Общая_климатологияКн1

лизации концепции глобальной рамочной основы для климатического обслуживания, согласно которой должно быть обеспечено функционирование открытого полноценного доступа к специализированным климатическим массивам исторических данных через Интернет.

Рассмотрим более подробно климатические архивы на примере двух из них: среднесуточной и месячной дискретности. Наиболее востребованным для климатических исследований является архив месячной дискретности для температур воздуха и осадков.

Архив «Средняя месячная температура воздуха на станци-

ях России» (авторы О.Н. Булыгина, В.Н. Разуваев, Л.Т. Трофименко, Н.В. Швець) содержит данные 518 станций России и ближнего зарубежья от начала наблюдений на станции до 2010 года. Пример таблицы каталога станций этого архива показан на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Пример таблицы каталога станций климатического архива среднемесячных температур воздуха

Массив имеет записи фиксированной длины 83 байта c символом конца строки. Каждая запись содержит 14 полей с фиксиро-

110

ванным положением в записи и фиксированной длиной (таблица 2.1). Дополнительно все поля записи отделены друг от друга символом «пробел».

Таблица 2.1

Структура записи массива среднемесячных температур воздуха

Но-	По-	Дли	Наименование поля	Примечание
мер	зиция	на
поля		поля
1	1-5	5	Индекс ВМО станции
	6	1	Пробел
2	7-10	4	Год
	11	1	Пробел
			температура воздуха в январе	В градусах Цельсия
				с точностью 0.1 гра-
3	12-16	5		дуса
	17	1	Пробел
4	18-22	5	температура воздуха в феврале	-″-
	23	1	Пробел
5	24-28	5	температура воздуха в марте	-″-
	29	1	Пробел
6	30-34	5	температура воздуха в апреле	-″-
	35	1	Пробел
7	36-40	5	температура воздуха в мае	-″-
	41	1	Пробел
8	42-46	5	температура воздуха в июне	-″-
	47	1	Пробел
9	48-52	5	температура воздуха в июле	-″-
	53	1	Пробел
10	54-58	5	температура воздуха в августе	-″-
	59	1	Пробел
11	60-64	5	температура воздуха в сентябре	-″-
	65	1	Пробел
12	66-70	5	температура воздуха в октябре	-″-
	71	1	Пробел
13	72-76	5	температура воздуха в ноябре	-″-
	77	1	Пробел
14	78-82	5	температура воздуха в декабре	-″-
	83	1	Символ конца строки

Такое «двойное» форматирование записи позволяет использовать любой из наиболее употребительных способов разделения полей («comma separate» или «fixed length fields») при вводе дан-

ных в программные средства хранения (СУБД), электронные таб-

111

личные процессоры, статистические пакеты и средства графического представления информации. Примеры отдельных записей архива следующие:

20046 1958 -21.1 -25.4 -27.4 -19.9 -9.5 -1.8 1.0 -0.5 -0.4 -11.6 -19.3 -27.0 20046 1959 -28.6 -26.3 -23.8 -16.6 -8.6 -0.9 1.1 0.8 -1.4 -5.2 -10.1 -17.9 20046 1960 -20.5 -32.9 -27.2 -19.9 -7.3 -0.6 1.4 -0.1 -2.2 -12.4 -21.9 -22.4

Массив проконтролирован на экстремальные значения статистическими методами. Пространственное распределение метеостанций архива показано на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Распределение метеостанций архива среднемесячных температур воздуха и осадков

Архив «Месячные суммы осадков на станциях России»

(авторы О.Н. Булыгина, В.Н. Разуваев, Н.Н. Коршунова, Н.В. Швець) содержит данные 518 станций от начала наблюдений на станции до 2010 года. В современной версии массива ряды данных содержат информацию с 1966 года. Такой период обусловлен тем, что до 1966 года в наблюдениях за осадками, по крайней мере, трижды была нарушена однородность рядов: а) в 30-е годы прошлого столетия произвели массовый перенос станций на отрытое место, репрезентативное для ряда элементов, но не для осад-

112

ков; б) в начале 50-х годов массовое нарушение однородности вызвано сменой прибора, был установлен осадкомер с защитой Третьякова; в) с января 1966 года поправка на смачивание стала вводиться непосредственно на станции.

После 1966 года никаких изменений в методиках измерений и обработки не происходило, т. е. не было массового нарушения однородности данных. Данный массив имеет структуру и формат записи, аналогичные массиву среднемесячной температуры. Массив проконтролирован на экстремальные значения, а также на совпадение месячных сумм осадков данного массива и расчетных сумм, которые получались из суточных сумм осадков.

Примером климатического архива другой структуры является архив «Суточная температура воздуха и количество осадков на станциях России и бывшего СССР» авторы О.Н. Булыгина,

В.Н. Разуваев, Т.М. Александрова). Первоначальная версия массива создавалась на базе архива 223 станций на территории бывшего

СССР, данные для которых публиковались в «Метеорологическом ежемесячнике СССР, часть 1 “Ежедневные данные”» (рис. 2.6). Эта версия была подготовлена в рамках международного сотрудничества (ВНИИГМИ-МЦД, Россия; CDIAC, США) и была опуб-

ликована в CDIAC на CD-ROM (США) как NDP-040.

В настоящее время данный массив содержит данные 600 станций. Перечень станций составлен на основании списка станций Росгидромета, включенных в Глобальную сеть наблюдений за климатом и списка реперных метеорологических станций Росгидромета, подготовленного в Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова.

113

Рис. 2.6. Распределение метеостанций архива суточных температур воздуха и осадков

Данные по станциям, находящимся на территории независимых государств – бывших республик СССР, публикуются в соответствии с решениями Исполкома межгосударственного совета по метеорологии стран СНГ об утверждении списка станций для международного обмена (Алма-Аты, 1993 год). Для некоторых станций пополнение информации не осуществляется, так как:

-станции закрыты (как на территории России, так на территории независимых государств, бывших республик СССР);

-данные по станциям не представлены для подготовки «Метеорологического ежемесячника станций стран содружества независимых государств, часть 1 “Ежедневные данные”».

Массив состоит из 600 файлов данных в формате ASCII с именами вида IIIIII.dat, где IIIIII – синоптический индекс станции (индекс ВМО). Записи в файлах данных упорядочены по возрастанию ключевых элементов: год, месяц, день.

Сцелью проинформировать пользователей о наличии ошибочных данных в архивных источниках, на основании которых осуществлялось формирование массива, в состав записи введен групповой признак качества для показателей температуры возду-

114

ха – TFLAG. Значения, которые может принимать этот признак, а также формат записи приведены на сайте. Над устранением этих ошибочных значений продолжается работа, которая, к сожалению, требует значительных временных затрат из-за необходимости обращения к первичным материалам наблюдений (книжкам КМ-1 на метеостанциях). Структура записи архива среднесуточных температур воздуха и осадков представлена в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Структура записи массива среднесуточных температур воздуха и осадков

Но	Пози-	Дли-	Наименование поля	Примечание
мер	ция	на
по-		поля
ля
1	1-5	5	Индекс ВМО станции
	6	1	Пробел
2	7-10	4	Год
	11	1	Пробел
3	12-13	2	Месяц
	14	1	Пробел
4	15-16	2	День
	17	1	Пробел
			TFLAG - групповой признак качества
5	18	1	для показателей температуры воздуха
	19	1	Пробел
			TMIN-минимальная температура воз-	в градусах
			духа за сутки	Цельсия с точ-
				ностью 0.1
6	20-24	5		градуса
	25	1	Пробел
	26	1	QTMINпризнак качества для TMIN
	27	1	Пробел
			TMEAN - среднесуточная температу-	с точностью
	28-32	5	ра воздуха	0.1 градуса
	33	1	Пробел
			QTMEAN - признак качества для
	34	1	TMEAN
	35	1	Пробел
			TMAX - максимальная температура	с точностью
	36-40	5	воздуха за сутки	0.1 градуса
	41	1	Пробел
			QTMAX - признак качества для
1	42	1	TMAX

115

Но	Пози-	Дли-	Наименование поля	Примечание
мер	ция	на
по-		поля
ля
	43	1	Пробел
			R - суточная сумма осадков в милли-	с точностью
2	44-48	5	метрах	0.1 мм
	49	1	Пробел
	50	1	CR - дополнительный признак к R
	51	1	Пробел
	52	1	QR - признак качества для R
	53	1	Символ конца строки ‘\n’

Помимо формирования и хранения архивной информации во ВНИИГМИ-МЦД также проводятся и различные виды исследований климата, на основе которых предоставляется следующие информация о погоде и климате:

-данные с АМС «Обнинск»,

-бюллетени «Изменения климата»,

-научно-прикладной справочник «Климат России»,

-экстремальность климата на территории России;

-мониторинг климата России,

-чрезвычайные ситуации в России, обусловленные погодными условиями;

-гидрометеорология и экономика,

-прогностические оценки изменений климата,

-сведения о влиянии текущих изменений приземного климата на термическое состояние почвогрунтов РФ,

-вероятностный прогноз температурного режима в России на отопительный период.

Бюллетени «Изменения климата» являются регулярным изданием и в настоящее время выпускаются с периодичностью 1 раз в два месяца. Далее дан пример содержания такого бюллетеня за номером 74 за август-сентябрь 2018 г.:

1. Официальные новости.

2. Главные темы выпуска.

3. Обзор климатической политики и мер в различных секторах экономики.

116

4.Оценка уязвимости, воздействие изменений климата и меры по адаптации.

5.Просвещение, подготовка кадров, информирование общественности, содействие международному развитию.

6.Официальные новости из-за рубежа.

7.Новости из российских неправительственных экологических организаций.

8.Календарь предстоящих событий и дополнительная информация.

Раздел «Мониторинг климата России» включает в себя следующие виды публикаций:

- климатические условия на территории России (по годам); - сезонные индексы блокирования западного переноса в умеренных широтах Северного полушария (по годам); - свободная атмосфера; - температурные рекорды;

- сезонные особенности изменений климата за 1976–2011 гг.

Так, например, для обзора погодных и климатических условий в России и на территории ее регионов в 2017 году, оценки аномальности климата получены на основе данных гидрометеорологических наблюдений на сотнях станций государственной наблюдательной сети Росгидромета. Пространственное осреднение температур воздуха и осадков за период с 1936 по 2017 гг. выполнено по данным 383 станций России. Детализация структуры месячных аномалий выполнена по данным 8-ми срочных наблюдений. Состояние снежного покрова исследовалось по данным регулярных ежедневных наблюдений за снежным покровом на 606 метеорологических станциях России и по данным маршрутных снегомерных съемок на 958 станциях. Для анализа режима ветра и его аномальности использовались срочные данные 1339 метеорологических станций Российской Федерации, а для анализа распределения продолжительности солнечного сияния ̶данные наблюдений на 319 станциях.

На рис. 2.7 приведены временные графики аномалий среднегодовой и среднесезонной температуры воздуха за 1939–2017 гг. в отклонениях от нормы, осредненной по всей территории Российской Федерации и их аппроксимация линейными трендами с

117

1980 г. с рассчитанными скоростями роста температуры воздуха за 10 лет. В целом 2017 год был теплым: средняя годовая температура воздуха, осредненная по территории России, превысила норму за 1961–1990 гг. на 2,02°С. Это четвертая величина в ранжированном ряду наблюдений с 1939 года. Во все сезоны среднесезонная температура воздуха превышала климатическую норму, но только весенняя аномалия вошла в первую пятерку самых больших в ранжированном ряду.

Рис. 2.7. Аномалии среднегодовой и среднесезонной температуры воздуха, осредненной по территории России, за период 1939–2017 гг.

(от норм за период 1961–1990 гг.)

118

Если рассматривать по 9 однородным климатически районам России и сезонам года, то зимняя температура была выше климатической нормы во всех районах за исключением Северного Кавказа, но наиболее теплой зима выдалась на Чукотке и Камчатке. Величина аномалии среднесезонной температуры в этом районе стала третьей в ранжированном ряду с 1939 года.

Весна для России, как и в прошлом 2016 году, выдалась очень теплой, среднесезонная аномалия для России в целом составила 2,82°С. Это 4-я величина в ранжированном ряду. Во всех квазиоднородных районах среднесезонная температура превысила климатическую норму, но наиболее теплой нынешняя весна выдалась на севере Азиатской территории страны: районы II (Северная часть Восточной Сибири и Якутии) и III (Чукотка и Камчатка). Во II районе весенняя аномалия 2017 года стала рекордной за период наблюдений с 1939 года, а в III районе – второй в ряду самых теплых. Наибольший вклад в сезонную аномалию внес экстремально теплый март.

Лето 2017 года выдалось в целом для России теплым с аномалией среднесезонной температуры 2,03°С, но значительно теплее лето было на Азиатской территории страны. В центральных районах ЕТР очень холодный июнь значительно снизил сезонную температурную аномалию.

Осень для России в целом выдалась умеренно теплой, аномалия среднесезонной температуры составила 1,12°С. На Европейской территории, севере Азиатской территории и в Западной Сибири среднесезонная температура воздуха превысила климатическую норму, на юге Сибири и Дальнего Востока была близка к норме.

Справочник «Чрезвычайные ситуации в России, обусловленные погодными условиями» также является ежегодным изданием. Сами же природные стихийные явления условно можно разбить на две группы: явления, наносящие ущерб экономике, и явления, которые не наносят экономического ущерба, но в значительной степени влияют на погодные и климатические условия различных регионов. В связи с этим, существуют и два подхода к анализу таких явлений – климатический и экономико-метеорологический. Очевидно, что климатический анализ включает гораздо большее

119