Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Особенности пространственно-временной изменчивости компонентов теплового баланса системы океан-атмосфера в северной части Тихого океана

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Особенности пространственно-временной изменчивости компонентов теплового баланса системы океан-атмосфера в северной части Тихого океана"

'л- .. ..

РОССМИСКЖ го^удыжжнай Г'1аР0,У£ТЕ0Р0Л0НР1Е'СКШ ИНСТИТУТ

ШШШШ1'0В Несолей Вглерьевич •

.. ооошшсгй язмшиэЬсти

ЙСЛШШЕШ'ОВ Tsuioboro БАЛАНСА СЙСТ£Ш ОКЕАН - АТМОСФЕРА В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ. ?1!ХСГО ОКЕАНА ,

■Я öö. Ок

Санкт-Петероург - IS92

Работа выполнена в Государственной ордена Октябрьской Революции морской академии имени ада. 0.0.Макарова

Научный руководитель -

доктор геграфических наук, профессор, действительный: член Академии Транспорта России

в.Н.Адамеяко

щициальные оппоненты: доктор географических наук Антонов А.Е.

кандидат географических наук Строкина Л.А.

Ведущая организация -Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Защита состоится ¿¿ЮИ-&- 1992 г. в"/^" час.

на заседании Специализированного Совета К.063.19.01 Российского государственного гидрометеорологического института отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, проси направлять по адресу: г.Санкт-Петербург, пр.Малоохтинский д.98 Ученому секретарю Специализированного Совета

С.диссертацией можно ознакомится в библиотеке Российског государственного гидрометеорологического института.

Автореферат разослан 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

А.В.Дикйняс

0ВД4Я ХДРАКТЕРЛСТЙКА РАЗОМ

Работа пэсвятена исследованию пространственной, сезонной и ногслэтней изменчивости компонентов теплового Задайся и апре-едястиг иг параметров'. в северной честя 'йпаго океана и их ¡¡и~ ической интерпретации. з связи с крухшомаситйбннм взншодвйст-ивм океана 2 атмосфера. ___

Изучение пространственной.:н. временной изменчивости лара-етров -теплового оалааса взето для решения следующих задяч:

- анализ сезонной и меггодовсй изменчивости гидрсмвтеоро- -огичвскнх процессов в океане и атмосфере;

- оценка факторов формирования крупномасштабных аномалий эгода и климата;

- верификация математических моделей. при решении задач терпи климата;

Все это определяет актуальность темы зсслэдоеззия.

Цель работы заключается в изучений а количественном аяали-э пространственной л временной изменчивости параметров тешю-эго баланса северной части Тигсго океана и ах формирования под зздейстгшм атаосфернкх. процессов.

Поставленная цель определила необходимость решения аяедую-ах задач: , .

I. Уточнение • ирадстаБ-яений о полюс и параметрах теплового аланса, в том числе определение масштабов знутригодового яаме-эяия потоков тзилв-в энергоактивнш: зеках океана (ЭАЗО) Курою и Калифорнийского' течения.

2- Анализ крушомгештаоных закономерностей- эволюции энер-эактхвгЕгз зон и выявлений -особенностей их пространственной ■^реацзации'-в зависимости от злиязкх. факторов.; •. '" "

3. Определенна связи отдельных состаалявдих теплового баланса друг С другом1 я соответствущими характеристиками динами-ческихи тепловых шлей системы океан - атмосфера.

4. Отаскаше долгосрочных ¿редакторов, позволяющих с упреждением от нескольких месяцев до нескольких лет, экстраполяцию некоторых из параметров и характеристик энерго- и массооб-мена (ЭМО) в системе океан - атмосфера. :

5. Приложение.некоторых результатов работы для выделения и оценки гидрометеорологических факторов, определяющих уловы лососевых США, Канады, Японии я России.

Научная новизна работы определяется следующим:

1. Выявлены многомерные статистические распределения температуры воды и воздуха, общего количества облачности, разности температур вода и воздуха, радиационная.баланса, скрытого и явного потоков тепла и результирующего потока тепла.

2. Разработаны и реализованы алгоритмы заполнения ирояус-ков в рядах наблюдений, позволяющие провести оптимальную интерполяцию данных.

3. Рассчитаны уравнения регрессии между всеми составляади-ми теплового баланса, позволяющие количественную оценку относительно трудно получаемых по известным, что дает возможности удлинения рядов составляющих теплового баланса, их интерполяций у. экстраполяции.

4. На основе уравнений регрессии реализована возможное^ использования так называемых "дальних связей", позволяющая эк- страдоляцшо по времени (с упреждением • до нескольких месяцев;

параметров» отражающих соотношения между составляющими теплового баланса система океан - атмосфера. *

5. Выявлены соотношения "улов г гидрометеорологические ус-

юшя", позволяющие временную экстраполяцию, оценивающую уловы юсосчвых ряда стран.

Для решения поставленных задач использовались следующие ютодичэские подходы:

1. Мнойестзенный корреляционный анализ составляющих тепло-юго баланса в рамках стационарной л нестационарной моделей, а ?акже методы физико-статистического анализа временны?" рядов и голей гидрометеорологических элементов.

2. Взаимный спектральный анализ рядов температуры воды в сдельных точках океана.

3. Взаимный спектральный, регрессионный и кроскорреляцион-шй анализ.

4. Методы динамической климатологии как физическая основа штерпзтации результатов.

Б качестве исходного материала использовались:

Г. Средние многолетнее данные о месячных значениях состав-шющих массо- и энергообмен океана с атмосферой в узлах пяти-радуЬной сетки точек, полученные [Л.А.Строкича, 19893 на осно-!9 новейших методик с использованием материалов судовых гидро-ютеорологичзсхих наблюдений и всех доступных параметров систе-ш океан - атмосфера.

2. Ряды продолжительностью от 20 до 80 лет средних месяч-шх ежегодных значений гидрометеорологических элементов в квад-)атах 5° широты на 10° долготы (РосГМЦ). '•

3. Каталоги баршо-циркуляционных условий. .

4. Данные об уловах лососевых в Тихом океане Россией, Япо-ией, США и . Канадой за последние 50-80 лет (КОТИНРО).

Практическая ценность работы состоит в том, что:

I. Рсссчитангше уравнения регрессии .чеащу компонентами эн-

ергообмена мошо рассматривать как эталонные, а отклонения от них как проявление те кутай и будущих изменений глобального климата в Тихом океане.

2. Реализованные алгоритмы заполнения пропусков в рядах наблюдений предоставляют возможность использования данных, которые ранее приходилось отбрасывать, осуществлять оптимальную интерполяцию и удлинение рядоБ.

3. Количественная оценка характеристик пространственной-и сезонной изменчивости параметров теплового баланса северной час •ги Тихого океана может рассматриваться как показатель роли озер гоактивных зон Тихого океана (Куросио и Калифорнийского течений) в формировании гидрометеорологического режима всей акватории Тихого океана.

4. Найдены возможности временной экстраполяции будущих уловов лососегш ряда стран по известным предыдущем уловяу или гидрометеорологическим параметрам.

. 5.-Прогргжное обеспечение, методические разработки и рял результатов раооты используется в учебном процессе на кафедре Морской метеорологии ГМ им. С.О.Макарова.

6. Созданный информационный банк и рад выводов предстааляе интерес для разработки глобальных моделей общей циркуляции океана и атмосфера (ИОАН, РосГМЦ, ААНИК и др.} в связи с необходимостью задания начальных и конечных условий при физически непротиворечивой постановке численных экспериментов, для привязга и верификации спутниковых наблюдений, при решении задач рыбощх ■ мысловой океанографии (ихтиологическая ко,-.':: с сия РАН, ВНИРО, КОТШРО и др.").

Апробация работы. Результаты работы'докладывались на заседаниях метеорологической комиссии Географического Общества РА]

Д 988 - 1У92 ), ежегодных наушю-практЕческиз. конференциях цро-жсссрско-преподавагельского состава Ш (ГМА) (1988 - 1992). ¿сесоюзном соссщачщ: по рыболовству и океанографии (Ленинград. :990), семинаре ЛГМИ (1992).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из ввв-данвя, пяти глав и заключения, изложенных на 150 страницах. В заботе имеется 15 таблиц, 31 рисунок. Список иазользпванных юточншсов включает 194 наименования, в том числе 25 на иностранных языках. Обций объем работы составляет 222 страница.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ею введении показана актуальность теш исследования, но-жэна и практическая значимость полученных результатов. Сформулированы задачи, намечены пути и способы кх решения. Дана крат-сая аяотация всей работа.

Первая глава дассьртащш посвящена анализу современного ;остошия лсследовший закономерностей ксменчивости теплового >аланса как всего Мирового океана, так и северной части Тихого жеана. ils основании рассмотрения вопросов связи и взвимообус-иовленкости теплового баланса с рядом гидрометеорологических ираметров ; температура веда, воздуха, облачность), анализа эезультатов изучения роли энергоактивных зон океана (ЭАЗО) в ipouecce формирования и эволюции гпдроматеорологического режима зеей акватории океана, реакции энергообмена на воздействие раз-шх факторов к намечена совокупность вопросов и дано обоснова-ше постановки задачи работы. Краткое описание динамяко- клима-[•алогических и гидрометеорологических особенностей оеверяойчас-гй Тихого океана, данное в этой главе, жеет в виду их учет и

использование при ;1дтернретации полученных количественных результатов решенуя поставленных задач.

Вторая глава диссертации посвящена анализу и реализации •алгоритмов обработки исходного материала.

В рядах наблюдений гидрометеорологических параметров имеются пропуски, которое значительно ограничивают возможность их использования, что делает актуальна рзшеше задачи разработки анализа всей информации без существенного нарушения ее статистической структуры. Традиционные метода заполнения пропуске! (например, средкевыоарочкыми по присутствувщим значениям, с по-модью. регресш или главных компонент; мало зффзктивы, в ряде случаев могут приводить к понижению уровней значимости и нарушению статистической структуры ИЕформац>ш.

В диссертации использовалось представление, данное и раоо-те. 1?.Диттел,, Д.Руйш, 1ЭЭ0] временных р«-:дов с пропусками з да пары (X, Ы), где х - исходный вектор значений перемена^,".; м — вектор щхшускоь, координата которого имеют значение "пропуск" или'"'нет пропуска", отвечая присутствии или отсутствш соответствующей переменной. Если случайный вектор (X, М) шее' распределение то проблема заключается з построении пс шк адимся данным с пропусками. статистических выводов относительно распределения рх вектора х.

. Подход состоит в построении модели совместного распределения значений, воктора х и пропусков и оценивании параметров распределения рх на основе метода максимального правдоподобия. Даз ■ нал модель временны:: рядов реализована в рабсте, что позволило получить оценки рядов с пропусками. . .

Рассмотрена, возможность представления климатических флук туаций-в виде модели "сигнал плюс белый шум" в рамках линейно]

параметрической модели временных рядов.

Реализация среднемесячной величины Х(±) рассматривалась как сумма сигнала 3(1;) и белого шума N(1;), где Х(Ю - дискретный стационарный случайный процесс с нулевым математическим ожиданием (Мх^ - о), з 3(1;) - процесс описываемый авторегрессивй первого порядка.

а предположении возможности представления времеттных рядов з виде модели "сигнал штос белый шум" решается задача оценивания сигнала, маскируемого шумом, т.е. задача разделения коррелированной (сигнал) и чисто случайной (белый шум) компонент, что позволяет оценивать доли климатических флуктуаций в суммарной дисперсии.

Реализация этого подхода осуществлялась путем оценки уровня "сигнала, значений исходных и восстановленных автокорреляций для среденгодовых значений температуры воды за период наОлвде-¡гай с 1959 по 1989 гг. примерно в 200 точках.

Анализ пространственного распределения коэффициентов автокорреляции, соответствующих сдвигу в I год и сдвигу в 2 года приводит к следующим выводам:

1. Временная экстраполяция,среднегодовых значений температуры воде! на основе модели авторегрессли относительно мало перспективна.

2. а ооласти постоянной интенсивной циклонической деятельности коррелируемая компонента межгодовой изменчивости тэмпера-гуры вода значимо больше кекоррелируемой, формирование:наблвда-■зшх флуктуаций среднегодовой температура вода определяется предысторией.теплового состояния океана (мартовский.процесс)

2. Значения коэффициентов автокорреляции восстановленного климатического сигнала достигают значений 0.8 - 0.9, ив чего

следует вывод о том, что пределы предсказуемости сигнала существенно отличны от аналогичных пределов, иыещкх место в исходном ряде.

4. Анализ пространственного распределения восстановленных на один и два шага вперед значений автокорреляций сигнала свидетельствует о. значительном увеличении площади акватории, где статистически достоверна экстраполяция среднегодовых значений температуры поверхности воды на основе модели авторегрессйи.

Э. третьей главе диссертации проведен анализ пространственно-временной изменчивости составляющих уравнения теплового баланса. '

В качестве исходного материала использованы опубликованные результаты расчетов основных компонентов массо- энергообмана в узлах регулярной сети точек с квадратами ь° широты, 5° долготы в северной (от экватора до 55° северной широты) части Тихого океана [Л.А.Строгана, 1989] - следующие среднемесячные и среднегодовые значения: радиационного балакоа поверхности, океана (й); виртуального (V = ш + ?); скрытого (Ыз); явного (Р) и результирующего потоков тепла и = к - V).

Выявлены зональные и азональные изменения составляющих теплового баланса (в зависимости от широты и долготы), параметризованы различные характеристики теплового взаимодействия океана с атмосферой, что необходимо в связи с актуальностью познания закономерностей глобального энерго- и массообмена, решения задач численного моделирования климатической системы и оценки ее нвстационарностн. Рассчитаны уравнения-регрессии, где в качестве аргументов, определяющих-зональные и азональные пространственные изменения компонентов,, использованы географические коор-; динаты.

Выполненной з работе анализ пространственно-временной из*-мэнчявости средних многолетних значений компонентов уравнения теплового баланса рассматривается как оценка средних многолвт*--ках условий энерго- и массообмена, а отклонения от них как проявление разномасштабной нестационарности климатической системн.

Статистически значимые уравнения регрессии мезду (А), (ср) и (А.) выявлзнн для всех месяцев.года, за исключением централь-, них месяцев переходных Сазонов {адраль и сентябрь), когда пространстве ннеё рыспределэюе результирующего потока (А) имеет малогрпллентнзз поло.

оценка по статистически значимым соотношениям, определяющих виртуальный поток тепла как функцию широты в переходные сезоны отражает закономерное уменьшение срвдаеширотных значений виртуального потека (V) с ростом широты (ср) , а также тенденцию его уменьшения по направлению с запада на восток. Внутригодовая изменчивость виртуального потока тепла (v), в основном, обусловлена сезонным холом скрытого потока тепла (13).

Особенности зкзргоактивной зоны -западной части океана ¡.ЭАЗо течения У.уросио! проявляются в том, что значения (р), (13!, (а) б холодное время года значительна превосходят средне-шпротные и соответствующие значения в восточной части океана. Причем з ряде случаев это превышение может достигать порядка '(обычно в.5 - У раз).

Для областей максимальных значений результирующего потока тепла, приуроченных к энергоактизным зонам океана, выявлена характерная для всего хода (за исключением весенних месяцев) четко Еыраае:з£ая- направленность потока из океана в атмосферу. В январе и феврале статистически значимая тенденция убывания ре-зультирузиего истока с запада на восток отражает наибольшую кон-

грастносгь ироцзссан 2 ЭДСзО Куросао по сравнений с другими частями акваторий Тзаого скена» характерную для многолетнего режима.

Изменения климата должны проявятся в преоЯразованш коэффициентов в ураЕНЗншп; рагрэссии пзрамзтрав энарго- и массооб-: мена, характерных для среднего шсгсизетнвпа реяша, а выявлзиие ' этих праобрззовагЕЯ потребует хсподьзобзнйя полученных авторов параметризаций как эталонных. .

Сделан вывод о сзаяшой согласованности компонентов массо-• и анэртооймена. количественная оценка которой: дэга для гс°й верной части Тихого океана.

Проолама зксграЕсляцда во гзрвквак (как сперхдолгосрочаого прогноза; зиачэшЗ кгэшонэятзв ызссэ к зяаргообмвяа одного сезона по значения» других ссзснзз, а тл-асэ ерздк-гздодцг значб-* -

пай по срвдяашогцйгм данам отдедьяк: езгонез весьма актуальна,, ко насколько кожно судить из лэтзргтуры, даагка от реиеиия и прздетавлявтея задачей актуальной в мегодачесаом, позневатсль-нагл и практическом ллпке.

Расчет керродяцванак ?латргщ к. стасгстачешшх' параметров, характереаущих хссмпзпекты тэслового баланса стал с опекай для . расчета уравнений рзгрзсаш, из анализа которых следует, что среднегодовая величина радиационного Саладса (И) (з сраднем по . всей . акватории севзряой части Тихого океана) оценивается по значениям (Н) дгзбого иь месяцев года, причеш,относительная ояшб ка восстановления не превышает (10 + 1-.)%.

Среднегодовые значения затрат тепла на испарение (а, следовательно, и слой кспарящойся влаги) могут быть оценены значениям да)- лстнзго периода, а среднегодовые значения турбу-1 ' лонтного' теплообмена аезду поверхностью океана и атмосферой -

га значениям {Р; осекяе-звмнего периода - ¡зршдг: с нэибольиими ютерями тепла океаном.

На-0CH0S9 рзсечитахшж уравнений регрессии по известным шачениям результируздего потока тепля (л) за лзриод с августе ю фоЕраяь (стзтпстичэскн значимо на- уровне 99.2") оценивается фь-дпеголоЕСй знггсзяж

Езамший ^срреляционкай анализ радиационного еагзвсэ (н> « ' ^ззультпруетзего потека тзплз (А) позволил стсбрзть наиболее :начйиае факгерц для зкетрадзляист кошгонватов аяврго- и массо-:смзпа на срс;с: от одного да девяти месяцев: цо заданным значениям радиационного баланса (В) чахно определять рззультпрунсрйТ гсток и; как показатель тзплэобменз поверхности око si:п с ииже-слоят,та гэдз, ч ло задзнным гз.чачегаутм результирующего ютока ш сиегпггь (jî! с 'упреждением по времени от одного до девяти мзелцэс.

Реализаций первой из вышеперечисленных зсзмозаюстей прод-яаазязгея сугостшвиой. поскольку рацаащюнкца баланс характеризуется бэлзэ длаплш: рядзан'набятдетгг.--и?фармацйр о ном мож-ю получить згэчитэльлс денете z организационно проще, а так-кз в сплзп с всачсяяостякя сцанха (В) на основе материалов, дне-гзшрюппэт:- • зоздгронашя или расчета ш известным мэтодикам [С.п. МадзЕсхза-Малеиг:. V32Z1,

■Г2Ш сорогой, сгздпз результатов расчетов взаимных- хорре-шщошаг. фр&ода результирущего потока- тепла (А) к радиационного баланса ш>, дерзднеяшх я> зеей -акватории северной части Гахсге океана, привел к выводу о чозмсяшости на основе рассчитанных уравнений регрзезни, проводить экстраполяцию па сроки до девяти мчеяцав потека (Л> ~з тздэяням значениям Ш).

сцегпз точности госстановяешм знзчлтй теплообмена океана

с НЕЕ9лех£2Еак слоями по эзданаим зезчэнкяы радиационного се-лаиса е различнее сезоны, года сзидетельствзкгт-о том, что, во-дэрвых, з среднем относительная списка уравнений регрессии н< превышает 25а» во-вторых, точность значительно больше в низки: широтах (ошибка составляет (10 + 12)") а понижается в высоки широтах, где может достигать в0% , в-третьих, выявлен сэзонш: ход относительной -ошибки уравнений регрзсит с минимумом в хо лодное полугодее и'максимумом в теплое.

В четвертой главе анализируются пространстзеЕно-временны закономерности изменчивости температуры воды, воздуха, их грз даентов з приводном слое и облачности как параметров, отражающих особенности энерго- и массообмен з системе тихий океан атмосфера.

В качестве фактического материала использовалась инфэрма ция о среднемесячных значениях гидрометеорологических элементе в квадратах 5° шроты на 10° долготы, за период 1955 - 1990 гг температура воды 1889 - 1990 гг. - температура воздуз

(1; ),-1Э66 -.1930 гг. - общее количество облачности (М), 1958 1990 гг. - градиент температур в слое вода - воздух (¡и).

На основе использования метода заполнения пропусков г временных. рядах исходной информации создан равномерно заш^ ненныя банк данных. Это дало возможность получения несмещеннь оценок статистик. ■ Применение современных методов картирован! информации, основанных на конечноразностных схемах интерполяц; и представления.изолинии з виде сплайнов г.-го порядка, позвав •ло рассчитать и Построить поля характерезушние -сространственнс распределение гидрометеорологических характеристик к их стати; тичееккх моментоз (средних, модальных значений, дисперсий, ра: маха и отношения среднего к модальному значению) для всей с;

lepHoa части Тихого океана.

Анализ пространственного распределения средних значений Хер),. дисперсия (о2), амплитуда изменчивости (А), модальннх начений (м) и отношений- средних к модальным значениям (Хср/К) ' иявил еледувшие области, а которых статистические моменты Хер, аг, м, а и Хср/М) гидрометеорологических характеристик tv, -ta. N, At) существенно (на полпорядка, а в ряде случаев и... :а порядок) отличаются от оервдаешх по акватории« К ним отно-ятся части исследуемой акватории с географическими координата-и в центре каждой из областей: 40ас.ш., 150°е.д. (ЭАЗО течения lypocao): 5°c.m., 150°в.д. (западная часть ВЗК); 50°о.ш., 60°в.д. (побережье Камчатки); 20вс.ш., 170°в.д. (центральный 'айон океана к зо°с.ш., £70аз.д. (северо-западнее Гавайской A3Q): 40°с.ш., 1Е0°з.д. (район, находящийся под воздействием, ак алутской эазо, так и Гавайской ЭАЗО).

С целью отыскания зозгдакиостей учета инерционности как особы для временной экстраполяции параметров теплового состояния, кеана и атмосферы U_,. ta, и, it)' с упреждением по времена,от ескольких месяцев до нескольких лет массивы исходной инфориа-ки были подвергнуты корреляционному анализу и на его основе троились поля Изокоррелят значений параметров в центрах кахдо-о из выделенных районов и на разных расстояниях от них. Перед роведеним корреляционного анализа выделялись составляющие яз-енчивости, связанные с-годовым.ходом и многолетними трендами, оторые вычитались из исходных рядов. Основой дяя построения олей исокоррвлят служили временные ряды длиной более двухсот ленов, соответсвувдим образом профильтрованные не регулярную трендозую состчвлящие, количество данных для построения по-ей изокоррелят превысило Í50 узлов регулярной секи точек.

Б качестве центров построения пространственного распределения изсясоррелят были, взята шесть точек, ранее выделенных га аномальности значений параметров (tv, te# N, ДТ), отражавши: условия теплообмена в системе северная часть Тихого океана атмосфера.

Таким образом, при корреляционном анализе ставилось в со ответствие изменчивость четырех параметров^ системы океан - ат мосфера по отношению к центральным точкам выделанных шести об ластей с определенным характером изменчивости температуры во да, воздуха* градиентов температур в слое вода - воздух и об личности на всей рассматриваемой акватории северной части Тихо го океана и, наоборот - изменчивости поля ставилось в соответ ствие изменчивость в заданных центральных точках этих областей Выделены • статистически значнше (при доверительном уровне 2Э% однородные области и сделан вывод о том, что в ЗАЗО поля рас сыатриваемых параметров существенно анизотропны.

Оценка вклада моасгодовой изменчивости температура поверх ности воды в общую изменчивость временных рядов для всей аква тории северной части Тихого океана на основе модели предстзвле ния общей дисперсии временного ряда в виде суммы дисперсий, об условленных сезонным ходом, межгодовой и внутригодозой изменчи востыо приводит к выводу о том, что на доли межгодовой изменчи вести в среднем по всей рассматриваемой акватории приходите около (4 + 6)1 общей дисперсии.

Анализ полученных оценок вклада разномасштабных составля • щих изменчивости температуры поверхности океана в северной час " ти Тихого океана привел к выше указанному выводу, в общем cor ласущемся (среднео расхождение составилб 25%) с ранее получен шми оценками [С.С.Лаппо, . А.Г.Музыченко, IS90], с 'некоторые

различи®®, го-видамому, обусловленными различием методик устрв-не ни- пропусков в исходных рядах и использования метода максимального правдоподобия () при заполнении , пропусков , в рядах наблюдений. При этом зажно. то, что метод (МП) не приводит к у си-' лению внутрирядной связанности, что к нашло отрагениэ в оценках межгодовой изменчивости температуры поверхности океана.

Анализ сделанных. ■ в работе, количественных оценок вклада разномасштабной изменчивости температуры воды отдельных районов, свидетельствует о тем, что результаты автора в северной части Иисого океана в значительной степени расходятся с полученными ранее. Так, в западной части рассматриваемой акватории по оценкам автора, вклад межгодоаой изменчивости температуры воды в общую изменчивость превосходит в среднем в 1.5 - 2 раза, а в районе ЗАЗО Куросио йримернс в 2.& разе ранее существовавшие оценки, в юго-восточной части Тихого океана оценки автора в 1.5 - 2 раза ниже, чем»сделанные ранее.

В северной части акватории Тихого океана выделяются две . области максимальной дисперсии межгодовей изменчивости, приуро- . ченные к.райогам ЗАЗО Куросш и.Калифорнийского ЗЛЗО. Минимальные значения дисперсии межгодовой изменчивости характерны в центральных частях субтропических. океанических круговоротов, где влияниэ адвективных факторов относительно ослаблено. В районах максимальной изменчивости рассмотреных метеорологических параметров были рассчитаны функции когерентности. -

Анализ полученных данных привел к заключению о существовали: составлящкх на частотах,' садтветствувдих пвриодвм около 2, 4 - 5, ? - 8 ■ и 10 - II лет. Эти периода, характерные для межродовых колебаний, в целом, согласованы с результатами других. звторог;. анализа функции когерентности сделан вывод, соглас-

во которому в двух ранее 'выделенных. областях имеет место когерентность на частотах, соответствующих периодам около 3 - Ь лет и ? - 10 лет,, причем колебания (3-5 лет) асинхронны, в колебания (7 - 20 лет) синхронны.

Выявлено, что в широком диапазоне частот многолетние изменения температуры воды имеют шумовой характер , что проявляется в наличии особенностей ("ьсплесюв"; на периодограммах в любых полосах частот. Это интерпретируется как свидетельство высокого уровня белого шума, формирующего флуктуации температуры вода и Как "возможность" обаарукения квазвдиклов любых периодов при наличии большого числа реализаций.

В пятой главе диссертации Дано пршкжешв полученных результатов к задаче экстраполяции гидрометеорологической составляющей уловов лососевых.

Яа основе анализа корреляционных матриц с нулевым улрезде-нием (диагностических) и со сдвигом по времени от года до нескольких лет (прогностических)выявлены значимые коэффициенты пар ной и множественной корреляции кекду гидрометеорологическими составляющими уловов лососевых СЩ&, Канада, Японии и России (за период от 20 до 90 лет) и соответствующими наборами параметров, характеризующих тепловое состояние океана и атмосферы, повторяемости типов макроцнркуляццоших процессов в атмосфере в Тихоокеанском секторе. На основе матриц рассчитаны уравнения рег-: рессии, оценена их достоверность и коэффициенты иножественной корреляции- Показано, что учет гидрометеорологической предыстории позволяет с ошибке® не большей {15 20)%, оцененной на независимом материале, экстраполировать во времени гидрометеорологические состаЕлявдяе уловов лососевых СЙ1А, Канады, Японии и России с упреждением в I - 2 года и.оценивать аномалии уловов с

президента по времени до 5 лет. Этот раздел работы следует рас-мзтризать лак возможное приложение полученных результатов в итересах промысловой океанограйш.

В заключении сформулированы основные результаты исследова- '

эш:

1. Созданная специализированная база данных на магнитных воителях (адаптированная к проблеме построения и верифчкации математических и физико-статистических моделей при решении задач •еории климата) мнсговариаятно использована при выявлении осо-¡енностай пространственно-временной изменчивости составляющих . теплового баланса.

2. Алгоритмизированная и использованная модель заполнеия фопускоз в рядах исходной информации, основанная на методе мак-жлального правдоподобия, представляется достаточно универсаль-юи яри решении задач интерполяции и удлинения исходных временах рядсв (без существенного искажения их статистической структуры).

3. На основе представления временных рядов в виде модели 'сигнал плюс белый шум" показано, что автокоррелируемость рядов шиматичесього сигнала выше, чем автокоррелируемость рядов не-юсредстзенно среднегодовых наблюдений. Неучет белого шума при юстроенпа модели авторе'грессии может приводить к аппроксимиро-шнию моделью только самого белого шуме. Таким: образом, ислоль-ювакная модель количественно определяет непредсказуемую долю изменчивости флуктуация климатических временных рядов..

4. разработанный й -реализованный подход, позволяет проведение на зависящего от воли исследователя картирования информации. При этом происходит подавление шумов и определяются области локализации аястреаальных - значений шаишзируемых хврактерис-

тик. На исследованной акватории выделено шесть областей, отличающихся по своим статистикам и имеющих определенную природную специфику, которая отражает, влияние зональных и азональных фак-~ торов.

5. Анализ зональных и азональных особенностей пространственно-временного распределения компонентов теплового баланса позволил выявить границы локализации ЭА30- Тихого океана, проявлявшихся аномалией структура и соотношения составляющих' теплового баланса и гидрометеорологических параметров, отражающих ее.

6. Особенности сезонной изменчивости компонентов теплового баланса, характерные для ЭАЗО и рассматриваемой акватории северной части Тихого океана, проявляются наиболее значимо для периода, когда результирующий поток тепла отрицателен (процесс отдачи тепловой энергии и энергии фазовых преобразований океаном в атмосферу).

7.- Рассчитанные уравнения регрессии, количественно характеризующие сеязь компонентов теплового баланса с географически-•ми координатами, отражает эффекты зональности и азональности в Составляющих теплового баланса в различные сезоны года..

8. Взаимная согласованность компонентов теплового баланс между собой и выявленные количественные соотношения параметри-зируют результирующий поток тепла как интегральный показател] энерго- массооомена системы Тихий океан - атмосфера. Такую параметризацию следует рассматривать как отражение среднего мно-

• голетнего состояния океана, а отклонения от него - как количественную оценку проявлений текущих и будущих изменений регионального климата Тихого океана. *

9. .Вклад сезонной, внутригодовой и мекгодовой изменчивости

суммарную дисперсию температуры поверхности -океана на всей асст'атриваемой акватории меняется в пространстве и времени, эзонная и внутригодовая изменчивость составляет наибольшую асть суммарной дисперсии. Это определяет необходимость соот-зтствущей фильтрации временных рядов для выявления сигнала елгодовой изменчивости. .

10. Особенности пространственного распределения средних и одальных значений, дисперсии, размаха колебаний, а также, ве-ичины, характерезувдей отношение среднего к моде (применитель-оя -ь ,. Д1:, ы) существенно различаются по акватории. Учет . тих различий позволил выделить ряд районов, отличающихся осо-енностями статистик гидрометеорологических параметров.

11. Анализ оценок радиусов корреляции приводит к выводу о ространственной анизотропности распределения температуры во-Ы, воздуха и температурных контрастов, наиболее значимых в рай-нах ЭА50 течения Дуросио п западной части ВЗК.

12. На основе отыскания инерционных связей рада параметров 'еплового состояния системы океан - атмосфера и облачности мея-1у собой выявлена возможность интерполяции этих параметров в гространстве и экстраполяции во времени на срок до трех меся-(ев. Приложение полученных результатов к задаче экстраполяции •идрометеорологпческсй составляющей уловов лососевых в северной [асти Тихого океана модат быть методической основой экстраполяции во времени на срок-от года до нескольких лет улова ряда :тран.

Основное содэркаше диссертации изложено в работах:

I. Особенности сезонной игыэнчивости составляющих энерго-»ассообмен в северной части Тихого океана. -*М.: Дан. ВИНИТИ 12230-В-89, 1989. - 13 с.

2. Особенности сезонной изшнчюаостя радиационного баланса и результирующего потока тедла:в северной части Тихого отава. -М,: Деп. -ЕИНЙТЯ }ß23I-B-S9, 1989- - 15 с.

3. Пространстванпо-Ерэмеетсй анализ данных дистанционного ' зондирования мирового океана- // Методические указания. — Л.":

ЛВИМУ> 1Э90: - 34с. (соавторы &.Н.ДдаивЕКО, А-С-Зрааичев)^ '. Г ^ 4. Особенности прастранствекнс-врамешай изменчивости компонентов энергоактивных зон ätepoBorc океана. // Методические указания.- Л.: ЛВШ/, 1990. - 30 с. (соавтора В.Н-Ддаиенко, А.С.Бравичев).

5. Дистанционная оценка и экстраполяция в пространстве и времени состаЕлящйх радиационного осмена в системе охеш - атмосфера . // Восьмая Всссоюз. конф. по промысловой океанологии: Таз. докл. - Л. ,1990. - С. 276. (ссоавторы В.Н.Адамеякс, A.C.Бра вивдв, В.К.Трофвмоз)

6- Рвзультйруапнй поток а энергообмене окэан - атмосфера, возможности его пространственно-временной интерполяции и экстраполяции з интересах промысленного рыболовства и судоходства. // Восьмая Беесоюз, тсонф. по промысловой окзаналогии: Тез.дскл. -Л., 1990. -С. 276.. (сооавторы В-Н.Ддаменхо, А.С.Брввичав, А.М.Хилов) ■

7. Справочные материалы к методичеекзш указаниям: по курсу "Чисжнщв методы анализа метеорологической информации". - Л.: ЛБИМУ., 1991. - 88 с. £ соавтор В.Н. Ддаменко).

3. Особенности пространствеиного распределения составляющих теплового баланса а сзвэрисй часта Тихого океана. // В сб. "Метеорология, климатология и гидрология". - Сдеоса: Изд. ОГШ-, .акП-27, £991. - а.