А. Пузаченко (сентябрь, 1998 г.).

КЛИМАТ РАЙОНА СИХОТЕ-АЛИНСКОГО ЗАПОВЕДНИКА

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

Spearman Correlations Т -температура, G - осадки
T (Сидатун) T (Синанча) T (Терней) G (Сидатун) G (Синанча) G (Терней)
T (Сидатун) 1.00 .99 .98 .84 .71 .70
T (Синанча) .99 1.00 .98 .86 .78 .77
T (Терней) .98 .98 1.00 .83 .72 .71
G (Сидатун) .84 .86 .83 1.00 .83 .84
G (Синанча) .71 .78 .72 .83 1.00 .87
G (Терней) .70 .77 .71 .84 .87 1.00

Spearman Correlations
Высота снежн. покрова
Терней
Сидатун
Синанча
Терней
1.00
.42
.29
Сидатун
.42
1.00
.40
Синанча
.29
.40
1.00

В целом динамика температуры и климата подобна во всех трех пунктах. Наиболее характерен резкий подъем температуры в конце 40-х - начале 50-х годов, сопровождающийся переходом к более морскому климату, для которого характерна меньшая амплитуда сезонных колебаний (см. ниже). По этому показателю наиболее теплый и влажный морской вариант климата наблюдается в районе Тернея, а наиболее континентальный и сухой на западном макросклоне (Мельничное). Однако на динамику осадков смена температурного режима не оказала заметного влияния при общей положительной связи между обоими переменными.

В многолетней динамике высоты снежного покрова не наблюдаются столь сильные корреляции между пунктами. Можно отметить общий минимум в конце 50-х - начале 60-х годов и относительно более скоррелированную динамику до 60- ого года. Высота снежного покрова в Тернее заметно меньше, чем в двух других пунктах.

1. Терней

1.1. Температура


1.1.1. Сезонность

О Ц Е Н К А С Е З О Н Н О Й М О Д Е Л И

Аддитивная модель. Период сезонности: 12. Модель: X(t) = C + S(t) + err (t). Константа: 2.24

Д И С П Е Р С И О Н Н Ы Й А Н А Л И З

Степ.своб Сумма Квадр. Средн Квадр. F-знач Вероятн. ошибки модели
Модель 11 64554 5868.5 1083.5 0.0000
Остатки 628 3401.3 5.4161
Всего 639 67955
Подправл. R^2 0.9491
R^2: 0.9499
А Н А Л И З О С Т А Т К О В

Среднее остатков: 0. Станд. ошибка остатков: 2.3053. Максим. абс. ошибка: 9.97. Время максим. ошибки: Дек 1957. Статистика Дарбина-Уотсона: 0.616

Сезонный ход температур

После 1951 г.
Месяц M N Median Min Mxi
J -12.28 42 -12.30 -16.70 -9.00
F -9.45 42 -9.20 -13.70 -5.40
M -3.05 42 -3.05 -6.70 .30
A 2.85 42 2.80 -2.00 5.10
MA 7.25 42 7.30 4.60 10.00
JN 10.68 41 10.30 7.70 13.40
JL 15.35 41 15.20 12.80 19.70
AV 17.58 41 17.50 15.30 19.60
S 13.58 41 13.80 11.60 15.00
O 6.80 41 6.70 5.20 9.50
N -2.00 41 -2.10 -5.70 4.80
D -9.78 41 -9.70 -14.50 -.80
Динамика среднегодовой температуры без учета сезонных эффектов


Т N M Median Min Max Variance
до 1951 131 -.95 1.1 -19.5 16.6 114.13
после 1951 497 3.06 4.8 -16.7 19.7 101.01
1.1.2 Анализ периодичности


Вывод. В ряду температур наблюдаются очень резкий подъем (примерно на 3-4 градуса) в период 1950-1951. Подъем произошел счет всех месяцев, но в наибольшей степени за счет марта-мая, ноября и декабря. На сезонный ход приходится около 95% варьирования данных. Самый теплый месяц август, самый холодный - январь. В целом, в динамике среднегодовой температуры периодичность отсутствует. В динамике температур января, февраля присутствует квазипериоды 4 и 7-9 лет, мая, июня - 2 года, августа - 5 лет.

1.2. Осадки


1.2.1. Сезонность

О Ц Е Н К А С Е З О Н Н О Й М О Д Е Л И

Аддитивная. Период сезонности: 12. Модель: X(t) = C + S(t) + err (t). Константа: 67.68

Д И С П Е Р С И О Н Н Ы Й А Н А Л И З

Степ.своб. СуммаКвадр СреднКвадр F-знач. Вероятность
Модель 11 1134500 103140 43.518 0.0000
Остатки 617 1462300 2370.1
Всего 628 2596900
Подправл. R^2: 0.4269
R^2: 0.4369
А Н А Л И З О С Т А Т К О В
Среднее остатков: 0.Станд. ошибка остатков: 48.217 . Максим. абс. ошибка: 253.77. Время максим. ошибки: Июнь 1974. Статистика Дарбина-Уотсона: 1.937
Сезонный ход выпадения осадков


Месяц M N Median Min Mxi
J 17.36 53 12.70 0.000 75.50
F 17.16 53 9.90 0.000 83.50
M 27.57 53 25.70 1.300 80.40
A 53.19 53 40.00 1.800 200.40
MA 77.82 53 80.30 7.200 154.80
JN 89.93 52 74.95 17.100 343.70
JL 120.42 52 113.75 23.600 246.70
AV 131.88 52 131.45 9.900 332.70
S 134.39 52 111.65 8.800 380.00
O 79.42 52 55.45 0.000 262.70
N 44.75 52 35.30 0.000 175.40
D 21.14 52 15.10 0.000 72.10
Динамика годовой суммы осадков без учета сезонности

1.2.2 Анализ периодичности

Спектральная плотность ряда после изъятия сезонности и агрегирования

Автокорреляционная функция ряда после изъятия сезонности и агрегирования

Автокорреляционная функция ряда после изъятия сезонности, тренда и агрегирования

Авторегрессионная модель.

К О Э Ф Ф И Ц И Е Н Т Ы М О Д Е Л И
Коэффициент Значение Станд.ошибк. t-значение Вероятность
АР( 1 ) -0.4714 0.1346 -3.503 0.0010
АР( 2 ) -0.2767 0.1346 -2.055 0.0450
Подправл.R^2: 0.2260
R^2: 0.2558

А Н А Л И З О С Т А Т К О В:
Сумма квадратов остатков: 1.123e+006. Среднее остатков: 43.254. Станд. ошибка остатков: 148.41 Статистика Дарбина-Уотсона: 1.990. Хи-квадрат тест на белый шум: 11.57 с 23 степ.св. P-значение: 0.9765

Вывод. В ряду осадков наблюдается циклический тренд. При этом существенных изменений уровня осадков не произошло. На сезонный ход приходится около 44% варьирования данных. Самый влажный месяц месяц август, самый сухой - январь. На фоне циклического тренда четко проявляются квазипериодические колебания с периодом около 3 лет, на которые приходится около 45% варьирования исходных данных (или около 26% от варьирования ряда после изъятия сезонности и агрегирования). После изъятия тренда, динамика описывается авторегрессионной моделью второго порядка. Периодичность наблюдается так же в осадках января (ок. 2.5 лет и , июня (3 года), ноября (около 4 лет) и декабря (ок. 3.5 лет).

1.3 Снежный покров

Динамика накопленной за сезон суммы высот снежного покрова с циклическим трендом (пунктир)

1.3.1 Сезонность

Вероятность наличия снежного покрова по декадам

Медиана высоты снежного покрова по декадам

Максимальный уровень снежного покрова за весь период наблюдений по декадам

1.3.2 Анализ периодичности

Авторегрессионная функция ряда после изъятия циклического тренда

Спектр ряда после изъятия циклического тренда

Параметры сезонной модели исходного ряда (без изъятия тренда) с сезонным фактором 9 лет.


Аддитивная модель Период сезонности: 9

Длина временной базы: 53

Модель: X(t) = C + S(t) + err (t)

Константа: 124.943

Степ.своб. СуммаКвадр СреднКвадр F-знач. Вероятность
Модель 8 242880 30360 4.1672 0.0000
Остатки 44 320560 7285.5
Всего 52 563440
Подправл. R^2: 0.3276
R^2: 0.4311
А Н А Л И З О С Т А Т К О В
Среднее остатков: 0 Станд. ошибка остатков: 77.771 Максим. абс. ошибка: 232.83. Время максим. ошибки: 1970

Статистика Дарбина-Уотсона: 2.090

1.3.3. Температура и осадки как факторы, влияющие на величину снежного покрова.

Статистически значимые корреляции между накопленной суммой высот снежного покрова получены только для осадков декабря и февраля. В целом (по мультирегрессионной модели, в которой к ним присоединяются осадки ноября) три переменные описывают около 50% варьирования показателя. Это свидетельствует о том, что существуют иные важные факторы, не связанные с исследуемыми климатическими параметрами и о том, что только знание среднемесячных температур и сумм осадков не позволяет описывать динамику высоты снежного покрова.

Выводы. В ряду динамики высоты снежного покрова отчетливо выделяется циклический тренд с максимумами в середине 40-х, начале 70-х и 90-х годов (последний не завершен). Сезонный ход высоты снежного покрова характеризуется а) наибольшей вероятность наличия снежного покрова со 2-й декады декабря по конец января, после чего следует снижение вероятности и вновь ее некоторый подъем в марте, б) 50%-я вероятность образования снежного покрова наступает между первой и второй декадами ноября, а аналогичная вероятность его исчезновения - между первой и второй декадами апреля, в) наиболее высокий снежный покров формируется, начиная со второй декады января, и держится по первую декаду марта. В многолетней динамике снежного покрова помимо циклического тренда присутствуют: мощная высокочастотная компонента (сильно осциллирующая нерегулярная составляющая) и две неравномощные квазипериодические компоненты с периодами 3 (относительно слабая составляющая) и 9 лет. Прогнозная оценка дает возрастание высоты снежного покрова и достижение его максимальных значений в ближайшие годы. Это обусловлено наложением эффектов циклического тренда с 9-ним циклом.

2. Сидатун (Мельничное, западный макросклон)

2.1. Температура


2.1.1. Сезонность

О Ц Е Н К А С Е З О Н Н О Й М О Д Е Л И

Аддитивная модель. Период сезонности: 12. Модель: X(t) = C + S(t) + err (t)

Константа: -1.68971

Д И С П Е Р С И О Н Н Ы Й А Н А Л И З

Степ.своб. Сумма Квадр Средн Квадр F-знач. Вероят-ность
Модель 11 150840 13713 1025.6 0.0000
Остатки 678 9064.9 13.37
Всего 689 159910
Подправл.R^2: 0.9424
R^2: 0.9433
А Н А Л И З О С Т А Т К О В:
Среднее остатков: 0.Станд. ошибка остатков: 3.6246. Максим. абс. ошибка: -14.472. Время максим. ошибки: Мар 1940
Статистика Дарбина-Уотсона: 0.407


Месяц
N
M
Median
Min
Max
J
42
-22.56
-22.15
-27.90
-19.20
F
42
-18.15
-17.90
-23.40
-13.70
M
42
-8.29
-8.40
-13.40
-3.10
A
42
2.65
2.55
.40
6.30
MA
42
9.63
9.55
7.00
11.70
JN
42
15.05
15.15
11.30
17.80
JL
42
19.06
19.00
16.90
21.16
AV
42
18.29
18.40
15.60
21.30
S
42
11.37
11.20
8.70
18.40
O
42
2.76
2.50
.30
11.90
N
42
-8.78
-8.45
-13.20
-1.68
D
42
-19.36
-19.35
-23.50
-15.40

Период N M Med Min Max Variance
до 1951 182 -6.73 -3.90 -35.5 17.10 253.5
после 1951 508 .116 2.500 -27.9 21.30 212.5
2.1.2. Анализ периодичности


Вывод. В ряду температур наблюдается очень резкий подъем (примерно на 5 градусов) в период 1950-1952. В начале 90-х также резкий подъем. В целом климат стал более "морской" о чем свидетельствует уменьшение дисперсии ряда после 1951 г. Подъем произошел за счет всех месяцев, но в наибольшей степени за счет сентября, октября и ноября. На сезонный ход приходится около 94% варьирования данных. Самый теплый месяц июль, самый холодный - январь. В целом, в динамике среднегодовой температуры периодичность отсутствует. В динамике температур января, февраля, апреля, октября присутствует квазипериод 7-8 лет. Возможно, что есть элементы 3-4 летней периодичности.

2.2. Осадки


2.2.1. Анализ сезонности

Аддитивная модель. Модель: X(t) = C + S(t) + err (t)

Константа: 56.1386

Д И С П Е Р С И О Н Н Ы Й А Н А Л И З

. Степ.своб. Сумма

Квадр

Средн

Квадр

F-знач. Вероят-ность
Модель 11 1106300 100580 98.39 0.0000
Остатки 677 692040 1022.2
Всего 688 1798400
Подправл.R^2: 0.6089
R^2: 0.6152
А Н А Л И З О С Т А Т К О В:
Среднее остатков: 0 Станд. ошибка остатков: 31.692 . Максим. абс. ошибка: 206.58 Время максим. ошибки: Авг 1938

Статистика Дарбина-Уотсона: 1.908


Месяц
N
M
Median
Min
Max
J
58
10.4
9.1
1.90
35.3
F
58
9.9
8.5
1.00
35.5
M
58
19.2
18.9
4.00
44.7
A
58
41.4
34.8
8.50
115.9
MA
58
73.4
71.3
25.70
137.1
JN
57
95.5
95.0
29.00
197.6
JL
57
115.8
108.6
40.00
266.0
AV
57
121.4
119.0
13.00
328.0
S
57
93.9
98.0
15.00
211.5
O
57
50.4
47.0
3.30
133.0
N
57
29.0
25.0
1.30
75.0
D
57
15.6
14.6
3.00
49.8
2.2.2. Анализ периодичности


Вывод. В ряду осадков наблюдается циклический тренд (вероятный период - около 25 лет), с некоторой тенденцией к снижению. При этом существенных изменений уровня осадков не произошло. На сезонный ход приходится около 61% варьирования данных (т.е. сезонный ход более контрастен и выражен по сравнению с Тернеем). Самый влажный месяц месяц август, самый сухой - февраль. На фоне циклического тренда есть тенденция к проявлению квазипериодических колебаний с периодами около 3 и 9-10 лет. Периодичность наблюдается так же в осадках января (ок. 2-4 лет), мая (3, 12 лет), августа (3 года), сентября (10 лет) и декабря ( 3 года).

2.3. Высота снежного покрова

Динамика накопленной за сезон суммы высот снежного покрова (см) с нелинейным трендом (пунктир)

2.3.1. Анализ сезонности

Вероятность наличия снежного покрова по декадам

Медиана высоты снежного покрова по декадам

Максимальный уровень снежного покрова за весь период наблюдений по декадам

2.3.2. Анализ периодичности

Спектр ряда без изъятия тренда


Выводы. В ряду динамики высоты снежного покрова отчетливо выделяется нециклический тренд с максимумом в конце 30 - начале 40-х и в конце 70-х годов. Минимум пришелся на начало 50-х годов. Сезонный ход высоты снежного покрова характеризуется а) наибольшей вероятность наличия снежного покрова со 2-й декады ноября по 1-ю декаду апреля, б) 50%-я вероятность образования снежного покрова наступает между 3-й декадой октября и 1-ой декадой ноября, а аналогичная вероятность его исчезновения - между 3-й декадой апреля и 1-ой декадой мая, в) наиболее высокий снежный покров формируется в феврале-марте и держится по первую декаду апреля, г) нередко ранее выпадение снега в 1-ой декаде октября с последующим стаиванием. Таким образом, помимо большей высоты по ср. с Тернеем, снег в этом районе и сходит более с запозданием почти на месяц. В многолетней динамике снежного покрова помимо нециклического тренда присутствуют слабые неравномощные квазипериодические компоненты с периодами 3 (относительно слабая составляющая) и 7 лет.

3. Синанча (восточный макросклон)

температурный ряд набит не полностью

3.1 Осадки


3.1.1. Анализ сезонности

О Ц Е Н К А С Е З О Н Н О Й М О Д Е Л И

Аддитивная модель. Модель: X(t) = C + S(t) + err (t)

Константа: 61.19

Д И С П Е Р С И О Н Н Ы Й А Н А Л И З

Степ.своб. Сумма

Квадр

Средн

Квадр

F-знач. Вероятн.
Модель 11 846710 76974 41.174 0.0000
Остатки 604 1129200 1869.5
Всего 615 1975900
Подправл.R^2: 0.4181
R^2: 0.4285
А Н А Л И З О С Т А Т К О В:
Среднее остатков: 0.Станд. ошибка остатков: 42.814. Максим. абс. ошибка: 194.91. Время максим. ошибки: Сен 1943

Статистика Дарбина-Уотсона: 1.771


Месяц
N
M
Med
Min
Max
J
51
18.63
15.00
0.000
87.00
F
52
15.50
12.00
0.000
79.00
M
52
29.82
26.50
2.000
146.00
A
52
46.50
35.00
6.000
212.00
M
52
70.49
69.00
12.000
142.00
JN
51
84.92
80.00
15.000
233.00
JL
51
117.18
103.00
15.000
274.00
AV
51
119.67
101.00
12.000
301.00
S
51
108.09
86.00
20.000
303.00
O
51
63.60
45.90
0.000
238.00
N
51
40.25
31.00
0.000
233.00
D
51
21.34
21.00
0.000
56.33
3.1.2. Анализ периодичности


Вывод. В ряду осадков наблюдается циклический тренд. При этом существенных изменений уровня осадков не произошло. На сезонный ход приходится около 43% варьирования данных. Самые влажные месяцы июль и август, самый сухой - февраль. В динамике годовой суммы осадков не выявлено каких-либо существенных периодических составляющих (случайный процесс). Периодичность наблюдается только в осадках ноября (4 года).

3.2.1 Высота снежного покрова

3.2.2. Анализ сезонности

Вероятность наличия снежного покрова по декадам

Медиана высоты снежного покрова по декадам

Максимальный уровень высоты снежного покрова по декадам

3.2.3. Анализ периодичности


Выводы. В ряду динамики высоты снежного покрова имеется нециклический тренд. Минимум пришелся на конец 50-х - начало 60-х годов. Сезонный ход высоты снежного покрова характеризуется а) наибольшей вероятность наличия снежного покрова с 1-й декады декабря по 3-ю декаду марта, б) 50%-я вероятность образования снежного покрова наступает в 1-ой декаде ноября, а аналогичная вероятность его исчезновения - между 2 и 3-й декадой апреля, в) наиболее высокий снежный покров формируется к февралю-началу марта и держится до 2-ой декаде марта. В многолетней динамике снежного покрова помимо нециклического тренда не присутствуют квазипериодические компоненты.