Грозовая деятельность в Предкамье (стр. 4 из 6)
Рис.5
Асиметрия и эксцесс принимают свои наибольшие значения во второй декаде апреля (А=5,57; Е=31), т.е. во время минимальной грозовой активности. А в период максимальной грозовой деятельности характеризуются малыми значениями (А=0,13; Е=-1,42) (рис.6).
Рис.6
Станция Кзань-опорная:
На данной станции отмечается плавный рост и падение грозовой активности. Максимум длится с конца июня до середины августа, с абсолютным значением Ḡ=2,61 (рис.7).
Рис.7
Модальные значения выражены достаточно сильно, по сравнению с предыдущими станциями. Наблюдаются два основных максимума М=3 в третьей декаде июня и во второй декаде июля. В это же время достигают своих максимумов дисперсия и среднеквадратическое отклонение (Ϭ2=3,51; Ϭ=1,87) (рис.8).
Рис.8
Максимумы асиметрии и эксцесса отмечаются во второй декаде апреля (А=3,33; Е=12,58) и третьей декаде сентября (А=4,08; Е=17,87). Минимум наблюдался в третьей декаде июля (А=0,005; Е=-1,47) (рис.9).
Рис.9
Станция Кайбицы:
Максимальное среднее значение во второй декаде июня Ḡ=2,79. Наблюдается скачкообразный рост и плавное убывание грозовой активности (рис.10).
Рис. 10
Модальное значение принимает максимальное значение во второй декаде июня М=4. В это же время дисперсия и среднеквадратическое отклонение тоже максимальны (Ϭ2=4,99; Ϭ=2,23) (рис.11).
Рис.11
Асиметрия и эксцесс характеризуются исключительно большими значениями во второй декаде апреля (А=4,87; Е=24,42) и третьей декаде сентября (А=5,29; Е=28,00). Минимум отмечался в первой декаде июня (А=0,52; Е=-1,16) (рис.12).
Рис.12
Станция Арск:
На данной станции наблюдается два максимума грозовой активности, приходящиеся на вторую декаду июня и третью декаду июля Ḡ=2,02 (рис.13).
Рис.13
Максимумы дисперсии и среднеквадратического отклонения приходятся на вторую декаду июня, что совпадает с максимумом среднего значения грозовой активности (Ϭ2=3,97; Ϭ=1,99). Второй максимум грозовой активности (третья декада июля) сопровождается также большими значениями дисперсии и среднеквадратического отклонения (Ϭ2=3,47; Ϭ=1,86) (рис.14).
Рис.14
Отмечается исключительно большие значения асиметрии и эксцесса в первой декаде апреля (А=6,40; Е=41,00). В сентябре эти величины характеризуются также большими значениями (А=3,79; Е=13,59 в третьей декаде сентября). Минимум во второй декаде июля (А=0,46; Е=-0,99) (рис.15).
Рис.15
Станция Агрыз:
В связи с малым объемом выборки на данной станции судить о грозовой активности можем лишь условно.
Наблюдается скачкообразное изменении грозовой активности. Максимум достигается в третьей декаде июля Ḡ=2.92 (рис.16).
Рис.16
Хорошо выражено модальное значение. Наблюдается три максимума М=2 в третьей декаде мая, в третьей декаде июня и во второй декаде июля. Дисперсия и среднеквадратическое отклонение имеют по два основных максимума, приходящиеся на вторую декаду июня и на третью декаду июля и равные Ϭ2=5,08;Ϭ =2,25иϬ2=4,91;Ϭ=2,22 соответственно (рис.17).
Рис.17
Отмечается исключительно большие значения асиметрии и эксцесса во всех декадах апреля (А=3,61; Е=13,00). Два основных минимума: во второй декаде мая (А=0,42; Е=-1,46) и первой декаде июля (А=0,50; Е=-1,16) (рис.18).
Рис.18
Станция КГУ:
Максимум среднего значения приходится на вторую декаду июня и составляет Ḡ=1,90. Также можно отметить плавный рост и убывание грозовой активности (рис.19).
Рис.19
Мода достигает своих максимальных значений во второй декаде июня (М=2) и первой декаде июля (М=2). Дисперсия и среднеквадратическое отклонение принимают свои наибольшие значения в третьей декаде июля (Ϭ2=2,75;Ϭ=1,66) (рис.20).
Рис.20
В апреле и в сентябре асиметрия и эксцесс характеризуются исключително большими значениями: в первой декаде апреля – А=6,40; Е=41,00, в третьей декаде сентября – А=4,35; Е=17,79. Минимум асиметрии и эксцесса во второй декаде июля (А=0,61; Е=-0,48) (рис.21).
Рис.21
3.2 Анализ трендов
Неслучайная, медленно меняющаяся составляющая временного ряда называется трендом.
В результате обработки данных были получены уравнения тренда на семи станциях месячным данным (Таблицы 8-14). Расчеты проводились по трем месяцам: май, июль и сентябрь.
На станции Тетюши отмечается за многолетний период увеличение грозовой активности в весенние и осенние месяцы, и ее уменьшение в июле.
На ст. Лаишево в мае за многолетний период отмечается увеличение грозовой активности (b=0,0093), а в июле и сентябре ее уменьшение.
На станциях Казань-Опорная, Кайбицы и Арск во всех трех месяцах коэффициент b положителен, что соответствует увеличению гроз.
На ст. Агрыз, ввиду малого объема выборки, говорить о характере изменения интенсивности грозовой деятельности затруднительно, но можно отметить, что в мае и июле происходит уменьшение, а в сентябре – повышение грозовой активности.
На станции Казанского Государственного Университета в мае и июле коэффициент b положителен, а в сентябре имеет знак минус.
Максимален коэффициент b в июле на ст. Кайбицы (b=0,0577), минимален – в июле на ст. Лаишево.
3.3 Анализ регрессионной зависимости числа дней с грозой от чисел Вольфа
Расчеты проводились по центральному месяцу лета – июлю (Таблица15), таким образом, выборка составляла N=40 июлей с 1940 по 1980 года.
Проделав соответствующие расчеты, получили следующие результаты:
Вероятность доверия для коэффициента a на всех станциях практически нулевая. Вероятность доверия для коэффициента b на большинстве станций тоже мало отличается от нуля и лежит в промежутке 0,23≤b≤1,00.
Коэффициент корреляции на всех станциях ,за исключением ст. Агрыз, отрицателен и не превышает значения r=0,5, коэффициент детерминации на этих станциях не превышает значения r2=20,00.
На ст. Агрыз коэффициент корреляции положительный и самый большой r=0,51, вероятность доверия r2=25,90.
Заключение
В результате проделанной работы были получены следующие результаты:
1. Создан банк данных на технических носителях числа дней с грозой в декаду для Предкамья и чисел Вольфа.
2. Рассчитаны основные статистические характеристики числа дней с грозой. Анализ данных показал, что наибольшая грозовая деятельность на всех станциях Предкамья наблюдалась в конце июня – начале июля, следовательно, этот период является наиболее благоприятным для развития грозовой деятельности. Это объясняется тем, что июнь и июль считаются самыми теплыми месяцами лета, следовательно, в эти месяцы возрастает конвекция атмосферы, которые являются необходимыми условиями развития гроз.
3. Получены уравнения тренда для числа дней с грозой за месяц июль. Из анализа тренда следует, что в целом на всех станциях коэффициент b, из уравнения y=a+bt, невелик -0,06≤b≤0,06. Это говорит о том, что в рассматриваемый промежуток времени интенсивность грозовой деятельности менялась слабо.
4. Найдены параметры регрессионной зависимости числа дней с грозой и числами Вольфа. Получены коэффициенты корреляции и их вероятности доверия. Коэффициент корреляции практически на всех станциях отрицателен, что соответствует обратной связи между исследуемыми величинами.
Литература
1. Главач Г.А. Молния и человек / Г.А. Главач, В.А. Курланов. – Москва, 1972: – 68 с.
2. Горбатенко В.П. Влияние географических факторов климата и синоптических процессов на грозовую активность / В.П. Горбатенко, А.Х. Филиппов, Г.И. Мазуров, Г.Г. Щукин – Санкт-Петербург: Изд-во Томского ун-та, 2003 – С. 3-10.
3. Заводченков А.Ф., Переведенцев Ю.П. Грозы Урала и Поволжья, их прогноз / Изд – во Казан. ун-та, 1989: - 127 с.
4. Мучник В.М. Физика грозы / Гидрометеоиздат, 1974:351 с.
5. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология / Изд – во московского ун-та, 2001: 527 с.
6. Тудрий В.Д. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации / Изд-во КГУ, 2007 : 162 с.
Приложения
| Месяц | Декада | N | Ḡ | M | Ϭ2 | Ϭ | St. error | Min | Max | A | E |
| Апрель | 1 | 41 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 41 | 0,05 | 0 | 0,05 | 0,22 | 0,03 | 0 | 1 | 4,35 | 17,79 | |
| 3 | 41 | 0,20 | 0 | 0,31 | 0,56 | 0,09 | 0 | 2 | 2,79 | 6,59 | |
| Май | 1 | 41 | 0,39 | 0 | 0,34 | 0,59 | 0,09 | 0 | 2 | 1,23 | 0,62 |
| 2 | 41 | 0,78 | 0 | 0,98 | 0,99 | 0,15 | 0 | 3 | 0,95 | -0,29 | |
| 3 | 41 | 1,61 | 0 | 2,59 | 1,61 | 0,25 | 0 | 5 | 0,53 | -0,95 | |
| Июнь | 1 | 41 | 1,32 | 0 | 1,77 | 1,33 | 0,21 | 0 | 5 | 0,85 | 0,16 |
| 2 | 41 | 2,02 | 0 | 3,37 | 1,84 | 0,29 | 0 | 7 | 0,57 | -0,42 | |
| 3 | 41 | 20,7 | 2 | 2,67 | 1,63 | 0,26 | 0 | 6 | 0,93 | 0,67 | |
| Июль | 1 | 41 | 1,66 | 0 | 1,93 | 1,39 | 0,22 | 0 | 6 | 0,95 | 1,28 |
| 2 | 41 | 2,05 | 0 | 3,15 | 1,77 | 0,28 | 0 | 6 | 0,66 | -0,21 | |
| 3 | 41 | 1,63 | 0 | 2,14 | 1,46 | 0,23 | 0 | 6 | 0,73 | 0,38 | |
| Август | 1 | 41 | 1,78 | 0 | 3,33 | 1,82 | 0,28 | 0 | 7 | 0,86 | 0,06 |
| 2 | 41 | 1,36 | 0 | 1,29 | 1,13 | 0,18 | 0 | 4 | 0,40 | -0,82 | |
| 3 | 41 | 0,78 | 0 | 1,23 | 1,11 | 1,17 | 0 | 4 | 1,62 | 2,14 | |
| Сентябрь | 1 | 41 | 0,63 | 0 | 0,84 | 0,92 | 0,14 | 0 | 4 | 1,84 | 3,96 |
| 2 | 41 | 0,22 | 0 | 0,28 | 0,52 | 0,08 | 0 | 2 | 2,42 | 5,19 | |
| 3 | 41 | 0,12 | 0 | 0,11 | 0,33 | 0,05 | 0 | 1 | 2,40 | 3,95 |
Таблица 1.Статистические характеристики числа дней с грозой на ст. Тетюши 1940-1980 гг.