Введение к работе
Актуальность темы. Изменение климата стало в настоящее время фактором, оказывающим существенное влияние на атмосферные процессы и, таким образом, на природно-климатические характеристики практически всех регионов нашей планеты. Этим можно объяснить и то, что исследование изменений природно-климатических характеристик регионов, их прогноз, а также четкое определение возможных их последствий для окружающей среды и различных областей человеческой деятельности стали в настоящее время научными проблемами, которые привлекают большое внимание исследователей.
К таким проблемам можно отнести анализ и прогноз изменений электрической активности атмосферы и режима осадков для различных климатических зон Северного Кавказа. Здесь следует отметить, что основное внимание при исследовании динамики природно-климатических характеристик регионов уделяется исследованию изменений количества осадков, а детальному исследованию изменения режима осадков посвящено ограниченное количество работ.
Недостаточно внимания уделяется исследованию трансформации электрической активности атмосферы и прогнозированию изменений характеризующих ее метеопараметров. А что касается взаимосвязи между изменениями режима осадков и электрической активности атмосферы, то исследования в этом направлении практически отсутствуют. Вместе с тем, исследование этих вопросов представляет большой научный и практический интерес.
Цель и задачи работы. Цель диссертационной работы заключается в детальном исследовании изменений электрической активности атмосферы и режима осадков в летние сезоны и за период апрель-сентябрь в различных климатических зонах Северного Кавказа, а также в прогнозировании динамики этих природно-климатических характеристик.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
-определение трансформации электрической активности атмосферы в предгорной, степной и прибрежной климатических зонах Северного Кавказа на основе анализа временных рядов метеорологических параметров, характеризующих ее;
- выявление изменений режима атмосферных осадков в тех же климатических зонах региона на основе анализа временных рядов характеризующих их метеорологических параметров;
- исследование наличия тренда и трендоустойчивости
временных рядов метеорологических параметров, характеризующих электрическую активность атмосферы и режим атмосферных осадков в предгорной зоне региона;
- проведение анализа спектральной структуры временных рядов этих же метеорологических параметров;
- построение модели прогнозирования изменений метеопараметров с учетом особенностей влияющих на них факторов;
- прогнозирование динамики метеопараметров, характеризующих электрическую активность атмосферы и режим осадков в предгорной зоне региона.
Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты:
- выявлены закономерности изменения во времени электрической активности атмосферы в летние сезоны и за период апрель-сентябрь в предгорной, степной и прибрежной зонах Северного Кавказа;
-выявлены закономерности изменения во времени метеопараметров, характеризующих режим атмосферных осадков в этих же климатических зонах региона;
- проведены исследования наличия тренда и трендоустойчивости временных рядов метеопараметров, характеризующих электрическую активность атмосферы и режим осадков в предгорной зоне региона, наличия аномальных элементов в этих рядах, корреляционной связи между различными метеопараметрами, а также спектральной структура временных рядов метеопараметров;
- проведено прогнозирование динамики метеорологических параметров, характеризующих режим атмосферных осадков в летние сезоны и за период апрель-сентябрь;
-проведено прогнозирование динамики метеорологических параметров, характеризующих электрическую активность атмосферы.
Предмет защиты.
1. Закономерности изменения электрической активности атмосферы в летние сезоны и за период апрель-сентябрь в предгорной, степной и прибрежной климатических зонах Северного Кавказа;
2. Закономерности изменения режима атмосферных осадков в эти же периоды времени и в этих же климатических зонах региона;
3. Результаты анализа спектральной структуры и трендоустойчивости временных рядов метеопараметров, характеризующих электрическую активность атмосферы и режим осадков в различных климатических зонах региона;
4. Результаты исследования наличия аномальных элементов во временных рядах метеопараметров, а также корреляционной связи между ними;
5. Результаты прогнозирования изменений режима атмосферных осадков в летние сезоны и за период апрель-сентябрь в предгорной зоне региона;
6. Результаты прогнозирования изменений электрической активности атмосферы в летние сезоны и за период апрель-сентябрь в этой же климатической зоне региона.
Практическая ценность работы. Практическая ценность работы заключается в том, что получены закономерности изменения во времени электрической активности атмосферы и режима осадков в летние сезоны и за период апрель-сентябрь в предгорной, степной и прибрежной климатических зонах Северного Кавказа, проведен прогноз их изменений на 15-летнем интервале упреждения.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке стратегии устойчивого развития региона. В частности, они могут найти применение для организации защиты различных народнохозяйственных объектов региона, включая и олимпийские объекты в районе г. Сочи, от молниевых разрядов, а также адаптации производства сельскохозяйственной продукции в различных климатических зонах региона к изменениям их агрометеорологических ресурсов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международной научной конференции по дифференциальным уравнениям и математическому моделированию (Владикавказ, 2008г), пятой Международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование» (С. Петербург, 2008), Международной научной конференции по проблемам информатизации общества (Нальчик, КБНЦ РАН,2009), на научных семинарах в Кабардино-Балкарском государственном университете и Высокогорном геофизическом институте.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 142 страницы машинописного текста, включая 22 таблицы, 33 рисунка. Список литературы содержит 126 наименований.
Похожие диссертации на Анализ и прогноз изменений электрической активности атмосферы и режима осадков в различных климатических зонах Северного Кавказа
