Файл: Рождественский, А. В. Статистические методы в гидрологии.pdf

Сопоставление спектральных функций годового стока р. Днепра и чисел Вольфа с аналогичными данными, полученными по моде­ лированным методом Монте-Карло рядам, в которых учитывалась лишь связь между смежными членами ряда и совершенно не учи­ тывалась связь между рядами, позволило выявить их однотипный характер. Это дополнительно указывает на отсутствие согласован­ ного хода колебаний между годовым стоком р. Днепра и числами Вольфа, а эмпирические расчетные характеристики спектрального анализа, включая компоненты взаимных спектров, отражают лишь случайные флуктуации выборочных данных и совершенно не отра­ жают свойств генеральных совокупностей.

Таким образом, статистические методы при существующей про­ должительности наблюдений за речным стоком не могут дать оп­ ределенного ответа о наличии связей солнечной активности с гид­ рологическими процессами. Скорее всего эмпирические расчеты корреляционного и спектрального анализов вскрывают свойства имеющихся выборок, отражая случайные флуктуации выбороч­ ных данных, и не являются оценками генеральных совокуп­ ностей.

Лишь более глубокие дальнейшие исследования, вскрывающие физические закономерности связи солнечной активности с гидроло­ гическими элементами режима, помогут ответить на вопрос, в ка­ кой мере и каким образом солнечная активность влияет на речной сток через цепочку стохастических связей: солнечная активность — верхние слои атмосферы — макроциркуляционные процессы — ме­ теорологические элементы и, наконец, речной сток.

Произведенный корреляционный и спектральный анализ колеба­ ний годового стока рек бассейна Днепра не может дать с полной уверенностью ответа на вопрос, являются ли намечающиеся тренды действительными или обусловлены случайными флуктуациями вы­ борочных данных. Учитывая ограниченную продолжительность даже самых длинных рядов наблюдений, скорее можно сделать вы­ вод о случайном характере циклических колебаний годового стока, который свойственен любым случайным последовательностям с до­ стоверной связью лишь между смежными членами ряда. Этот вывод подтверждается как теоретическими оценками, разработанными для нормально распределенных исходных рядов, так и расчетами по моделированным рядам. В таком случае эмпиричёские ав­ токорреляционные и взаимные корреляционные функции (при т > >1), спектральные плотности и некоторые другие характеристики могут рассматриваться лишь как приемы описания циклических колебаний годового стока, которые вполне удовлетворительно со­ ответствуют наблюденным данным и не могут быть распростра­ нены за пределы расчетного периода (на генеральную совокуп­ ность), так как обнаруженные при этом циклы зависят и от нуля отсчета, и от продолжительности выборок, по которым они опре­ делены. Последнее скорее объясняется случайными флуктуациями выборочных данных, чем нестационарностью процесса колебаний годового стока.

413

Эти выводы могут быть достоверны, а возможно, они могут и несколько измениться при значительном увеличении объема исход­ ной информации, что выполнимо лишь в отдаленной перспективе. Во всяком случае по мере накопления новых данных о речном стоке целесообразно уточнять сделанные выводы, которые осо­ бенно полезно проверить на другом эмпирическом материале.

Наиболее интересны исследования многолетних колебаний реч­ ного стока в зависимости от факторов, его обусловливающих (осадков, испарения и др.). Такой путь исследования в настоящее время наиболее перспективен.

Анализ внутрирядных связей годового стока, осуществленный совместно по многим створам наблюдений, свидетельствует о на­ личии достоверной связи лишь между смежными членами ряда, которая обусловлена переходящей из года в год влагой в бассейне, а возможно, и инерцией климатических факторов стока. В таком случае г,, <+i может быть дифференцировано в зависимости от фи­ зико-географических условий бассейна, определяющих бассейно­ вое регулирование стока.

При анализе циклических колебаний годового стока целесооб­ разно использовать различные способы фильтрации. К числу этих методов можно отнести способ последовательного парного осред­ нения членов ряда (биномиальный фильтр), применение которого позволяет выделить внутривековые циклы в ходе колебаний годо­ вого стока, исключая случайные некоррелированные во времени колебания. Представление колебаний годового стока в виде дина­ мической и случайной некоррелированной составляющих с после­ дующим обобщением этих данных по площади может оказаться полезным при исследовании внутривековых колебаний годового

сглаживающих функций.

Все рассмотренные методы описания многолетних колебаний речного стока вскрывают в общем одни и те же циклы в наблю­ денных данных.

Если корреляционный и спектральный анализы выявляют сред­ нюю продолжительность циклов за наблюдаемый отрезок времени, то использование биномиального фильтра представляет эти циклы в динамике их развития. Так как все рассмотренные методы

наиболее простому и наглядному способу сглаживания колебаний годового стока с использованием биномиального фильтра. Вообще говоря, выбор метода для анализа многолетних колебаний годового стока зависит от задачи, которую требуется решить.

Дальнейшие исследования по рассматриваемому вопросу, ви­ димо, могут проводиться в следующих направлениях.

1. Изучение многолетних колебаний речного стока в связи с факторами, его обусловливающими (осадками, испарением и др.).

414

С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

дения к длительному периоду наблюдений параметров кривых распределения. —

рологическим расчетам. — «Труды НИУ ГУГМС», 1946, сер. 4, вып. 29, с. 91—112.

процессов (динамико-статистический метод прогнозирования). — «Труды ЛГМИ»,

№1. с. 12—13.

16.Б а с и н А. М. О применении кривой распределения Шарлье к расчетам

среднего и максимального стока рек Европейской части СССР. — «Труды НИУ», 1941, сер. 4, вып. 1, с. 233—245.

416