Математические методы обработки данных в научно-исследовательских работах студентов
Стратегический прогноз изменения климата Российской Федерации на период 2010;2015 гг. и их влияние на отрасли экономики / Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). — М .: «Фабрика офсетной печати», 2005. — 28 с. Кривые среднесячных температур Данный график показывает, что имеется общая тенденция к увеличению температуры, т. е. потеплению климата… Читать ещё >
Математические методы обработки данных в научно-исследовательских работах студентов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Под климатом понимается статистическое описание в терминах средних значений и изменчивости соответствующих гидрометеорологических величин в пределах некоторого периода времени — от месяцев до тысячелетий (классический период — тридцать лет). [1, с. 7]. Многочисленные исследования ученых доказывают изменение климатических условий в последние десятилетия. Этот факт определяет актуальность проведения исследования, направленного на моделирование последствий изменения климата Европейского Севера, базой исследования выберем климат Архангельской области, в частности город Нарьян-Мар. Тема исследования определила объект, предмет, цели и задачи исследования.
Объект исследования: процесс изменения климата на Европейском Севере на примере Архангельской области.
Предмет исследования: моделирование последствий изменения климата Архангельской области.
Цель исследования: моделирование последствий изменения климата Европейского Севера на примере Архангельской области.
Для достижения сформулированной цели необходимо решить следующие задачи исследования.
математический студент научный климат Таблица 1 Задачи и методы исследования.
Задачи исследования. | Методы исследования. |
1. Собор статистических данных об изменении климата Архангельской области. | Систематизация и обобщение статистических данных за период с 2001 по 2013 год для города Нарьян-Мар. |
2. Построить математическую и информационную модель климата Архангельской области, спрогнозировать изменение климата. | Используя эконометрические модели построить точечный и интервальный прогнозы изменения климата Европейского Севера на примере Архангельской области. |
Практическая ценность исследовательской работы состоит в получении закономерностей изменения природно-климатических характеристик в различных климатических зонах Архангельской области, а также их прогнозных значений на перспективу для нужд экономики региона.
Итак, территория Европейского Севера по площади равна 1466 тыс. км (9% от всей площади России), численность населения составляет 6 млн. человек (4% населения страны), средняя плотность 4 чел/км2. Природно-климатические условия: часть территории расположена севернее полярного круга. Поэтому наблюдаются низкие температуры, вечная мерзлота, ветры, заболоченность. Климат Карелии, Кольского полуострова, Вологодской области значительно мягче. Большая часть района занята тундрой, лесотундрой, тайгой.
Для анализа изменения температуры на основе имеющихся данных [1, 2, 3] была определена таблица среднемесячных значений температуры в период с 2001 по 2013 гг.
Значения среднемесячные температур г. Нарьян-Мар
Построим кривые среднемесячных температур в начале и конце рассматриваемого временного периода.
Кривые среднесячных температур Данный график показывает, что имеется общая тенденция к увеличению температуры, т. е. потеплению климата. Вычислим величину среднемесячного изменения температуры. Для анализа используем данные за 2012 и 2013гг:
Среднемесячные значения температур 2012;2013гг.
Данные расчеты подтверждают заключение о повышении температуры (от 1,6°С до 7,4°С), Величина среднегодового изменения температуры составила почти 3 °C, максимальное изменение температуры приходится на ноябрь месяц.
Выясним, сохраняется ли тенденция сезонного потепления климата. Для этого построим графики изменения среднегодовых температур, сгруппированных по сезонам (зима, весна, лето, осень):
Графики изменения среднегодовых температур Данные графики подтверждают факт повышения среднемесячных температур.
На основе данных Таблицы 2 построим кривую изменения среднегодовой температуры и добавим к ней усредненную линию (линию тренда).
График среднегодового изменения температуры Линия тренда также подтверждает факт повышения среднегодовой температуры воздуха. Но данный тренд имеет невысокий коэффициент детерминации, следовательно, его можно улучшить, например, построив адаптивную модель Брауна:
Модель является точной и адекватной, R2 =0,46. По данной модели можно выполнить прогноз на период до 2016 года:
Эмпирические и рассчитанные по модели Брауна значения среднегодовой температуры.
Построение прогноза Реализация построенных моделей позволит своевременно адаптироваться к происходящим изменениям климата и избежать негативных проявлений климатической изменчивости.
Библиографический список.
- 1. Семенов, С. М. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Том II. Последствия изменения климата / Анисимов О. А., Анохин Ю. А., Болтнева Л. И. и др. — Росгидромет, 2008. — 288.
- 2. Стратегический прогноз изменения климата Российской Федерации на период 2010;2015 гг. и их влияние на отрасли экономики / Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). — М .: «Фабрика офсетной печати», 2005. — 28 с.
- 3. Зеленина Л. И., Федькушова С. И. Климатическое моделирование Арктики (на примере г. Нарьян-Мар) // Инноватика: научный электронный журнал. — 2014, № 2. — Санкт-Петербург: ООО Инноватика, 2014. — ЭЛ № ФС 77−57 224, ISSN 2312−2765