Файл: Челпанова О.М. Среднее многолетнее давление воздуха над океанами.pdf

опорных станций, получились уже более надежными, чем средние из 2—5 и 7 лет. Однако колебания климата резко снижают и их точность.

Таблица 10

Ошибки (од, мб) среднего многолетнего давления воздуха

из разного числа лет при различных значениях средних квадратических отклонений (я мб)

Мы еще не знаем, каковы действительные колебания атмо­ сферного давления на побережье Антарктиды, но, судя по ближай­ шей к нему ст. Лори (Южные Оркнейские острова), можно, по-ви­ димому, дать приближенную оценку хотя бы порядка этих величин и их тенденции для западного сектора Антарктиды. Как видно из рис. Б и б и табл. 3, колебания давления воздуха в субантаркти­ ческой зоне хотя и менее резко выражены, чем в тех же широтах северного полушария, все же они имеют значительную амплитуду. Колебания скользящих 10-летних средних за 70-летний период по данным за 4 месяца на ст. Лори в апреле составляют 3,8 мб, а в октябре 6,6 мб. За другие месяцы и в других местах эти коле­ бания могут быть больше. Даже 20-летние средние в отдельные периоды могут различаться до 3,6 мб (октябрь), а 30-летние средние—до 2,7 мб (апрель). Таким образом, при средней ошибке норм из 10-летнего ряда, равной 1,6—1,9 мб (табл. 10) и завися­ щей от изменчивости среднего месячного давления воздуха, в от­ дельные циклы колебаний климата точность этих средних может быть снижена еще на весьма значительные величины. Небезынте­ ресно заметить (судя по данным за 4 месяца), что наибольшая амплитуда имеет место весной (в октябре), а осенью (в апреле) она примерно в два раза меньше.

Таблица 11

Амплитуда колебаний скользящих средних по давлению воздуха из 10, 20, 30 и 40 лет по ст. Лори за период 1903—1970 гг.

29

Скользящие средние по ст. Лори (рис. 5 и 6, табл. 11) дают основание предположить, что для получения устойчивых средних многолетних по давлению воздуха в Антарктике необходимо иметь не менее 40 лет наблюдений, т. е. надежные климатологические нормы, не зависящие от колебаний климата, для этой области мо­ гут быть получены только к концу XX в. На необходимость 40-лет­ них рядов для получения надежных норм в этой зоне уже было указано в п. 2.

5. Однородность рядов наблюдений

Одним из ючень важных этапов климатологической обработки метеорологических наблюдений является анализ однородности рядов наблюдений. Только при наличии вполне однородных рядов можно получить реальные нормы и правильные выводы при любых исследованиях по материалам давления воздуха за отдельные годы.

Несмотря на то, что при переносах станции изменение окру­ жающих ее микроклиматических условий не оказывает влияния на режим атмосферного давления, по этому элементу нередко имеют место нарушения однородности рядов наблюдений. Помимо рассмотренного в следующем параграфе влияния суточного хода давления воздуха на неоднородность данных по давлению, неодно­ родности обусловлены неточным определением высот барометра при установке и его переносах, реже — дефектами прибора и ошиб­ ками печати.

Оценка качества и однородности полученных рядов наблюдений производилась нами по разностям, как правило, с двумя ближай­ шими станциями, которые позволяют выявить все сомнительные числа и неоднородные части периодов. В случаях невозможности исправить выделявшиеся в разностях сомнительные числа, они исключались из обработки, а неоднородность в рядах наблюдений устранялась либо введением поправок, полученных из тех же раз­ ностей, либо принятием других, указанных в первоисточнике после или до нарушения однородности высот барометра, которые дают лучшие результаты. В некоторых случаях неоднородная часть ряда исключалась из обработки.

Неоднородность в рядах наблюдений была обнаружена на мно­

ций земного шара собраны материалы наблюдений за весь период действия станций.

Мы не считали возможным оставлять неоднородность не заме­ ченной, так как эти нарушения могут привести к искажению много­ летних результатов. Если небольшая неоднородность, порядка 0,5—1 мб, в умеренных широтах не имеет практического значения, то в экваториальной зоне даже эти небольшие нарушения необ­ ходимо устранять, так как неоднородность такого порядка в этой зоне равна величине самой изменчивости давления воздуха и даже

30

превышает ее. Именно поэтому в субтропической, тропической и экваториальной зонах необходимо производить очень тщательный анализ однородности рядов наблюдений по давлению воздуха.

Нарушения однородности рядов наблюдений по этому элементу в названных зонах легко увидеть даже без разностей, по самим значениям давления воздуха, особенно по их годовым величинам, порядок которых очень устойчив от одного года к другому. Так, например, на ст. Мерида (табл. 12) давление воздуха в 1940— 1947 гг. заметно ниже и очень резко занижено с 1948 по 1956 г. по сравнению с первой частью периода. На ст. Илойло занижено давление воздуха в 1916 и 1917 гг. и очень завышено (примерно на 1,6 мб) в 1930—1940 и 1951—1960 гг. На ст. Арика давление занижено на 2,2 мб, в период с 1944 по 1949 г., а на острове Пасхи — примерно на 2,5 мб в 1942—1949 гг.

Таблица 12

Среднее годовое давление воздуха (мб). Неоднородные ряды наблюдений

31:

В умеренных и высоких широтах колебания даже среднего годового давления воздуха от одного года к другому довольно ве­ лики, поэтому неоднородность рядов наблюдений в этих зонах можно определить только по разностям с двумя ближайшими станциями. Если в разностях с двумя другими станциями в один и тот же период отмечается систематическое повышение или пони­ жение давления воздуха, то ряд следует считать неоднородным.

і\зк видно из табл. 12, на ст. Пунта-Аренас колебания среднего годового давления воздуха не позволяют четко отграничить неод­

32

Приведенные величины нарушений однородности рядов наблю­ дений показывают, что неоднородность на станциях, Мерида, Илойло, Арика, Пасхи, о. достигает значений, близких к значениям трех о для среднего годового давления воздуха «ли превышающих их. Совершенно очевидно, что такие ряды наблюдений без выясне­ ния причин нарушения однородности и устранения этой неодно­ родности не могут быть использованы в таких исследованиях.

Как уже было отмечено выше, нарушение однородности в рядах наблюдений по давлению воздуха не может быть результатом из­ менения микроклиматических условий, если не было изменения высоты барометра, которое должно быть учтено.

Как известно, климатологическая обработка давления воздуха производится лишь после того, как произведено приведение давле­ ния воздуха за все годы к одной высоте либо к уровню моря. Тем не менее неоднородности в рядах наблюдений встречаются, которые чаще всего являются результатом неточности высоты барометра в какой-то части периода. Так, по-видимому, на ст. Пасхи, о. указанная до 1950 г. высота барометра 21 м неточна. Если принять для этих лет высоту 41 м, принятую с 1950 г., то не­ однородность на этой станции будет устранена.

Не всегда удается четко разобраться в нарушениях однородно­ сти рядов каждой станции и устранить их должным образом при обработке материала по редкой сети станций в масштабе земного шара, так как другие станции, с которыми ведется сравнение, тоже могут иметь свои нарушения однородности. Легче всего произве­ сти такой анализ по материалам станций внутри каждого государ­ ства, привлекая данные наблюдений на ближайших станциях. В этом слѵчае имеется возможность выяснить причины, вызвавшие неоднородность, путем изучения истории барометра каждой стан­ ции с учетом изменения инструментальных поправок и высоты

барометра.

Приближенным критерием для определения неоднородности в рядах наблюдений по давлению воздуха могут служить средние годовые значения о, величины которых составляют около 0,3— 0,6 мб в экваториальной и тропических зонах, 0,7—1,0 мб в субтро­ пической, 0,8—2,0 мб в умеренных и субполярной зонах и 1,5

2,5 мб на антарктическом побережье.

Приведенные величины можно считать предельным допуском в соответствующих зонах для определения однородности рядов на­ блюдений. Систематические отклонения среднего годового давле­ ния воздуха на величины большего порядка допускать нельзя. В тех случаях, когда в какой-то части периода среднее годовое давление воздуха, а также разности среднего месячного и среднего годового давления отличаются от соответствующих значений в дру­ гой части периода на величины, превосходящие среднюю годовую изменчивость, необходимо производить устранение неоднородности либо исключать из обработки неоднородную часть периода. Чтобы оценить, какая часть периода является репрезентативной для дан­ ной станции, необходимо сопоставить средние многолетние данные

33