Влияние влагообмена в Северной Атлантике на увлажнение Европейской части России и годовой сток Волги

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена взаимосвязь компонентов гидрологического цикла в системе океан–атмосфера–поверхность суши. С использованием различных архивов реанализа выполнены расчеты и изучены закономерности межгодовой изменчивости испарения и осадков в Северной Атлантике и их влияние на зональный перенос водяного пара на европейский континент. Построены статистические модели среднегодового полного потока влаги на меридиональном разрезе 5° в.д. в зависимости от испарения в Северной Атлантике. Выявлен вклад зонального переноса водяного пара на меридиане 5о в.д. в дисперсию суммарных за холодный и теплый периоды года количеств осадков в бассейне Волги. Построены малопараметрические модели прогноза годового стока р. Волги в зависимости от осадков методами множественной регрессии и деревьев решений (decision trees).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Н. Малинин

Российский государственный гидрометеорологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: malinin@rshu.ru
Россия, Санкт-Петербург

С. М. Гордеева

Российский государственный гидрометеорологический университет

Email: gordeeva@rshu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Гордеева С.М., Малинин В.Н. Использование Data Mining в задаче гидрометеорологического прогнозирования // Уч. зап. РГГМУ. 2016. № 44. С. 30–44.
  2. Добровольский С.Г. Глобальные изменения речного стока. М.: ГЕОС, 2011. 660 с.
  3. Добровольский С.Г. Климатические изменения в системе “гидросфера–атмосфера”. М.: ГЕОС, 2002. 232 с.
  4. Ефремова Н.И. Месячные количества атмосферных осадков средние для районов Европейской территории СССР и северного Казахстана. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 112 с.
  5. Малинин В.Н. Влагообмен в системе океан–атмосфера. СПб.: Гидрометеоиздат, 1994. 197 с.
  6. Малинин В.Н. Проблема прогноза уровня Каспийского моря. СПб.: РГГМИ, 1994. 154 с.
  7. Малинин В.Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. СПб.: РГГМУ, 2008. 408 с.
  8. Малинин В.Н., Радикевич В.М., Гордеева С.М., Куликова Л.А. Изменчивость вихревой активности атмосферы над Северной Атлантикой. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. 171 с.
  9. Мировой водный баланс и водный ресурсы Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 638 с.
  10. Многолетние ряды месячных сумм средних областных осадков за холодный период для основной сельскохозяйственной зоны СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 288 с.
  11. Описание массива данных месячных сумм осадков на станциях России // Российский гидрометеорологический портал: ВНИИГМИ-МЦД. http://meteo.ru/data/158total-precipitation#описание-массива-данных, свободный
  12. Смирнов Н.П., Малинин В.Н. Водный баланс атмосферы как гидрологическая задача. Л.: Изд-во ЛГУ, 1986. 189 с.
  13. Специализированные массивы для климатических исследований // ВНИИГМИ-МЦД. http://aisori.meteo.ru/ClimateR
  14. Adler R.F. The version-2 Global Precipitation Climatology Project (GPCP) monthly precipitation analysis (1979–present) // J. Hydrometeor. 2003. V. 4. P. 1147–1167.
  15. Andersson A., Klepp C., Fennig K., Bakan S., Grassl H., Schulz J. Evaluation of HOAPS-3 Ocean Surface Freshwater Flux Components // J. Appl. Meteor. Climatol. 2011. V. 50. P. 379–398. Doi: http://dx.doi.org/10.1175/2010JAMC2341.1
  16. Bramer M. Principles of Data Mining. London: Springer-Verlag, 2007. 344 p. doi: 10.1007/978-1-84628-766-4.
  17. Breiman L., Friedman J., Olshen R., Stone C. Classification and Regression Trees. New York: Chapman and Hall, 1984. 358 p.
  18. Durre I., Vose R.S., Wuertz D.B. Overview of the Integrated Global Radiosonde Archive // J. Climate. 2006. V. 19. P. 53–68.
  19. Hilburn K.A. The Passive Microwave Water Cycle Product // REMSS Tech. Rpt. 072409. 2009. P. 1–30.
  20. Integrated Global Radiosonde Archive (IGRA) Version 2 // NCEI. NOAA. URL: ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/igra
  21. Interactive Trees (C&RT, CHAID): Statistica Help // StatSoft inc. URL:http://documentation.statsoft.com/STATISTICAHelp.aspx?path=Gxx/Indices/InteractiveTreesCRTCHAID_HIndex.
  22. Kalnay E.М., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Leetmaa A., Reynolds R., Jenne R., Joseph D. The NMC/NCAR 40-Year Reanalysis Project // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1996. V. 77. P. 437−471.
  23. Kanamitsu M., Ebisuzaki W., Woollen J., Yang S.-K., Hnilo J.J., Fiorino M., Potter G.L. NCEP–DOE AMIP-II reanalysis (R-2) // Bul. of the Atmos. Met. Soc. 2002. V. 83. P. 1631–1643.
  24. Malinin V.N., Gordeeva S.M. Variability of Evaporation and Precipitation over the Ocean from Satellite Data // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2017. V. 53. № 9. P. 934–944. doi: 10.1134/S0001433817090195
  25. NOAA NCEP-DOE Reanalysis-2: NCEP/DOE AMIP-II Reanalysis (Reanalysis-2) // NOAA. URL: http://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.NOAA/.NCEP-DOE/.Reanalysis-2/
  26. Trenberth K.E., Fasullo J.T., Mackaro J. Atmospheric moisture transports from ocean to land and global energy flows in reanalyses // J. Clim. 2011. V. 24. P. 4907–4924.
  27. Yu L., Jin X., Josey S., Lee T., Kumar A., Wen C., Xue Y. The Global Ocean Water Cycle in Atmospheric Reanalysis, Satellite, and Ocean Salinity // J. Climate. 2017. 30. Р. 3829–3852. doi: 10.1175/JCLI-D-16-0479.1
  28. Yu L.S., Weller R.A. Objectively analyzed air–sea heat fluxes for the global ice-free oceans (1981–2005) // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2007. V. 88. P. 527–539.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Концептуальная схема формирования межгодовых колебаний увлажнения на ЕЧР [8].

Скачать (115KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пространственное распределение коэффициентов корреляции между испарением с акватории СА и первой ГК полного зонального переноса влаги на меридиональном разрезе 5° в.д. для средних годовых условий. Вертикальная линия – меридиональный разрез зонального переноса влаги на 5° в.д. Отрицательные значения коэффициента корреляции изображены пунктирными изолиниями.

Скачать (644KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение коэффициента детерминации восстановленных по первым трем главным компонентам годовых значений полного зонального потока влаги на разрезе 5° в.д.

Скачать (175KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пространственное распределение коэффициентов детерминации, показывающих суммарный вклад полных зональных потоков влаги в 13-ти точках на меридиональном разрезе 5о в.д. в формирование межгодовой изменчивости зимних (октябрь–март) (а) и летних (апрель–сентябрь) (б) осадков в стокоформирующей зоне бассейна Волги.

Скачать (475KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сопоставление фактических и вычисленных значений стока р. Волги у г. Волгограда (1 – фактические значения стока; 2 – прогноз стока по модели (4) на зависимой выборке 1983−2008 гг.; 3 – прогноз стока по модели (4) по независимой выборке 2009–2013 гг., 4 – прогноз стока по дереву решений 5 на зависимой выборке 1983–2008 гг.; 5 – прогноз стока по дереву решений 5 на независимой выборке 2009−2013 гг.).

Скачать (231KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределение значений цены проверки на обучающей (зависимой) выборке (1) и цены ошибки кросс-проверки (2) в зависимости от количества узлов дерева при выявлении связи годового стока Волги с осадками на водосборе за два предшествующих года.

Скачать (100KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Дерево решений 5, описывающее формирование годового стока (м3/с) Волги (г. Волгоград) в i год в зависимости от зимних и летних осадков (мм/год) в i–1 и i–2 годы на метеорологических станциях, расположенных на территории бассейна, за период 1983–2008 гг.

Скачать (115KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019