CC BY
33
НАУКИ О ЗЕМЛЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014
%
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 55'-5«3 И. В. КАРНАЦЕВИЧ
В. С. АКИМОВА
Омский государственный педагогический университет
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия,
г. Омск
КРИТЕРИЙ СТАБИЛЬНОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В КЛИМАТОЛОГИИ____________________________________
Приведены факты из области математической статистики и теории вероятностей, из анализа которых следует, что прогнозы предстоящего потепления глобального климата научно не обоснованы.
Ключевые слова: температура воздуха, выборки, тренды, критерии, коэффициенты вариации.
Проблема изменений климата, точнее, колебаний средней температуры воздуха в многолетии, если и существует, то лишь для исследователей, не имеющих представления о колебательных процессах, о математической статистике и теории вероятностей. Во Вселенной происходят колебательные процессы, тренды многих из них нисходящие, но приращения функций, описывающих векторы физических величин в этих процессах, исчезающе малы в сравнении со средними квадратичными ошибками измерений.
Систематические ежесуточные наблюдения за температурой воздуха производятся, как известно,
всего лишь в течение последних 100—150 лет, причем первый год наблюдений на каждой станции — случайная дата. Знак же трендов меняется при усечении вектора в начале. Тренды разных метеостанций в отношении векторов средних годовых температур имеют разные знаки. Уже только поэтому нельзя утверждать, что тренд глобальной температуры един.
Достоверности трендов выражаются малыми значениями интеграла вероятности Гаусса, но даже если все метеостанции в умеренных и высоких широтах показали бы растущий тренд, нет никаких оснований экстраполировать его приращение на будущее — опять-таки из-за того, что в первый год
Коэффициенты вариации средних годовых температур воздуха
Метеостанция Годы Су
С анкт- П етербург 1890-2006 0,0021
Киев 1890-2006 0,0047
Одесса 1894-2005 0,0023
Сочи 1890-2006 0,0031
Астрахань 1890 -2006 0,0032
Алма-Ата 1921-2005 0,0034
Якутск 1891-2006 0,0023
Верхоянск 1902-2006 0,0041
Омск 1890-2006 0,0040
Иркутск 1890-2006 0,0041
выборки значение признака — случайное число, причем точно так же случайно число, находящееся в последнем году выборки. Но если первое очень малое, а последнее очень большое, то тренд получится растущим и наоборот.
Специалистам-климатологам следовало бы определить и утвердить (чисто условно) значение разграничительного критерия оценки понятий «изменения» и «колебания» климата. Такого критерия до сих пор не существует. В работах [1, 2] предприняты попытки обоснования понятия стабильности вариационного ряда исходя из количественной оценки коэффициента вариации. В работах [3, 4] предлагается количественный критерий условного разграничения математических понятий «колебания» и «изменения», а также рассматриваются различные аспекты проблемы.
В табл. 1 приведены значения коэффициентов вариации многолетних рядов наблюдений за температурой на метеостанциях территории СССР, а на рис. 1 представлено поле изолиний коэффициента вариации средних годовых температур воздуха, полученное в результате статистической обработки ежесуточных измерений температуры воздуха на 120 метеорологических станциях Сибири и соседних территорий. Обращают на себя внимание очень малые, исчезающе малые значения Су, что говорит о постоянстве.
В табл. 1 представлены вычисленные для длинных рядов средних годовых температур воздуха, полученных в 20-м столетии на метеостанциях Советского Союза, коэффициенты вариации, не превышающие 0,005. На рис. 1 приведена карта изолиний коэффициента вариации средних годовых температур воз-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014 НАУКИ О ЗЕМЛЕ
НАУКИ О ЗЕМЛЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014
0,2 0,4 0,6 0,8 1
Рис. 2. Шкала значений коэффициента вариации Cv
духа в многолетних рядах наблюдений по данным 120 метеостанций Сибири и соседних стран. Всё это свидетельствует, что климат не меняется.
На рис. 2 для наглядности представлена шкала коэффициентов вариации Су. Рассмотрим отрезки шкалы от нуля до соответствующей метки Су. Поскольку масштаб графика — Су= 1,0 в 15 см, длина отрезка Су = 0,01 соответствует 1,5 мм. Коэффициент вариации средних годовых расходов воды в р. Тобол у Кургана, например, равен Су=1,20 (отрезок длиной 18 см), коэффициент вариации средних годовых расходов воды в р. Иртыш у Омска Су=0,25 выразится отрезком длиной 38 мм, а для рек Ямала получим при Су = 0,10 отрезок длиной 15 мм. Предлагаем читателю мысленно отложить эти значения на шкале рис. 2. Колебание роста солдат в дивизии Британской армии (от 145 см до 195 см) характеризуется Су = 0,06 (отрезок длиной 9 мм). Очень незначительны колебания диаметров одинаковых монет Банка России достоинством 10 коп. выпуска 2010 г. и средних годовых температур воздуха [1]. Это значение Су=0,004 соответствует отрезку длиной 0,6 мм = 600 мкм. Практически такое же малое значение Су = 0,003 характеризует многолетний ряд суммарного годового расхода воды рек нашей планеты, что говорит о стабильности глобального круговорота воды и энергии климата планеты.
По аналогии с разбросом (распределением) диаметров одинаковых монет, характеризующимся исчезающе малым коэффициентом вариации, в котором первая значащая цифра появляется лишь в третьей позиции после запятой (рис. 1), следует считать среднюю годовую температуру воздуха в многолетних рядах величиной постоянной для текущего тысячелетия.
Вывод. В климатологии для разграничения понятий «колебания» и «изменения» следует ввести временно, вплоть до более строгого обоснования, следующий условный критерий оценки стабильности процесса: если коэффициент вариации многолетнего ряда значений переменной меньше, чем 0,005, средняя
арифметическая этой переменной стабильна, то есть не меняется при удлинении ряда и может быть принята за математическое ожидание на ближайшие столетия. Это будет означать, что в ближайшие столетия климат не изменится, и, по крайней мере для огромного большинства практических приложений, изменения будут незаметны и могут быть проигнорированы.
Библиографический список
1. Карнацевич, И. В. Изменчивость диаметров одинаковых монет как аналог изменчивости глобального климата / И. В. Карнацевич // Омский научный вестник. — 2013. — № 1 (118). — С. 238-240.
2. Карнацевич, И. В. Зависимость коэффициента вариации средней температуры воздуха от продолжительности интервала усреднения / И. В. Карнацевич, К. А. Мадиева // Омский научный вестник. Сер. Ресурсы Земли. Человек. — 2013. — № 2 (124). — С. 132—134.
3. Карнацевич, И. В. О стабильности климата Земли и критериях его колебаний и изменений / И. В. Карнацевич // Омский научный вестник. — 2004. — № 4 (29). — С. 164—167.
4. Карнацевич, И. В. Инопланетяне и изменения климата / И. В. Карнацевич // Омский научный вестник. — 2006. — № 9 (46), декабрь. — С. 326 — 329.
КАРНАЦЕВИЧ Игорь Владиславович, доктор географических наук, профессор кафедры физической географии Омского государственного педагогического университета.
Адрес для переписки: [email protected] АКИМОВА Виктория Станиславовна, старший преподаватель кафедры проектирования дорог Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии.
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 22.01.2014 г.
© И. В. Карнацевич, В. С. Акимова
Книжная полка
Короновский, Н. В. Геология : учеб. для вузов / Н. В. Короновский, Н. А. Ясаманов. - 8-е изд., испр. и доп. - М. : Academia, 2012. - 448 с. - Гриф УМО по классич. университетскому образованию. - ISBN 978-5-7695-9022-1.
Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки «Экология и природопользование» (квалификация «бакалавр»). В книге рассмотрены форма, строение и физические свойства Земли, а также основные геологические, географические, геофизические и геохимические сведения о строении и составе земного шара и земной коры. Освещены экзогенные и эндогенные процессы, их взаимодействие и взаимообусловленность, рассмотрены их роль и значение в формировании и развитии земной коры и рельефа Земли. Изложены природа тектонических движений и деформаций, причины сейсмической активности, покровных оледенений и других геологических явлений в свете новой глобальной концепции — тектоники литосферных плит. Учебник написан с учетом новейших данных, полученных в результате геолого-геофизических, космических и океанологических исследований. Для студентов учреждений высшего профессионального образования.
