CC BY
62THE ANALYSIS OF FEATURES STATE OF THE CLIMATE
IN RUSSIA 1 2 Marchuk N.A. , Kulentsan A.L. (Russian Federation)
Email: [email protected]
1Marchuk Natalia Alexandrovna - Senior Lecturer; 2Kulentsan Anton Lvovich - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor,
DEPARTMENT OF INFORMATION TECHNOLOGY AND DIGITAL ECONOMY, IVANOVO STATE UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY, IVANOVO
Abstract: this article analyzes the state of the climate in the Russian Federation. The forecast of regionally averaged average annual and seasonal anomalies of surface air temperature and seasonal anomalies of monthly precipitation amounts for 2020 is made. The data obtained showed that the temperature anomalies for the year will amount to ~ 1.9 oC, while the monthly precipitation anomalies in the Russian Federation for the year will amount to ~ 108 mm. These results indicate that during the period under review, on the territory of Russia, there is an increase in both the surface air temperature and the number of anomalies in monthly precipitation amounts. Keywords: forecasting, linear trend, temperature, precipitation.
АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ СОСТОЯНИЯ КЛИМАТА В
РОССИИ 12 Марчук Н.А. , Куленцан А.Л. (Российская Федерация)
1Марчук Наталья Александровна - старший преподаватель;
2Куленцан Антон Львович - кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра информационных технологий и цифровой экономики, Ивановский государственный химико-технологический университет,
г. Иваново
Аннотация: в данной статье рассмотрен анализ состояния климата в Российской Федерации. Произведен прогноз регионально осредненных средних годовых и сезонных аномалий температуры приземного воздуха и сезонных аномалий месячных сумм осадков на 2020 год. Полученные данные показали, что аномалии в температуре за год составят ~ 1,9 оС, в то время как аномалии месячных сумм осадков в Российской Федерации, за год, составят ~ 108 мм. Такие результаты свидетельствуют о том, что за рассматриваемый период на территории России наблюдается увеличение как температуры приземного воздуха, так и количества аномалий месячных сумм осадков. Ключевые слова: прогнозирование, линейный тренд, температура, осадки.
УДК:332.144
Среди многочисленных северных стран территория Российской Федерации занимает наибольшую площадь. Данный аспект очень сильно предопределил ее погодные условия: на большей части России очень суровый климат с продолжительными зимами и коротким летом. Поэтому погода на территории европейских и азиатских регионов нашей страны кардинально разнится.
Территория нашей страны сильно вытянута с самой северной точки до южной, вследствие чего, температурный режим резко отличается по сезонам. При движении с севера на юг становится теплее, а с запада на восток - суше. На севере и западе РФ нет гор, вследствие чего воздух с Северного Ледовитого и
Атлантического океанов свободно попадает внутрь страны. В центральной же части России наблюдается огромная область, которая лишена смягчающего воздействия океана, это привело к тому, что на данной территории суровая зима и невыносимо жаркое лето [1-3].
Изменение климата в настоящее время представляет собой одну из важнейших проблем, которая затрагивает все государства на нашей планете. Это связано, прежде всего, с резко увеличившимся числом опасных природных явлений, которые то и дело возникают в различных странах. Погода все более и более ведет себя не предсказуемо и все чаще и чаще выходит за рамки многолетних климатических наблюдений. Поэтому изучение особенностей динамики климата в России позволит минимизировать ущерб от различных неблагоприятных последствий, связанных с климатическими изменениями, а также позволит в дальнейшем сделать оценки степени антропогенного воздействия на природу [6].
Анализ интенсивности изменения климатических условий во времени был осуществлен с помощью таких показателей [4], как: регионально осредненные средние годовые и сезонные аномалии температуры приземного воздуха, регионально осредненные средние годовые и сезонные аномалии месячных сумм осадков. Так как, задача прогнозирования считается одной из наиболее сложных задач в Data Mining и требует тщательного исследования исходного набора данных и методов, подходящих для анализа [5, 7, 8]. В ходе работы нами был осуществлен прогноз исследуемых показателей на 2020 год.
Полученные данные за 2011 г. (табл. 1) показали, что годовая температура воздуха превышала норму не только на большей части территории Содружества Независимых Государств, но и на территории севера Сибири (около + 5,0оС). Область отрицательных аномалий средней годовой температуры занимала значительную часть на территории юга Западной Сибири (аномалия около -0,7оС в центре очага холода). В среднем за 2012 г. на большей части территории Северной Евразии наблюдались положительные аномалии температуры воздуха (рис. 1 а) с максимумом на севере Западной и Средней Сибири (аномалия более + 3,0оС). Отрицательные аномалии средней годовой температуры отмечались лишь на Чукотке и на юге Сибири. Как видно из табл. 1 и рис. 1 б, на европейской части России в течение следующего периода - 1976-2014 гг. отмечается рост средних годовых температур воздуха (0,5-0,6оС/10 лет). Слабое потепление (менее 0,2оС/10 лет) наблюдается на юге Западной Сибири. Как видно из рис. 1 в, на большей части территории Российской Федерации в течение периода - 1976-2016 гг. отмечается рост средних годовых температур воздуха (0,5-0,7оС/10 лет). В 2018 году в целом экстремально тепло было на северо-востоке России (осредненная по ДФО среднегодовая аномалия температуры составила 2,16оС -ранг 3). Температуры ниже климатической нормы (до -2,9оС) наблюдались на юге Западной Сибири (рис.1 г). Полученный прогноз на 2020 г. показал, что аномалия температуры приземного воздуха за год составит 1,9 оС. При этом максимальные аномалии температуры будут наблюдаться зимой 2020 года - аномалия составит 2,8оС, минимальные же - летом (аномалия по температуре составит 1,0оС).
Рис. 1. Показатели среднегодовой аномалии температуры приземного воздуха в Российской Федерации: а - 2012 г., б - 2014 г., в - 2016 г., г - 2018 г.
Таблица 1. Показатели регионально осредненных средних годовых и сезонных аномалий температуры приземного воздуха в Российской Федерации
Год Зима Весна Лето Осень
2011 1,6 -0,3 2,6 1,4 1,4
2012 1,1 0,9 1,6 1,6 1,8
2013 1,5 -0,5 0,9 1,3 1,9
2014 1,3 1,7 3,1 1,0 0,2
2015 2,2 3,6 2,3 1,2 0,9
2016 1,7 3,5 2,8 1,8 -0,1
2017 2,0 2,1 2,8 1,1 1,1
2018 1,6 2,5 0,8 1,3 2,3
2020 1,9 2,8 1,6 1,0 1,9
Полученные данные за 2011 г. показали, что в поле годовых сумм осадков на рассматриваемой территории значительных аномалий не наблюдалось. Отмечаются области избытка осадков на севере Якутии (более 120% нормы). Дефицит осадков наблюдался (менее 80% нормы) на юге азиатской части России (Амурская область, Забайкалье, Алтай). Из рис. 2 а видно, что избыток годовых сумм осадков (более 120% нормы) наблюдался в северных и центральных районах России, в Кавказском регионе, в районе Арала, а также на территории от Забайкалья до побережья Охотского моря. Дефицит осадков отмечался на южном Урале, в центре Сибири. На рис. 2 б и в показано, что в 2014 и 2016 гг. преобладает тенденция к увеличению осадков, особенно на юге европейской части России, в Якутии, на побережье Охотского моря (более 5% нормы за 10 лет). Заметная тенденция к убыванию осадков (более 5% нормы за 10 лет) отмечается вблизи Восточно-Сибирского моря. На рис. 2 г показано, что в 2018 г. значительный избыток осадков наблюдался зимой: в Центральном Федеральном Округе России (144% нормы - ранг 3) и в районе Байкала (в регионе Прибайкалье и Забайкалье России выпало 144% - ранг 3); весной: в СФО
13
России (134% нормы - ранг 3). В 2018 году сильный дефицит осадков наблюдался в ЦФО России (за счет лета и осени), в Поволжье и на юге Урала, вдоль побережья Восточно-Сибирского моря (за счет лета). Полученный прогноз на 2020 г. показал, что аномалии осадков в Российской Федерации за год составят 108 мм. При этом максимальные аномалии месячных сумм осадков, будут наблюдаться весной 2020 года - аномалия составит 120 мм, минимальные же - летом (аномалия по осадкам составит 105 мм).
В целом за рассматриваемый период на территории нашей страны наблюдается потепление: разброс линейного тренда за 1976-2018 гг. составляет более 0,55оС (табл. 3).
Рис. 2. Показатели аномальных осадков в Российской Федерации: а - 2012 г., б - 2014 г.,
в - 2016 г., г - 2018 г.
Таблица 2. Показатели регионально осредненных средних годовых и сезонных аномалий месячных сумм осадков в Российской Федерации
Год Зима Весна Лето Осень
2011 -0,1 3,3 0,3 0,5 0,0
2012 2,9 -3,4 4,5 2,4 6,9
2013 112 96 130 104 117
2014 101 115 111 102 91
2015 106 120 116 100 102
2016 107 123 118 110 93
2017 111 111 120 108 110
2018 104 114 114 98 110
2020 108 113 120 105 112
Зима Весна Лето Осень
l r2 l r2 l r2 l r2
2011 0,2 2 0,6 29 0,4 56 0,5 25
2012 0,2 2 0,6 30 0,4 59 0,5 27
2013 0,1 1 0,5 29 0,4 60 0,6 30
2014 0,2 1 0,6 33 0,4 60 0,5 26
2015 0,2 3 0,6 36 0,4 61 0,5 26
2016 0,3 5 0,6 39 0,4 61 0,4 21
2017 0,3 6 0,6 43 0,4 64 0,4 22
2018 0,4 9 0,6 39 0,4 64 0,5 27
2020 0,4 7 0,6 40 0,4 64 0,4 24
1 - коэффициент линейного тренда; r2 - коэффициент детерминации (представляет собой долю учтенной трендом дисперсии ряда).
Получена оценка изменения температуры воздуха и осадков на территории Российской Федерации. Результаты показали, что в течение рассматриваемого периода (1976-2018 гг.) виден рост средней годовой температуры воздуха на 0,5-0,7оС за последние 10 лет. Наблюдаемая тенденция роста температуры носит неоднозначный характер. Она очень сильно может сказаться как на сельском хозяйстве нашей страны в целом, так и в свою очередь, может сказаться на экономической ситуации в целом. Поэтому необходимо отслеживать данную динамику и данные. Полученные данные также свидетельствуют о том, что за рассматриваемый период на территории Российской Федерации наблюдается увеличение количества аномалий месячных сумм осадков. При этом эти аномалии распространяются не равномерно на протяжении всей территории нашей страны.
Список литературы /References
1. Погода и климат России. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://sitekid.ru/planeta_zemlya/rossiya/pogoda_i_klimat_rossii.html/ (дата обращения: 02.09.2020).
2. Изменение климата Земли. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://tainaprirody.ru/atmosfera/izmenenie-klimata/ (дата обращения: 02.09.2020).
3. Климатический хаос. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://tass.ru/spec/climate/ (дата обращения: 03.09.2020).
4. Куленцан А.Л., Марчук НА. Анализ динамики уровня безработного населения в возрасте 15-72 лет // Известия высших учебных заведений. Серия: Экономика, финансы и управление производством, 2019. № 4 (42). С. 77-82.
5. Куленцан А.Л., Марчук Н.А. Анализ прогнозирования индекса промышленного производства // Известия высших учебных заведений. Серия: Экономика, финансы и управление производством, 2019. № 3 (41). С. 68-73.
6. Романенко В.А. Изменение климата в России. Причины и последствия // Молодой ученый, 2019. № 7 (245). С. 1-5.
7. Куленцан А.Л., Марчук Н.А. Анализ объемов производства продукции растениеводства в различных хозяйствах // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки», 2020. Т. 6. № 1. С. 92-100. DOI: 10.30914/2411-9687-2020-6-1-92-100.
8. Куленцан А.Л., Марчук Н.А. Тенденции развития розничной торговли пищевыми продуктами // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки», 2020. Т. 6. № 2. С. 235-243. DOI: 10.30914/2411-9687-2020-6-2-235-243.
