Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Изменения циркуляционного режима северного полушария на основе данных инструменталшых наблвдений давления воздуха 10
Глава 2. Эмешржо-статистический анализ поля давления на уровне моря. 28
2.1. Характеристика используемого материала и контроль данных 28
2.2 Основные задачи эмпирико-статистического анализа 34
2.3. Средние полушарные характеристики поля давления над северным полушарием 40
Глава 3. Особенности географического распределения статистических характеристик поля давления на уровне моря и составлящих его градиента 58
3.1. Среднее многолетнее поле давления 59
3.2. Внутримесячная изменчивость давления воздуха , нэ. уровне моря 73
3.3. Особенности пространственного распределения составляющих горизонтального градиента и меяссуточных изменений давления воздуха 79
Глава 4. Многолетние изменения циркуляционного и температурного режима над северным полушарием 87
4.1. Пространственно-временные изоплеты многолетних средних и средних квадратических отклонений характеристик, осреднённых по широтным кругам 87
4.2. Вековые изменения характеристик температурного и циркуляционного .режима северного полушария .. 98
4.3. Региональные особенности многолетних изменений характеристик температуры воздуха,давления и геопотенциала H QQ над северным полушарием 115
Глава 5. Использование данных давления воздуха на уроше моря в шзико-статистических схемах прогноза 126
5.1. Статистическая схема прогноза малой'заблаго-временности,учитывающая историю процесса 127
5.2. Испытание прогностической информативности характеристик давления воздуха в рамках схемы групповых аналогов 137
Заключение 148
Литература 153
- Изменения циркуляционного режима северного полушария на основе данных инструменталшых наблвдений давления воздуха
- Средние полушарные характеристики поля давления над северным полушарием
- Особенности пространственного распределения составляющих горизонтального градиента и меяссуточных изменений давления воздуха
- Вековые изменения характеристик температурного и циркуляционного .режима северного полушария
Введение к работе
В решениях ХХУІ съезда КПСС подчеркивалось,что необходимо сосредоточить усилия на следующих важнейших проблемах в области естественных наук:изучение строения,состава,эволюции Земли,биосферы,климата,Мирового океана с целью рационального использования их ресурсов, совершенствования методов прогнозирования погоды и других явлений природы,повышения эффективности мероприятий в области охраны окружающей среды. Выполняя решения съезда,советские учёные и широкие круги общественности всё больше внимания уделяют проблеме "человек и природа". Наукой установлено,что на протяжении всей истории Земли климат её претерпевал значительные изменения.Даже за сравнительно короткий интервал времени,в течение которого существует мировая сеть метеорологических станций,имели место существенные изменения глобального климата.Изменения климата обычно сопровождаются нарушением наблюдаемой повторяемости крупномасштабных изменений погоды. В последнее время всё чаще появляют-. ся сообщения об аномальных условиях, отмечавшихся в тех или иных районах земного шара,которые нередко приводят к большому материальному ущербу,влияют на социальную и экономическую жизнь миллионов людей разных стран. Усиливающееся в условиях научно-технического прогресса влияние человека на окружающую среду становится важным фактором изменения климата. Существуют опасения, что расширение деятельности человека на Земле может привести к значительным региональным и даже глобальным изменениям климата. Всё это позволяет считать,что задача получения и анализа информации . о текущих ( за последнее столетие ) изменениях климата,факторах}прямо или косвенно связанных с этими изменениями^является одной из актуальнейших проблем современ* ной науки об атмосфере.
Создание мировой сети станций наблюдений позволяет проводить исследования климата над северным полушарием за период около ста лет. Это относится,однако, к метеорологическим величинам,характеризующим состояние нижнего слоя атмосферы: температура воздуха, давление,осадки. Температура воздуха у поверхности земли в первую очередь используется как индикатор текущего климата. В настоящее время получены надежные оценки изменений температурного режима в глобальном и региональном масштабах,установлено увеличение глобально осредненной температуры воздуха над северным полушарием с максимумом в 40-ых годах ХХ-ого века,которое затем сменилось противоположной тенденцией.
Необходимость понимания механизма динамики климата,роли отдельных климатообразующих факторов и оценки будущих его изменений требует детального изучения совокупности процессов,определяющих общую циркуляцию в атмосфере и океане. Значительному прогрессу в изучении механизма атмосферных процессов способствовала разработка моделей циркуляции атмосферы,тем не менее, имеется ещё много нерешенных проблем,особо важное значение приобретает задача построения совместных моделей циркуляции атмосферы и океана.
Многочисленные эмпирические и статистические исследования циркуляции атмосферы способствовали разработке большого числа количественных показателей ( или индексов ) интенсивности циркуляции, которые нашли широкое применение как для выделения периодов с однородными климатическими условиями,так и при составлении прогнозов погоды. С целью получения количественных харак- теристик общей циркуляции атмосферы на практике широко используются данные давления воздуха на уровне моря. Барическое поле у поверхности земли формируется в результате различных атмосферных процессов, и его можно считать интегральным показателем особенностей циркуляции. Атмосферное давление является важ-нейшей характеристикой циркуляции атмосферы и её изменений ещё потому, что накоплен достаточно большой материал фактических данных инструментальных наблюдений до начала построения карт высотной топографии.
В 70-ых годах,по мнению многих ученых, в изучении климата произошли крупные сдвиги. Развитие климатологии,синтез смежных научных дисциплин,всё улучшающаяся глобальная информация и возможности вычислительной техники позволили сформулировать принципиально новое определение климата и методы его изучения. Только всесторонний и полный анализ всей климатической системы сделает возможным разработку и построение физических основ теории климата и методов его прогноза. Одной из важнейших задач при этом является изучение климата прошлого по данным инструментальных наблюдений и создание методов его статистического описания, которые позволяли бы выделять климатические тенденции различных пространственных и временных масштабов.
Настоящая работа посвящена исследованию структуры и изменчивости наблюдаемого климата на основе инструментальных наблюдений давления воздуха на уровне моря над северным полушарием. По данным ежедневных значений давления воздуха за весь имеющийся период инструментальных наблюдений рассчитаны параметры, определяющие характер и интенсивность циркуляции над северным полушарием:зональная,меридиональная составляющие горизонталь- ного градиента,модуль градиента, межсуточные изменения,индекс циркуляции Е.Н.Блиновой,аномалии давления,градиенты аномалий. Дальнейшая задача заключалась в получении оценок основных статистических характеристик ( средних,дисперсий,коэффициентов корреляций, параметров трендов ) для предложенных характеристик давления с различными масштабами пространственного и временного осреднения, выявлении тенденций многолетних изменений,оценки их прогностической информативности.
В главе I представлен обзор работ,посвященных изучению изменений циркуляционного режима северного полушария на основе данных инструментальных наблюдений давления воздуха на уровне моря.
Климатология крупномасштабной циркуляции ( глава II ) представлена характеристиками давления, осреднёнными над полушарием или отдельными широтными зонами ( индекс циркуляции Е.Н.Блиновой). Анализ статистической структуры этих характеристик,особенностей годового хода и многолетних изменений позволяют выявить наиболее общие закономерности циркуляции над северным полушарием и её изменений. В работе показано, что знак коэффициента линейного тренда давления воздуха,осреднённого над полушарием в зоне 20-85 с.ш в целом за год для периода наблюдений І89І-І979гг. отрицательный, что указывает на преобладающее перемещение воздушных масс северного полушария в более южные широты. Тенденция к уменьшению наблюдается для индекса циркуляции Е.Н.Блиновой и зональной составляющей горизонтального градиента давления,характеризующих степень интенсивности зонального переноса. Уменьшение зональности атмосферной циркуляции происходит при одновременном увеличении ( положительный знак линейного тренда ) модуля градиента,что свидетельствует об увеличении меридиональности процессов и в це-
2 лом изменчивости атмосферных процессов у поверхности земли. Согласно полученным оценкам для периода 1949-1979гг. тенденция к увеличению / изменчивости процессов сохраняется и усиливается в последний тридцатилетний период.
В главе III представлены данные географического распределения статистических параметров давления воздуха и его дифференциальных характеристик:средних,средних квадратических отклонений, параметров трендов. Впервые получены карты распределения внутримесячной изменчивости давления воздуха над северным полушарием,модуля горизонтального градиента,модуля градиента аномалий давления,которые позволяют представить основные закономерности их пространственной и сезонной изменчивости. Сопоставления данных двух многолетних периодов:1900-1939гг. и 1949-1979гг. подтверждают полученный в предыдущей главе вывод об увеличении изменчивости атмосферных процессов у поверхности земли,который получен также непосредственно по данным давления воздуха. Представленные характеристики несомненно полезны для изучения динамики климата и развития методов долгосрочного прогнозирования.
Выполненный в 17 главе совместный анализ многолетних изменений характеристик температурного и циркуляционного режимов позволил обнаружить ряд интересных особенностей.Имевшая место тенденция к похолоданию у поверхности земли в 70-ых годах сменилась противоположной тенденцией.Это^несомненно,одна из интереснейших особенностей текущего климата,принимая во внимание, что роль антропогенных факторов изменения климата быстро возрастает. Анализ региональных закономерностей изменений климата показал,что картина климатических изменений довольно сложна, зависит от масштаба пространственного осреднения дан- ных,что необходимо иметь в виду,опираясь на выводы,касающиеся глобально осредненных данных.Тенденции и амплитуды изменений характеристик температурного и циркуляционного режимов в большинстве случаев не сохраняются от месяца к месяцу и от сезона к сезону. Представляет интерес также отметить,что район ETC СССР характеризуется наибольшей климатической изменчивостью относительно других районов СССР.
В главе У дано описание схем прогноза поля приземного давления,реализованных с использованием регрессионной модели и метода групповых аналогов. При этом получены оценки прогностической информативности поля давления и его производных характеристик с различными масштабами пространственного и временного осреднения над северным полушарием, а также коэффициентов разложения по естественным ортогональным функциям.Оценки качества предлагаемых схем существенно выше,чем климатический или инерционный прогноз и полученные результаты могут быть использованы в прогностической практике.
Выполненный статистический анализ позволил охарактеризовать одну из составляющих климатической системы-атмосферу.Тем не менее удалось продемонстрировать необычайно сложную картину динамики климата. Основные результаты,полученные в работе t опубликованы автором в виде климатического атласа. Материалы представлены как в картографическом,так и табличном виде.Это даст возможность дальнейшего использования статистических параметров поля давления при исследованиях климата и разработке методов долгосрочного прогнозирования. При этом по мере развития знаний в области климатологии,возможно,интерпретация полученных данных будет претерпевать изменениян,но ценность обработанного первичного материала останется неизменной.
Изменения циркуляционного режима северного полушария на основе данных инструменталшых наблвдений давления воздуха
Интерес к проблеме климата в настоящее время неуклонно возрастает.Он вызвал целый ряд научных исследований почти по всем аспектам данной проблемы,особенно в области статистического анализа изменений глобального климата,моделирования пространственной и временной структуры климатических параметров. В последнее десятилетие появились публикации обобщающих документов о состоянии дел в области климатических исследований: отчет о Международной научной конференции ПИТАЛ по климату, состоявшейся в 1974 году [67,68J ,ряд обзоров,касающихся самых различных вопросов этой проблемы [37,65,66 J . По инициативе ЕМО и ряда международных организаций в 1979 году в Женеве состоялась Всемирная конференция по климату,где была разработана международная климатическая программа,координирующая усилия ученых всего мира в решении столь актуальной проблемы. Общеизвестно определение климата как совокупности погодных условий,осредненных во времени,в отличие от погоды,определяемой текущими значениями метеорологических величин. При этом если погодные условия обладают большой изменчивостью,то климатические характеристики более устойчивы,хотя и они испытывают нерегулярные изменения местного и глобального характера. В процессе развития климатологии это понятие претерпевало изменения и можно указать ряд различных определений климата [8,48 J. В настоящее время оно существенно расширилось и понятие климат вводится с помощью рассмотрения климатической системы, состоящей из взаимодействующих физических компонентов ( атмосфера, океан,криосфера, поверхность суши,биосфера). Под климатом понимают статистический ансамбль состояний,который климатическая система проходит за продолжительный,но конечный период времени,достаточный для того,чтобы определить его статистические свойства.Выбор временного масштаба климатической системы также входит в определение климата кация параметров атмосферы и океана в зависимости от временного масштаба дана в работе[47 ,затем в исследовании 16 она была детализирована в целях изучения изменчивости параметров климатической системы. Согласно этой классификации,колебания с масштабом времени менее 3 недель включают: микрометеорологическую изменчивость с масштабом времени от долей секунды до минут; мезометеорологическую изменчивость от нескольких минут до часов; изменчивость,соответствующую синоптическим процессам от нескольких часов до 2-3 недель. Верхняя граница последнего интервала времени включает масштаб, соответствующий предсказуемости индивидуальных синоптических процессов. Колебания с масштабом времени от 3 недель до нескольких десятилетий характеризуют внутриклиматическую изменчивость или флуктуации климата.
Внутри этого временного масштаба выделяют: мелкомасштабные климатические флуктуации с масштабом времени от одного до трёх месяцев,которые представляют годовой ход климатических параметров; среднемасштабные климатические флуктуации отполугодия до2-3 лет; длительные климатические флуктуации от 2 до 5-6 лет. За верхнюю границу масштаба времени внутриклиматических колебаний принято три десятилетия.Колебания с временным масштабом превосходящим три десятилетия,характеризуют изменения климата. В масштабах изменения климата вводятся следующие понятия: межвековая изменчивость; изменчивость типа ледникового периода ( 10-10 лет ); изменчивость,связанная с ледниковыми периодами ( более 10 лет); Таким образом,внутриклиматическая изменчивость отражает межгодичные колебания внутри интервала в несколько десятков лет,за который определяется климат ,и является характеристикой наблюдаемого климата. Что же касается изменений климата,то они определяются как различия между климатическими характеристиками,полученными " за разные многолетние ( несколько десятилетий ) периоды наблюдений. Учитывая, что исторический ряд наблюдений за атмосферой,пригодный для исследований климата,насчитывает примерно 100 лет,имеется реальная возможность для эмпирического описания структуры современного ( за последнее столетие ) климата атмосферы,а также для ее внутриклиматической изменчивости. Климатические исследования прошлых десятилетий ограничивались,главным образом, сбором и накоплением информации. В последнее десятилетие большое внимание ученых привлекает вопрос разработки методов определения климатических условий будущего.Для решения этого вопроса первостепенное значение имеет выяснение причин естественных изменений климата. Хотя эти причины интересовали многих исследователей,в настоящее время не имеется общепризнанного мнения о физическом механизме изменений как современно го климата, так и климата в прошлом. Несомненным можно считать,что технический прогресс влияет на климат и приводит к нарушению естественной динамики глобального климата. Однако и в этой области знаний существует значительное число неопределенностей,которые могут быть устранены в ходе большой научной работы,результатом которой должна явиться программа специальных наблюдений за соответствующими пара -метрами.
Средние полушарные характеристики поля давления над северным полушарием
В целях исследования наиболее общих закономерностей изменения глобального климата используются статистики глобальных ( или полушарных ) данных. Такой анализ достаточно полно выполнен для температурного режима у поверхности земли. Проведены оценки масс атмосферы северного и южного полушарий на основе данных о давлении на уровне моря 31 , 32 , 55 J . Несмотря на трудности,связанные с недостатком данных в южном полушарии,эти оценки представляют большой интерес, так как позволяют представить особенности циркуляции, обусловленные межполушарным перераспределением масс воздуха и связанных с ними аномалий погодных условий.
Ниже представлены результаты статистического анализа характеристик давления, осредненных над северным полушарием: давления воздуха,оередненного в широтном поясе 20-85 с.ш. ( Е Р ),составляющих градиента давления, осредненных в широтном поясе 30 -80ис.ш. индекса циркуляции Е.Н. Блиновой ( J WOO ) в широтном поясе 40-65 о.ш. Перечисленные производные характеристики давления отражают интенсивность зональной ( Гл Р / D 1000 ) и меридиональной ( Гц Р ) циркуляции , а также в целом степень интенсивности циркуляции на основе данных о давлении воздуха на уровне моря. Известно,что интенсивность зональной составляющей циркуляции атмосферы определяется прежде всего термическим контрастом полюс-экватор и имеет хорошо выраженный годовой ход с максимумом в те месяцы,когда температурные различия между полярными и экваториальными областями Земли становятся наибольшими. Меридиональная составляющая отражает интенсивность меридионально." го обмена или интенсивность цикло-и антициклогенеза вдоль широтных. ; географических кругов. В отличие от зонального индекса она служит мерой возмущенности циркуляции атмосферы от нормальных условий.
В табл. 3-5 представлены данные о годовом ходе средних многолетних величин давления воздуха (Е Р) , модуля градиента ( Е ГР ), индекса циркуляции Е.Н. Блиновой ( J1000 ),их средних квадратических отклонений, а также параметров трендов.Как следует из таблицы,средние значения всех рассматриваемых характеристик имеют хорошо выраженный годовой ход. Максимальные значения давления и модуля градиента давления наблюдаются зимой,минимальные - в летний период. Для зонального индекса циркуляции ( JI000 ) эта зависимость имеет более сложный вид. Термические контрасты между материками и океанами достигают своего минимума в переходные сезоны. Это обстоятельство должноопределить усиление зональной циркуляции в апреле и октябре. В действительности максимум зональной циркуляции наблюдается в осенне-зимний период,поскольку интенсивность зональной циркуляции зависит также от изменения контрастов между экватором и полюсом. Полученные оценки хорошо согласуются с данными, опубликованными в работах 5 5%где проанализированы данные годового хода индекса J1000, а также средние широтные характеристики давления воздуха.
Средние квадратические отклонения также имеют хорошо выраженный годовой ход с максимумом в зимний сезон и минимумом .в летний. Представленные в табл. 3-5 оценки параметров трендов характеризуют тенденции многолетних изменений циркуляции атмосферы. В течение периода I89I-I979 гг. индекс циркуляции Зі000 характеризуется отрицательным знаком линейного тренда для большинства месяцев года. Исключение составляют май,июнь,октябрь. Максимальные значения коэффициента линейного тренда наблюдаются в январе и феврале и составляют 0,60-0,68 гПа ,что означает уменьшение зонального индекса,равное 0,60-0,68 гПа на 10 лет. Полученные оценки свидетельствуют об ослаблении зонального переноса в течение рассмотренного периода. Подтверждением этого результата является оценка многолетних изменений температурного градиента над северным полушарием,полученная в работе f26 J . В течение периода I89I-I976 гг. наблюдалось уменьшение температурного градиента, что определяет в значительной мере интенсивность зональной циркуляции.
Следует отметить также,что вклады дисперсии тренда в межгодичную дисперсию ряда 31000 невелики,даже для аппроксимации полиномом пятой степени лишь в отдельные месяцы превышает 25 $.Это объясняется большими значениями средних квадратических отклонений, достигающими в зимние месяцы 6-7 гПа.
Особенности пространственного распределения составляющих горизонтального градиента и меяссуточных изменений давления воздуха
Карты географического распределения над северным полушарием эмпирических статистик составляющих градиента давления на уровне моря ( зональной,меридиональной,модуля градиента давления, его аномалий,градиентов аномалий давления и межсуточных изменений ) рассчитаны для всего имеющегося периода наблюдений. Большинство из них опубликованы в виде атласа климатических характеристик давления воздуха над северным полушарием. Для более короткого периода наблюдений составляющие геострафического ветра ( зональная и меридиональная ) на изобарической поверхности ЮООгПа получены в работах [33,34j . Более полные данные, однако, позволят расширить знания физических свойств атмосферы, её климатической изменчивости и будут иметь практическое применение в задачах синоптической климатологии и совершенствования методов прогноза погоды.
Рассмотрим особенности пространственных и сезонных изменений эмпирических статистик,в том числе средних месячных значений, средних квадратических отклонений и параметров трендов составляющих градиента давления воздуха. Зональная и меридиональная ( ГдР и Г уР ) составляющие градиента вычислялись в каждой точке регулярной сетки над северным полушарием как разности значений давления воздуха вдоль параллели ( при этом за положительное принято направление с запада на восток ) и вдоль меридиана ( за положительное принято направление с севера на юг ).Напомним,что независимо от шага параллели (4"f ) и меридиана ( д}\) составляющие горизонтального градиента приводились к расстоянию 10 меридиана ( III0 км ). На картах средних многолетних значений зональной и меридиональной составляющих хорошо прослеживаются сезонные изменения распределения давления, обусловленные влиянием подстилающей поверхности.Облнсти максимальных значений градиентов связаны с перифериями основных сезонных центров действия атмосферы.Зимой интенсивный поток с востока на запад ( отрицательные значения зональной составляющей градиента давления ) наблюдается на западной периферии Исландской и Алеутской депрессий.Максимальные значения положительного зонального градиента давления наблюдаются соответственно на восточной периферии соответствующих зимних океанических депрессий.Абсолютные значения зональной ( отрицательной ) составляющей градиента достигают 10 гПа на 10ме-ридиана,положительной до 9 гПа.Летом наблюдается уменьшение зональной составляющей градиента давления.Максимальные значения в июле не превышают 4-6 гПа на юЧдеридиана и связаны с перифериями летних океанических центров действия высокого давления.Поля средних квадратических отклонений зональной составляющей характеризуются хорошо выраженной зональностью,при этом наблюдается увеличение изменчивости от южных широт ле северным. Максимальные значения средних квадратических отклонений расположены над океанами в зимний сезон. Интенсивность Атлантического очага ослабевает от 9гПа зимой до 5 гПа летом,Тихоокеанского от 6 гПа зимой до 2 гПа летом. Для всех месяцев года в целом для периода І89І-І979гг. площадь,занятая отрицательным трендом несколько больше,чем положительным,однако вклады квад-ратического тренда в полную межгодичную дисперсию ряда незначительны, лишь в северных широтах в виде отдельных очагов наблюдаются области,для которых этот вклад превышает 20%.
Области максимальных значений меридиональной составляющей горизонтального градиента давления наблюдаются соответственно на северной и южной перифериях зимних океанических депрессий. Абсолютные значения максимумов достигают II гПа наІСгмериди-эна,что позволяет сделать вывод о сопоставимости у поверхности земли скоростей зонального и меридионального переноса. Летом интенсивность меридиональных потоков убывает и связана с летними океаническими антициклонами ( положительные значения )f а также Азиатской депрессией ( отрицательные значения ). Поля средних квадратических отклонений меридиональной составляющей давления также характеризуются максимальными значениями над океанами и уменьшением изменчивости меридиональных процессов от зимы к лету.Площади,занамаемые положительным и отрицательным трендом,сопоставимы между собой для всех месяцев года,а вклады в полную межгодичную дисперсию ряда несущественны.
Географическое распределение средних квадратических межсуточных изменений давления воздуха на уровне моря во многом напоминают распределения средних квадратических отклонений давления за соответствующий месяц I 61 I. Наиболее характерной особенностью является тенденция к увеличению значений межсуточных изменений давления от южных широт к северным.Слабые сезонные колебания температуры в южных широтах определяют высокую устойчивость атмосферной циркуляции у земли и,следовательно, небольшие значения межсуточных изменений давления для всех месяцев года. Наибольшие значения наблюдаются в умеренных широтах, при этом зональность в распределении межсуточных изменений давления нарушается и изолинии образуют замкнутые очаги.
Вековые изменения характеристик температурного и циркуляционного .режима северного полушария
Более детальный анализ данных о климатической изменчивости атмосферы получен на основе анализа зонально осреднён-ных величин,представленных различными широтами над северным полушарием. В таблицах 9-14 помещены оценки эмпирических статистических характеристик январских и июльских попей температуры воздуха, давления воздуха и геопотенциала Н500 как для отдельных широт,так и в целом по широтному поясу 30-80 с.ш. ( Е ) за период І949-І979ГТ. Таблицы включают средние зна-чения ( Е ) ,средние квадратические отклонения ( 5 ),коэф фициенты kL линейной аппроксимации тренда С74 =Ао + А и $-, полученные методом наименьших квадратов,а также оценки относительных дисперсий трендов ±) в п. /-Z7 ( в процентах от пол. -ной дисперсии рассматриваемого ряда ) при использованиии аппроксимирующих полиномов порядка П ,где /г меняется от I до 5. Средние значения и средние квадратические отклонения даны для температуры воздуха, давления воздуха и геопотенциала соответственно в градусах Цельсия,гПа, и дамах. Градиенты всех характеристик на всех широтах рассчитаны на 10 меридиана ( ШОкм ), а коэффициенты трендов приведены в соответствующих единицах на 10 лет. Многолетние изменения представлены широтами 70 ,55 и 40 с.ш. для января и июля и в целом за год. Отметим некоторые сезонные особенности трендов.Понятно,что они не противоречат выводам,полученным при анализе пространственно-временных изо-плет,представленным на рис.15-18.Тенденция к похолоданию у поверхности земли выражена в большей степени зимой,когда она про слеживается на всех широтах и больше по абсолютной величине. Изменения давления воздуха зимой и летом характеризуются положительным трендом в высоких широтах,но отрицательным в низких и для широтного пояса 30-80.ш. Тренд геопотенциала Н500 зимой положителен в северных широтах,что определяет его знак в целом для широтного пояса 30-80.ш. ( 0,06 дам/10 лет ),хотя в умеренных широтах знак его отрицательный. Летом знак тренда отрицательный на всех широтах и в целом для широтного пояса 30-80 с.ш. Оценки трендов градиентов температуры воздуха, давления воздуха для обоих сезонов совпадают по знаку ( положительны для давления,но отрицательны для температуры ). Следует отметить также полное соответствие в знаках трендов зимой и летом для зонально-осреднённых значений аномалий температуры воздуха Е (У Т) I2 ,её внутриширотной изменчивости S"T; градиента аномалий Е Г V Т
Для модуля градиента давления Е ( IT ) зимой на всех широтах и в целом в широтном поясе 30-80 с.ш. наблюдаются положительные тренды. При этом оценки относительных дисперсий трендов значительны,особенно в северных широтах. Модуль градиента геопотшщиала характеризуется для обоих сезонов положительным знаком тренда в южных широтах,что определяет его знак в целом для широтного пояса 30-80 с.ш. Следует отметить также соответствие в знаках трендов аномальности геопотенциала /Е (V H Т \ъ и градиента аномальности Е ( Г У% ) , которое наблюдается для обоих сезонов,в то время,как для остальных характеристик высотной циркуляции общих закономерностей в тенденциях климатических изменений зонально-осреднён ных величин не обнаружено. Многолетние изменения среднегодовых величин основных характеристик температурного и циркуляционного режимов представлены на рисунках 19-23,где кроме фактических значений показана аппроксимация кубическим трендом каждого временного ряда, сглаженного по скользящим пятилетиям. Несмотря на небольшой период наблюдений, полином третьей степени оказался наиболее подходящим для аппроксимации,так как почти для всех характеристик на рассматриваемом отрезке времени наблюдается более одного максимума или минимума. Дальнейшее увеличение степени аппроксимирующего полинома чаще всего не приводит к существенному увеличинию точности аппроксимации. В среднем за год для среднеширотных значений температуры характерны отрицательные значения коэффициентов А линейного тренда, при этом максимальное похолодание наблюдается в высоких широтах ( в частности, для 70и с.ш. значение к\ составляет -0,21 /10 лет ). Вклад дисперсии линейного тренда в полную межгодичную дисперсию ряда значителен на всех широтах,при этом максимум ( 40 % ) приходится на широту 40 . Тенденция к похолоданию у поверхности Земли,обнаруженная в начале пятидесятых годов XX века и отмечавшаяся позднее рядом авторов 14,99 продолжает сохраняться,представляя одну из наиболее интересных особенностей температурного режима рассматриваемого периода. Это свидетельствует о том,что естественные изменения температуры в сторону похолодания проявляются в данный период сильнее,чем антропогенные воздействия,способствующие потеплению.
