Статья

Наименование	Исследование временных рядов климатических показателей с помощью метода сингулярного спектрального анализа
Авторы	Подлипенская Л. Е., к. т. н., доц. Долгих Е. Д., ст. преп. Горельников С. А., директор
Раздел	Геоэкология
Год	2021	Выпуск	2	Страницы	41 - 49
УДК	551.582:551.577/.578:551.593.52
Аннотация	В работе исследовались временные ряды климатических показателей по данным Центра гидрометеорологии города Луганска. Выполнен SSA анализ атмосферных осадков и показателя солнечной активности (СА) — чисел Вольфа. Определены структуры рядов и выявлены их взаимосвязи. Установлены закономерности изменения глобальных трендциклических компонент годовых осадков и чисел Вольфа. Выполнен прогноз атмосферных осадков.
Реферат	Цель. Исследование временных рядов региональных климатических показателей гидрологического цикла и внешних влияющих факторов. Методика. В качестве основного метода, позволяющего выделить во временных рядах данных трендовые и циклические компоненты, был использован метод сингулярного спектрального анализа (SSA) в сочетании с методами математической статистики, реализованными в пакете программ STATISTICA. Для выявления циклов и осуществления разложения временных показателей на компоненты в работе использовалась компьютерная программа, созданная в ДонГТИ на основе алгоритма SSA. Результаты. По данным наблюдений на Луганской метеостанции (синоптический индекс по классификации ВМО — 34523) выполнен статистический анализ климатических данных за 183 года, начиная с 1838 по 2020 гг. Для выяснения степени регионального сходства климатических показателей и выявления их уникальности были проанализированы годовые осадки и температура воздуха по трем синоптическим станциям городов Луганск, Дебальцево и Чертково. Выявлены особенности метеостанции г. Луганска. Для оценки влияния солнечной активности на климатические характеристики в работе исследовались временные ряды чисел солнечных пятен, называемых пятнами Вольфа. Применение кросс-спектрального анализа к паре признаков «число пятен Вольфа — сумма годовых осадков» позволило определить значимые гармоники 91; 30, 3; 16, 5; 10, 7; 12, 1 лет (по функциям когерентности и кросс-спектральной плотности), на которых обнаруживается тесная связь признаков. В результате применения метода SSA исследованы на региональном уровне особенности влияния векового цикла солнечной активности на трендциклическую компоненту суммы годовых осадков, определенных на Луганской метеостанции. Выполнен рекуррентный прогноз по модели SSA, в которую вошли наиболее значимые тренды и гармоники. Научная новизна. Научная новизна работы состоит в совместном исследовании методом сингулярного спектрального анализа климатических показателей, таких как сумма годовых осадков, температура воздуха, показатель солнечной активности, определении их тенденций в условиях региона. Установлены закономерности изменения трендциклической компоненты годовой суммы осадков (данные метеостанции Луганска) при изменении трендциклической компоненты чисел Вольфа. Практическая значимость. Результаты анализа и прогнозирования количества осадков, выявление, описание и моделирование их глобальных трендов, установленные связи с солнечной активностью могут использоваться для среднесрочного и долгосрочного планирования в области рационального природопользования водных объектов.
Ключевые слова	климатические показатели, атмосферные осадки, солнечная активность, Луганск, Центр гидрометеорологии, метод SSA, циклические компоненты, тренды.
Полный текст