Том 29, номер 08, статья № 2

Аннотация:

Приведены результаты структурирования поля приземной температуры Северного полушария для периода современных климатических изменений. В основе предложенной классификации – гипотеза географической обусловленности особенностей фазовой модуляции температурного сигнала. Критерием служит согласованность, а именно фазированность колебаний температуры в отдельных географических районах.
Полагаем, что изменения режимов синхронизации природно-климатических процессов в условиях меняющегося климата приводят к пространственной трансформации структуры температурного поля, что есть следствие перехода системы в новое качественное состояние. Температурные ряды представлены как фазомодулированное колебание. Совокупность внешних и внутренних возмущающих воздействий, оказываемых на климатическую систему, формирует сложный вид фазовой модуляции, но она находится в некотором соответствии этим возмущениям. Исходное пространство 818 температурных рядов структурировано в 17 региональных кластеров. В них изменения температуры происходят синхронно. Проанализированы свойства полученных структур и их соответствие известным климатическим классификациям. Алгоритм дает возможность исследователю выбирать степень дифференциации исследуемого поля в зависимости от поставленной задачи. Для выявления особенностей трансформации внешнего сигнала в поле приземной температуры была получена оценка индекса фазовой модуляции. Величина отклонения индексов от известных закономерностей для гармонической фазовой модуляции позволяет количественно оценить роль региональных климаторегулирующих факторов. Модуляция, наиболее близкая к гармонической, выявлена в районе Североатлантического термогалинного конвейера.
Предложенный подход может использоваться как аналитическая основа для изучения изменений климата в любом пространственном масштабе только по данным о приземной температуре до заданного исследователем качественного уровня. Поиск синхронизации в нелинейных хаотических системах, чувствительных к начальным условиям, может стать одним из перспективных путей оптимизации прогнозных моделей.
 

Ключевые слова:

синхронность, фаза температурных рядов, классификация климата, Северное полушарие, внешние факторы

Список литературы:

1. Изменения климата, 2013 г.: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата / Т.Ф. Стокер, Д. Цинь, Платтнер и др. Нью-Йорк, США; Соединенное Королевство, Кембридж: Кембридж юниверсити пресс, 2013. 222 с.
2. Григорьев А.А., Будыко М.И. Классификация климатов СССР // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1959. № 3. С. 3–19.
3. Essenwanger O.M. Classification of climates, World Survey of Climatology 1C, General Climatology. Amsterdam: Elsevier, 2001. 113 р.
4. Köppen W. Das geographische System der Klimate. Berlin: Verlag von Gebrüder Bornträger, 1936. 44 s.
5. Kottek M., Grieser J., Beck C., Rudolf B., Rubel F. World map of the Köppen–Geiger climate classification updated // Meteorologische Zeitschrift. 2006. V. 15, N 3. Р. 259–263.
6. Peel M.C., Finlayson B.L., Mcmahon T.A. Updated world map of the Köppen–Geiger climate classication // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007. V. 11, iss. 5. P. 1633–1644.
7. Rohli R.V., Joyner T.A., Reynolds St.J., Shaw C., Vazquez J.R. Globally Extended Kӧppen–Geiger climate classification and temporal shifts in terrestrial climatic types // Phys. Geogr. 2015. V. 36, iss. 2. P. 142–157.
8. Stern H., DeHoedt G., Ernst J. Objective classification of Australian climates // Austral. Meteorol. Mag. 2000. V. 49, N 2. P. 87–96.
9. Zhang X., Yan X. Spatiotemporal change in geographical distribution of global climate types in the context of climate warming // Clim. Dyn. 2014. V. 43, N 3. P. 595–605. DOI: 10.1007/s00382-013-2019-y.
10. Franziska H., Körper J., Spangehl T., Cubasch Ul. Shifts of climate zones in multi-model climate change experiments using the Köppen climate classification // Meteorologische Zeitschrift. 2012. V. 21, N 2. P. 111–123.
11. Crosbie R.S., Pollock D.W., Mpelasoka F.S., Barron O.V., Charles S.P., Donn M.J. Changes in Köppen–Geiger climate types under a future climate for Australia: Hydrological implications // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2012. V. 16. P. 3341–3349. DOI: 10.5194/hess-16-3341-2012.
12. Bieniek P.A., Bhatt U.S., Thoman R.L., Angeloff H., Partain J., Papineau J., Fritsch F., Holloway E., Walsh J.E., Daly C., Shulski M., Hufford G., Hill D.F., Calos S., Gens R. Climate divisions for Alaska based on objective methods // J. Appl. Meteorol. Climatol. 2012. V. 51, iss. 8. Р. 1276–1289.
13. Тартаковский В.А. Синхронный анализ рядов чисел Вольфа и температуры с метеостанций Северного полушария Земли // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 2. С. 182–188.
14. Тартаковский В.А., Кусков А.И. Декомпозиция наблюдаемых рядов температуры и чисел Вольфа. Свойства средних величин // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 5. С. 414–421.
15. Тартаковский В.А., Крутиков В.А., Волков Ю.В., Чередько Н.Н. Классификация климата путем анализа фазы температурных рядов // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 711–718.
16. Архив Университета Восточной Англии. URL: http:// www.metoffice.gov.uk, http://www.cru.uea.ac.uk
17. Кондратюк В.И., Светлова Т.П., Далюк И.В. О выделении информатив-нооднородных зон по климатическим данным // Труды ГГО. 2003. Вып. 551. С. 51–57.
18. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1986. 512 с.
19. Алисов Б.П., Полтараус Б.В. Климатология. М.: Изд-во Московского ун-та, 1974. 300 с.
20. Hsiang S.M., Meng K.C., Cane M.A. Civil conflicts are associated with the global climate // Nature (Great. Brit.). 2011. V. 476, iss. 7361. P. 438–441.