CC BY
45
НАУКИ О ЗЕМЛЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (118) 2013
*
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 551 583 И. В. КАРНАЦЕВИЧ
Омский государственный педагогический университет
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ДИАМЕТРОВ ОДИНАКОВЫХ МОНЕТ КАК АНАЛОГ ИЗМЕНЧИВОСТИ ГЛОБАЛЬНОГО КЛИМАТА
В статье приводятся результаты эксперимента по измерению диаметров множества одинаковых монет и вычислению коэффициента вариации ^ полученных значений. Весьма малая изменчивость диаметров (^=0,003) показывает неточность изготовления apriori одинаковых изделий. Того же порядка значение ^=0,004 характеризует вековую изменчивость средних годовых температур воздуха в Омске, что означает неизменность глобального климата.
Ключевые слова: изменчивость признака, количественный критерий стабильности.
Коэффициент вариации Оу некоторой выборки из множества чисел представляет собой отношение среднего квадратичного (стандартного) отклонения ст к среднему арифметическому значению Аср. и является количественной характеристикой изменчивости значений признака в данной выборке. Если Су = 0, это значит, что все члены ряда (выборки) одинаковы, следовательно, измерению подвергалась одна и та же, то есть постоянная величина. Например, в результате сотен опытов по определению плотности ртути, выполненных физиками и химиками в XIX и XX веках, исследователи пришли к выводу, что это величина постоянная, то есть константа. По данным нескольких сайтов Интернета, её значе-
ние составляет около 13,5 г/см3. Если Су мало отличается от нуля, например, первая значащая цифра появляется лишь в третьем-четвертом знаке после запятой, это относят к неточностям измерений. Утвержденных количественных критериев для оснований считать константой величину, значения которой колеблются в узком диапазоне, не существует — так же, как не существует до сих пор критериев для суждений о том, что считать колебаниями температуры, а что — изменениями.
Климатологам известно, что на нашей планете были десятки сильных и сотни небольших похолоданий и потеплений, наступления и отступания полярных и горных ледников, то есть квазисинусоидаль-
ные колебания глобальной температуры. В табл. 1 представлены ежегодные средние температуры воздуха в затененной и проветриваемой стандартной метеорологической будке на высоте 2 метра на метеорологической станции Омск, отдел наблюдений, то есть средние арифметические значения из всех срочных наблюдений в году (в последние десятилетия за год производилось на каждой станции 365х8 = 2920 измерений). Колебания средних годовых температур в Омске за интервал инструментальных наблюдений с 1888 по 2011 гг., составляют всего 5 градусов (от 272К в 1972 г. до 277К в 1983 г. — при среднем значении 273,5К), хотя ежегодно в течение годового цикла текущие значения температуры меняются примерно от —30 до +30 градусов. Число похолоданий за 124 года было равно числу потеплений и равнялось 55, то есть каждые 2 — 3 года наблюдается или похолодание, или потепление, однако едва ли из этого следует делать вывод, что климат меняется.
Если рассматривать интервал с 1972 по 1983 гг., то можно прийти к ложному выводу, что, поскольку за 12 лет температура увеличилась на 5 градусов, то есть приращение за год составляет 0,4 градуса. Тогда за ближайшие 100 лет температура должна повыситься на 40 градусов. Но именно таким же образом десятки составителей сверхдолгосрочных прогнозов, пренебрегая анализом чередующихся потеплений и похолоданий и используя лишь имеющуюся на сегодня короткую (не более 150 лет) выборку из генеральной совокупности средних годовых температур, делают апокалипсические выводы о всемирном потопе.
Нет никаких оснований считать, что тренд, обнаруженный в короткой выборке, можно экстраполировать. Необходимую же длительность выборки — 3, 30, 100 или 300 лет — никто никогда не обосновывал, каждый автор её принимает произвольно.
С таким же успехом на основании анализа омского температурного ряда с 1944 по 1960 гг. можно утверждать, что понижение температуры происходит со скоростью 2:17 = 0,12 градуса в год и через 100 лет глобальная температура понизится на 12 градусов. Если бы мы располагали данными только с 1983 по 1995 гг., то получили бы тренд равный 4:13 = 0,3 град/год и экстраполяция на 50 лет вперед дала бы нам увеличение глобальной температуры, равное 15 градусам!
Большая изменчивость значений признака (например, ежегодных объемов стока реки Омь у Омска за последние 70 лет) характеризуется значениями Су=0,90—1,10, малая же изменчивость (например, годовые объемы стока реки Иртыш у Омска за 1920 — 2000 гг. или годовые суммы атмосферных осадков в Омске за все годы наблюдений) характеризуется значениями 0,20 — 0,10.
Изменчивость роста солдат в дивизии (8585 человек) ещё меньшая — Су=0,06 (значащая цифра появляется не в первом, а только во втором знаке после запятой). Очень малой изменчивостью характеризуются диаметры, казалось бы, одинаковых монет одного достоинства и одного года выпуска. Различия значений диаметра объясняются, очевидно, неточностью изготовления монет при штамповке, а также, возможно, износом штемпелей или небольшими различиями в прессовом оборудовании.
Для определения коэффициента вариации диаметра «одинаковых» монет были произведены 177 замеров диаметра 37 монет Банка России выпуска 2012 года достоинством 10 копеек. Замеры
Таблица 1
Средние годовые температуры воздуха в Омске в Кельвинах
Год Т ср. год. Год Т.ср. год. Год Т ср. год. Год Т ср. год.
1888 274,1 1919 272 1950 273 1981 275,5
1889 271,8 1920 273,1 1951 274,2 1982 275,5
1890 272,7 1921 274,4 1952 273,1 1983 276,5
1891 272,2 1922 274,5 1953 273,8 1984 272,9
1892 272,6 1923 275 1954 271,9 1985 273,8
1893 274,1 1924 274,1 1955 273,8 1986 273,7
1894 273,1 1925 274,5 1956 272,9 1987 274,2
1895 272,7 1926 272,9 1957 274 1988 275,5
1896 272,6 1927 273 1958 273,5 1989 275
1897 272,1 1928 272,6 1959 273,4 1990 275,3
1898 272,5 1929 272,7 1960 272,2 1991 275,8
1899 274,6 1930 273,2 1961 274,8 1992 274,7
1900 273,8 1931 273,7 1962 275,8 1993 274,0
1901 273,5 1932 275,1 1963 275,2 1994 274,5
1902 272,9 1933 272,3 1964 273,6 1995 273,3
1903 272,9 1934 273,2 1965 275,2 1996 276,4
1904 274,5 1935 273,6 1966 272,9 1997 275,7
1905 273,1 1936 274,5 1967 275 1998 274,5
1906 274 1937 273,1 1968 273 1999 275,6
1907 272,5 1938 273,3 1969 271,6 2000 275,2
1908 272 1939 274 1970 273,6 2001 274,7
1909 273,9 1940 273,8 1971 274,6 2002 275,8
1910 272,9 1941 271,6 1972 272,4 2003 275,4
1911 273,5 1942 273,5 1973 274,6 2004 275,6
1912 272,3 1943 273,3 1974 273,6 2005 275,8
1913 273,8 1944 274,4 1975 275 2006 275,0
1914 273,6 1945 272,4 1976 273,7 2007 276,3
1915 274,3 1946 273 1977 274,5 2008 276,4
1916 273,4 1947 273,2 1978 274,5 2009 274,5
1917 273,7 1948 274,2 1979 274,1 2010 274,0
1918 273,6 1949 273,6 1980 274,1 2011 275,9
диаметров каждой монеты производились микрометром № 8542, USSR, 1988 г., имеющего точность ±0,01 мм. Измерения каждой монеты выполнялись от 4 до 6 раз, после каждого замера монету поворачивали на 30 — 40 градусов. Вот характерные отсчеты по микрометру (в микрометрах) одной из монет (№ 9): 17586, 17595, 17600, 17598, 17592, 17588 мкм.
В результате статистического анализа всего вариационного ряда (177 замеров диаметров 37 монет) получены следующие значения статистик:
— средняя арифметическая 17469 мкм,
— стандартное отклонение 54, 24 мкм,
— наибольшее значение в ряду 17600 мкм,
— наименьшее значение в ряду 17407 мкм,
— коэффициент вариации Cv=0, 003.
Резюмируя, заключаем, что значение коэффициента вариации, в котором первая значащая цифра
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (118) 2013 НАУКИ О ЗЕМЛЕ
НАУКИ О ЗЕМЛЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (118) 2013
появляется лишь в 3-м знаке после запятой, характерно для постоянной величины, результаты измерения которой колеблются или флуктуируют, и обозначает практически неизменность и стабильность признака. Такое же значение (0,003) имеет, например, коэффициент вариации ежегодных суммарных объемов стока всех рек Земного шара. Это означает, что параметры круговорота воды между атмосферой и гидросферой Земли стабильны, а климат не меняется.
В связи с обсуждаемой в течение последних 50 лет проблемой кажущегося — представителям средств массовой информации — изменения глобального климата, интересно вычислить коэффициент вариации длинного многолетнего ряда наблюдений за температурой воздуха на любой из тысяч длиннорядных метеорологических станций планеты. Если значение Су средних годовых температур воздуха, например в Омске, получится такого же порядка, как характеристика изменчивости диаметров монеты в 10 копеек, можно с уверенностью заключить, что глобальная температура воздуха в Омске не меняется, а это, в свою очередь, будет означать, что и в остальных местах планеты температуры в вековой выборке постоянны.
В результате статистической обработки массива средних годовых абсолютных температур воздуха в Омске за 124 года наблюдений (табл. 1) получено значение коэффициента вариации 0,004, то есть значение точно того же порядка, что и коэффициент вариации диаметров одинаковых монет. Столь незначительные колебания температур конкретных лет около среднего многолетнего значения (климатической нормы), какое характеризуется коэффициентом вариации Су = 0,004, позволяют сделать вывод о неизменности температурного режима воздушных масс над Омском за последние 120 с лишним лет.
В этом же убеждает нас значение средней годовой изотермы на карте мира в Атласе Азиатской России, изданном ровно 100 лет назад [1, л. 20], которое для Омска равно 0,50С, то есть 273,5К. В Большой Энциклопедии [2, с. 353] в т.18 (издание 1905 г. — более 100 лет назад!) на карте годовых изотерм через Омск проходит изолиния годовой нормы температуры воздуха 0,50°С, то есть 273,5 К. Удлинение ряда наблюдений на 100 лет не привело к изменению наших представлений о теплообеспеченности климата в районе Омска.
Вывод. За последние 100 лет средняя температура в Омске не изменилась, она остается постоянной — так же, как диаметр десятикопеечных монет Банка России выпуска 2012 г. Если верить авторам многих публикаций и СМИ, глобальная температура повсюду в мире меняется и близится всемирный потоп, однако в этом случае следовало бы объяснить читателям, почему Омск остался в стороне от общего веяния в области новейших атмосферных изменений.
Библиографический список
1. Атлас Азиатской России. — СПб. — Изд. Переселенческого Управления, 1914.
2. Большая Энциклопедия. В 20 т. Т. 18. Статистика по Ун-дозеро / Под ред. С. Н. Южакова. — СПб .: Изд. Т-ва «Просвещение», 1905. — С. 353.
КАРНАЦЕВИЧ Игорь Владиславович, доктор географических наук, профессор кафедры физической географии.
Адрес для переписки: [email protected].
Статья поступила в редакцию 16.01.2013 г.
© И. В. Карнацевич
Книжная полка
Russell, Jesse. Гидрогеология / Jesse Russell. - М. : VSD, 2012. - 96 с. - ISBN 978-5-5100-1976-6.
Гидрогеология (от др.-греч. «водность» + геология) — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой.
Евдокименков, В. Н. Современные методы и алгоритмы обработки и анализа комплекса космической, геолого-геофизической и геохимической информации для прогноза углеводородного потенциала неизученных участков недр / В. Н. Евдокименков, Д. М. Трофимов, М. К. Шуваева. - М. : Физматлит, 2012. -320 с. - ISBN 978-5-9221-1389-2.
Изложены основные направления применения методов комплексной обработки и анализа результатов многоспектральных космических съемок и анализа результатов многоспектральных космических съемок в сочетании с геолого-географическими и геохимическими данными в интересах прогноза перспектив нефте-газоносности поисковых объектов. Рассмотрены физические основы дистанционного зондирования Земли из космоса и возможность использования получаемых данных для целей прогноза нефтегазоносности поисковых объектов. Приводится структура программно-математического обеспечения для комплексной обработки многоспектральных данных ДЗЗ в сочетании с геолого-геофизическими материалами и примеры его практического использования для оценки перспектив геологической изученности. Для специалистов в области нефтяной геологии, а также для студентов и аспирантов высших учебных заведений, специализирующихся в области обработки данных ДЗЗ.
