings of Main Geophysical Observatory, 471, 86-92.
Panofsky H.A., Brier G.W. (1968). Some Applications of Statistics to Meteorology. University Park, USA: Pennsyl-vania state university, 224.
Prescott J.A., Collins J.A. (1951). The lag of temperature behind solar radiation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 77(331), 121-126. doi:10.1002/qj.49707733112
Sakali L.I., Lingova S.H. eds. (1988). Klimaticheskie resursy Ukrainskih Karpat i gornyh rajonov Bolgarii [Climate resources of the Ukrainian Carpathians and mountainous regions of Bulgaria]. Moscow, USSR: Gidrometeoizdat, Moskovskoe otdelenie, 340.
Sedunov Ju.S. (Chairman), Avdjushin S.I., Borisenkov E.P., Volkovickij O.A., Petrov N.N., Rejtenbah R.G., Smirnov V.I., Chernikov A.A. eds. (1991). Atmosfera. Spravochnik (spravochnye dannye, modeli) [Atmosphere Handbook (reference data, models)]. Leningrad, USSR: Gidrometeoizdat, 510.
Semenov S.M., Gel'ver E.S. (2002). Sinusoidal'naja approksimacija godovogo hoda srednesutochnoj temperatury vozduha na territorii Rossii v XX veke [Sine approximation of the annual course of daily mean air temperature in Russia in the twentieth century]. Meteorology and hydrology, 11, 25-30.
Van den Broeke M. (2000). The semi-annual oscillation and Antarctic climate. Part 3: the role of near-surface wind speed and cloudiness. International Journal of Climatology, 20(2), 117-130. doi:10.1002/(SICI)1097-0088(200002)20:2<117::AID-JOC481>3.0.CO;2-B
Wallace C.J., Osborn T.J. (2002). Recent and future modulation of the annual cycle. Climate Research, 22(1), 1-11. doi:10.3354/cr022001
Wilks D.S. (2006). Statistical methods in the atmospheric sciences. 2nd edn. Amsterdam: Academic Press, 630.
Yashayaev I.M., Zveryaev I.I. (2001). Climate of the seasonal cycle in the North Pacific and the North Atlantic oceans. International Journal of Climatology, 21(4), 401-417. doi:10.1002/joc.585
Zatula V.I. (2017). Viyavlennya prihovanih periodichnostej sezonnih kolivan meteorologichnih velichin na teri-toriyi Volinskogo Polissya [Identifying of the hidden periodicities of seasonal oscillations of meteorological vari-ables on the territory of Volyn Polissya]. Physical geography and geomorphology, 1(85), 101-105.
Zatula V.I., Zatula N.I. (2014). Harmonic analysis of seasonal oscillations of some meteorological variables on Ukrainian territory. Hydrology, hydrochemistry and hydroecology, 2(33), 98-103.
Zatula V.I., Zatula N.I. (2017a). Sezonnye kolebaniya nekotoryh meteorologicheskih velichin na territorii Odesskoj oblasti [Seasonal oscillations of some meteorological variables on territory of Odessa region]. Bulletin of Hydro-meteorological center of Black and Azov seas, 1(20), 67-75.
Zatula V.I., Zatula N.I. (2017b). Viyavlennya prihovanih periodichnostej sezonnih kolivan meteorologichnih veli-chin na teritoriyi Zhitomirskogo Polissya [Identifying of the hidden periodicities of seasonal oscillations of mete-orological variables on the territory of Zhytomyr Polissya]. Hydrology, hydrochemistry and hydroecology, 1(44), 114-120.
Zveryaev I.I. (2007). Climatology and long-term variability of the annual cycle of air temperature over Europe. Russian Meteorology and Hydrology, 32, 426-430. doi:10.3103/S1068373907070023
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Vasyl Ivanovych Zatula
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
