Сопроводительные слайды к выступлению

ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА
КАЗАХСТАНА
НИИ Проблем экологии КазНУ им. аль-Фараби.
д.г.н., доцент Чередниченко Александр В
к.г.н. Чередниченко Алексей В.
д.г.н., проф. Чередниченко В.С.
Временной
ряд
температуры,
осредненный для территории Казахстана,.
Для
построения
графика
были
выбраны восемь длиннорядных станций,
равномерно расположенных по территории
Казахстана.
Интегральная разность средних годовых температур на станциях,
относящихся к одному району (район 1).
Интегральная разность средних годовых
температур на станциях, относящихся к разным
районам (районы 1 и 2).
Усть-Каменогорск, Уральск
8,0
4,0
2,0
0,0
-2,0
-4,0
-6,0
Уральск
Полиномиальный (Усть-Каменогорск)
Усть-Каменогорск
Полиномиальный (Уральск)
1996
1991
1986
1981
1976
1971
1966
1961
1956
1951
1946
1941
1936
1931
-8,0
1926
отклонения от средних
годовых температур
6,0
года
Жаркент
12,0
11,5
11,0
Температура, С
10,5
10,0
9,5
9,0
8,5
8,0
7,5
1999
1996
1993
1990
1987
1984
1981
1978
1975
1972
1969
1966
1963
1960
1957
1954
1951
1948
1945
1942
1939
1936
7,0
Годы
Среднегодовая темепература
Среднее многолетнее
Полиномиальный (Среднегодовая темепература)
Семипалатинск
6,0
4,0
3,0
2,0
1,0
Средняя годовая температура воздуха
Среднее многолетнее
Полиномиальный (Средняя годовая температура воздуха)
1999
1996
1993
1990
1987
1984
1981
1978
1975
1972
1969
1966
1963
1960
1957
1954
1951
1948
1945
1942
1939
0,0
1936
Температура, С
5,0
Года
Пример временного хода
средней годовой
температуры по станциям
Жаркент и Семипалатинск
(район 1).
Результаты районирования территории Казахстана
по характеру изменения температуры в ХХ веке.
о
С
Павлодар
6,0
5,0
1996
1991
1986
1981
1976
1971
1966
4,0
1961
-1,0
1936
0,0
5,0
1956
1,0
6,0
1951
2,0
7,0
1946
3,0
8,0
Годы
3,0
1999
1996
1993
1990
1987
1984
1981
1978
1975
1972
1969
1966
1963
1960
1957
1954
1951
1948
Годы
Среняя годовая температура воздуха
Средняя многолетняя температура воздуха
Полиномиальный (Среняя годовая температура воздуха)
Жаркент
12,0
11,5
11,0
10,5
о
Температура, С
Казалинск
С
12,0
11,0
10,0
9,5
9,0
8,5
10,0
8,0
9,0
7,0
8,0
Среднегодовая темепература
Среднее многолетнее
Полиномиальный (Среднегодовая темепература)
7,0
2005
1996
1987
1978
1969
1960
1951
1942
1933
1924
1915
1906
1897
6,0
Годы
1999
1996
1993
1990
1987
1984
1981
1978
1975
1972
1969
1966
1963
1960
1957
1954
1951
1948
1945
1942
1939
1936
7,5
1888
1945
1942
1939
2,0
1936
Температура, С
9,0
1941
4,0
Уральск
Годы
•
•
•
•
Для характеристики колебаний атмосферной циркуляции авторы
использовали три индекса. Первый из них, это индекс северо-атлантического
колебания NAO (North Atlantic oscillation), второй и третий – индексы Багрова
и Токарева соответственно.
Индекс NAO характеризует интенсивность зональной циркуляции над
Атлантическим океаном, регулируемую Исландским минимумом и Азорским
антициклоном. Индекс NAO был подвержен сглаживанию и приведен к
стандартной размерности индексов циркуляции Каца.
Второй показатель iз
характеризует степень зональности циркуляции
атмосферы непосредственно над Европой он представляет собой средние
сезонные значения индекса зональной циркуляции А.Л.Каца в широтной зоне
Ни один из этих индексов не характеризует в полной мере циркуляцию над
Атлантикой и Европой, кроме того, не учитывается влияние Сибирского
антициклона, что мы тоже постоянно отмечаем, и полярного центра действия.
Поэтому авторы [12] предложили третий интегральный показатель
зональности циркуляции, объединяющей два названных выше:
•
ЗОН = 0,5 (N АО + iз)
•
• Величина этого индекса рассчитана за период с 1898 г. по 2000 г., что дало
возможность проанализировать причины климатических колебаний в
течение ХХ века, как следствие особенностей зональной циркуляции.
Временной ход индексов ЗОН, iз и средней по
Казахстану температуры в течение ХХ века.
1-ЗОН; 2 - iз.
Временной ход
индексов ЗОН, iз и
годового
количества осадков
на станциях
Кокшетау и Темир.
1-ЗОН; 2 - iз.
Для исследований циркуляций рекомендуется использовать параметрами или
индексами аномальности: Н.А.Багрова и В.Г. Токарева [107]. Параметр
аномальности Н.А. Багрова, КБ рассчитывается по формуле:
где – аномалия температуры в точке i;
– среднее квадратическое отклонение температуры в той же типе i;
N – число точек.
Можно видеть из (9), что параметр аномальности Багрова учитывает только
величину аномальности и он всегда положительный.
Параметр аномальности Токарева, однако, позволяет учитывать и величину и
знак аномальности, потому что он рассчитывается по формуле:
Где N – число точек с положительной аномалией;
М – число точек с отрицательной аномалией;
Для Атлантико-Европейского региона были рассчитаны величины и построен
временной ход обоих параметров аномальности за период с 1958 по 2001 гг.
Многолетние изменения индексов
Токарева (1) и Багрова (2) и временной
ход температуры для станций Темир,
Казалинск, Семипалатинск
Многолетние изменения индексов
Токарева (1) и Багрова (2) и временной
ход осадков для станций Темир,
Казалинск, Семипалатинск
•
•
•
•
•
•
•
По результатам работы было выполнено районирование территории, по характеру
изменения климата в прошедшее столетие и показано, что нельзя однозначно говорить о
однозначно - направленном изменении климата на территории Казахстана, в разных
регионах, он изменяется по разному.
Показано, что такие изменения могут происходить только под воздействием общей
циркуляции атмосферы.
Были изучены генеральные параметры характеризующие интенсивность циркуляции в
первом естественном синоптическом районе, такие как параметр NAO и критерий Каца,
которые объеденные в один критерий ЗОН для территории Казахстана, дает хорошую
зависимость с ходом температуры и осадков.
Показано наличие синхронного хода температуры в Атлантико –Европейском секторе и на
всем Северном полушарии при весьма сложной пространственно-временной изменчивости
температуры воздуха не только у земли, но и на высотах.
Показано, что не только температура, но и осадки над территорией Казахстана тоже
находятся в синхронной, а иногда противофазой зависимости с процессами в Атлантико –
Европейском секторе.
Отклик на тот или иной тип циркуляции не обязательно следует мгновенно. Особенности
циркуляции одного сезона могут сказаться через несколько месяцев.
Естественно предположить, что связи, например, через температуру океанической
поверхности, могут быть и более дальними. Это и нарушает синхронность в изменении
индексов циркуляции и во временных рядах температуры и осадков
СОВРЕМЕННЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ
ВО ВРЕМЕННЫХ РЯДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
НАД КАЗАХСТАНОМ. НАЧАЛО ЦИКЛА
ПОХОЛОДАНИЯ
НИИ Проблем экологии КазНУ им. аль-Фараби.
д.г.н., доцент Чередниченко Александр В.
к.г.н. Чередниченко Алексей В.
д.г.н., проф. Чередниченко В.С.
• Распространение по территории Казахстана климатического
понижения температуры в сороковые-шестидесятые годы
прошлого века.
0,7
0,3
0,3
0,6
1,0
1,2
min
4050г
0,8
0,5
0,4
0,6
1,0
1,0
max
6575г
0,3
0,1
0,4
0,2
0,1
0,3
Экстремумы
min
max
Вековая
0,5
80- 2003г гармоника веков.гарм.,
90г
годы
0,3
1,2
2,3
60
0,3
0,7
2,0
54
0,4
1,1
2,1
51
0,3
0,1
2,4
53
0,1
1,5
2,4
51
0,2
1,0
1,8
50
0,9
0,6
0,9
0,5
0,1
0,1
0,2
0,1
0,3
1,0
2,9
2,7
50
50
0,2
0,3
0,8
0,2
0,4
1,0
1,0
0,3
0,9
0,3
0,5
0,6
0,9
0,1
0,3
0,3
0,2
0,3
03
04
0,1
0,3
0,3
0,2
04
0,6
1,3
0,1
0,7
0,8
0,7
0,3
0,3
1,9
1,4
2,8
2,6
2,6
1,8
1,7
42
54
54
52
50
60
Станции
max
30-40г
Уральск
Иргиз
Караганда
Джезказган
Семипалатинск
УстьКаменгорск
Кзылорда
Аральское
море
Павлодар
Балхаш
Кустанай
Астана
Талдыкурган
Чимкент
Форт
Шевченко
Амплитуды климатических колебаний температуры (0С)
Распространение по территории Казахстана климатического понижения
температуры в восьмидесятые-девяностые годы прошлого века
Распространение по территории Казахстана похолодания, начавшегося в
первой декаде нынешнего века и сменившего глобальное потепление
Распространение по территории Казахстана потепления в
тридцатые-сороковые годы прошлого века
Распространение по территории Казахстана потепления в
шестидесятые-семидесятые годы прошлого века
Амплитуда вековой гармоники во временных рядах
температуры
Гармонический анализ индекса W.
Гармонический анализ индекса С.
Гармонический анализ индекса Е
• Понижение температуры имеет место при ослабленных или
близких к норме гармониках W и Е, но при выше нормы
гармониках типа С.
• Повышение температуры наблюдаются при ослабленных или
близких к норме величинах гармоник индексов W и С, но при
максимумах гармоник индекса Е.
• Полученные нами закономерности могут служить основной
для построения сценариев климатических колебаний
температуры на основе ожидаемого изменения индексов
макроциркуляции атмосферы.
Время наступления и величина похолодания, 0С (цифра
рядом с точкой). Знаком (+) отмечено потепление
Период,
годы
месяцы
1
2
3
3
4
+
+
5
6
7
+
+
+
+
+
+
+
10
+
28
+
+
12
+
+
+
+
+
+
+
+
+
43
+
73
+
+
+
+
33
11
+
23
>50
9
+
18
38
8
+
8
13
год
100
103
93
+
58
93
+
68
53
93(103)
Гармоники в рядах средней месячной температуры
• Процесс нынешнего похолодания, представленный
на рис, ясно указывает, что оно обусловлено в
первую очередь зимними процессами.
• Возможно и временные ряды температуры следует
конструировать не по среднегодовым величинам, а
отдельно, по крайней мере для зимнего и летнего
периодов. Это существенно сблизило бы условия
формирования таких сезонных рядов и повысило
бы их чувствительность к макропроцессам, сделав
более предсказуемыми.