Расчет климатических характеристик за N суток

Климатические характеристики за n. суток определяются по средним месячным или средним декадным значениям метеорологической величины, суточным средним квадратическим отклонениям (σ_сут и коэффициентам межсуточной корреляции r_сут.

В условиях ручной обработки определение среднего значения величины за n суток и средних квадратических отклонений для каждых суток этого периода выполняется методом А. А. Шепелевского. По этому методу, прежде всего, строятся гистограммы годового хода для или и σ_сут.

Если речь идет о периоде из нескольких дней (пентада, неделя), то гистограмма включает, кроме этого периода, несколько декад (месяцев) до и после него. Для пунктов, по которым имеются декадные данные, лучше пользоваться не месячными, а декадными значениями и σ_сут.Гистограмма представляет собой ряд прямоугольников, основанием которых служит продолжительность (дни) каждого месяца (декады), а высотой — () или σ_сут. Затем через верхние стороны прямоугольников проводится плавная линия таким образом, чтобы отрезаемая этой линией от каждого прямоугольника площадь была равна прирезаемой к нему площади. Используя полученную криволинейную трапецию, с графика снимают среднее значение за n суток рассматриваемого периода и средние квадратические отклонения каждых суток.

Среднее значение определяется как высота прямоугольна построенного на рассматриваемом периоде и имеющего площадь равную площади криволинейной трапеции (рис. 9.2, первая пентада июня). Средние квадратические отклонения σ_сут для каждых суток рассматриваемого периода снимаются с ординаты графика рис.9.3 для каждого дня периода.

При обработке данных на ЭВМ вместо метода А. А. Шепелевского используется сплайн-аппроксимация годового хода на основе тех же величин и _сут. Методика построения сплайн - функции изложена в работе [2].

После того как найдены средние квадратические отклонения суточных значений _iсут, определяют среднее квадратическое отклонение σ_n среднего за n суток по формуле, аналогичной (9.17):

(9.18)

где _iсут и _jсут — средние квадратические отклонения для i -х и j -х суток; r_i,jсут— коэффициент корреляции между i -ми и j -ми сутками.

Межсуточный коэффициент корреляции обычно рассчитывается для сдвига от 1 до 5 суток. Если число суток n ≥ 6, то при расчете по формуле (9.18) для всех j > i +5 принимается, что коэффициент корреляции r_i,jсут = 0 (т. е. такие члены не включаются в сумму).

Пример расчета. Рассчитать среднюю температуру воздуха первой пентады июня и среднее квадратическое отклонение пентадных температур для той же пентады в Минске.

Исходные данные для расчета

Месяц	Май	Июнь
Декада
ºС	12,4	14,2	15,2	16,2	16,9
σсутºС	4,1	4,2	3,7	3,4	3,1

Корреляционная функция средних суточных температур (июнь):

На рис. 9.2 и 9.3 представлены гистограммы и графики Шепелевского, построенные по приведенным данным. По графикам получаем = 14,9 °С, σ₁ = σ₂= 3,9 °С; σ₃ = σ₄ = 3,8 °С; σ₅ = 3,7 °С.

Имеем

σ_n