- № 1(3) 2023
«Метеорологія. Гідрологія. Моніторинг довкілля»
“СОНЯЧНА РАДІАЦІЯ ПРИ ПОСУХАХ У ХОЛОДНИЙ ПЕРІОД РОКУ ПРОТЯГОМ 1991-2020 рр. В УКРАЇНІ
Через особливий стан атмосфери з антициклональним характером атмосферної циркуляції та трансформації малорухомих повітряних мас на значних територіях Атлантико-Європейського сектору у холодний період року, почали фіксуватися посухи або передумови до них, зокрема на більшій частині території України. Мета роботи – оцінка змін складових режиму сонячної радіації при посухах чи їх передумовах у холодний період року протягом 1991-2020 рр. в Україні. Наведено зміни складових радіаційного режиму при посухах або передумовах до них під час холодного періоду та їх порівняння відносно середніх значень 1991- 2020 рр. в Україні. У певні місяці холодного періоду спостерігались відхилення окремих складових радіаційного режиму протягом останнього тридцятиріччя відносно стандартної кліматичної норми 1961-1990 рр. У холодний період вказаного проміжку часу при посухах або передумовах до них спостерігалися збільшення тривалості сонячного сяйва, прямої та сумарної сонячної радіації, що супроводжувалися зниженням розсіяної радіації. Виконані дослідження є вагомими для напрямку моніторингу аномалій кліматичних змін, що визначають вирішення прикладних завдань, зокрема адаптації сільськогосподарського виробництва в умовах посух або передумов до них протягом холодного періоду року
“ГОМОГЕНІЗАЦІЯ ЧАСОВИХ РЯДІВ ОПАДІВ: ОСНОВНІ СУЧАСНІ ПІДХОДИ ТА ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ
Проаналізовано сучасні програмні продукти, які можуть бути використані для проведення контролю якості та гомогенізації часових рядів метеорологічних величин, зокрема сум атмосферних опадів. Для виконання процедур контролю якості та гомогенізації часових рядів місячних сум опадів обрано програмний продукт HOMER. До переваг використання цієї програми можна віднести можливість для дослідника приймати рішення про підтвердження точок розриву на етапі об’єднаного порівняння (joint detection), що дозволяє враховувати наявну інформацію про природну мінливість значень сум опадів у регіоні та не допускати надмірного згладжування їх величин. Проведено тестування процедури гомогенізації рядів місячних сум опадів метеорологічної мережі протягом 1946-2020 рр. з використанням HOMER. Визначено методичні підходи до виділення ділянок неоднорідностей в часових рядах (точок розриву). Встановлено, що величина амплітуди зсуву в точках розриву може змінюватися в межах 0,1-0,7 (у відносних одиницях стандартного відхилення). Проведено корекцію часових рядів місячних сум опадів за досліджуваний період та розраховано, що їх зміна залежить від величини і знаку амплітуди зміщення і складає 10-20% початкових сум опадів. Розроблені методичні прийоми та підходи до перевірки якості даних та їх гомогенізації з використанням програмного продукту HOMER можуть застосовуватися у подальших дослідженнях опадів.
“ПОРЯТУНОК ДАНИХ (DATA RESCUE) ТА КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ДОБОВИХ ЧАСОВИХ РЯДІВ ТЕМПЕРАТУРИ ПОВІТРЯ (СЕРЕДНЬОЇ, МАКСИМАЛЬНОЇ ТА МІНІМАЛЬНОЇ) ТА АТМОСФЕРНИХ ОПАДІВ УКРАЇНИ
У роботі представлено результати роботи щодо порятунку даних (Data Rescue) паперових носіїв (метеорологічних таблиць), які містять записи добових значень середньої (TM), максимальної (TX) та мінімальної (TN) приземних температур повітря та сум атмосферних опадів (RR). Виконано оцифровування добових значень TM, TX та TN отриманих на 176 метеорологічних станціях національної гідрометеорологічної моніторингової мережі. Найбільшу кількість станцій (178) опрацьовано при оцифруванні даних атмосферних опадів. Загальна кількість оцифрованих значень становить 3 571 778. Оцифровані значення заповнюють пропуски, які були у цифровій базі даних добових значень основних кліматичних параметрів (TM, TX, TN та RR), сформованій в Українському гідрометеорологічному інституті. За допомогою сучасного, добре апробованого спеціалізованого програмного забезпечення INQC та Climatol, проведено контроль якості цифрової бази даних. Кількість виявлених грубих помилок становить 3 933 (від 9 до 2015 залежно від метеорологічного параметра, проте – не більше 0,04%). Більше величин належать до категорії можливих помилок, викидів, підозрілих значень та груп підозрілих значень. Їх частка від усіх значень окремих величин дорівнює 0,1-0,14%. За результатами проведеної процедури контролю якості було здійснено перевірку та корекцію всіх виявлених грубих помилок відповідно до даних в оригінальних паперових носіях.
“ЛОГІЧНО-АПРІОРНИЙ АНАЛІЗ В ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ
У статті продемонстровано на прикладах, що за браку вхідної інформації, логічно-апріорний аналіз можна ефективно застосовувати для вирішення не надто складних гідрогеологічних завдань: в регіональних дослідженнях, для аналізу даних спостережень за режимом підземних вод, при проектуванні підземних водозаборів, розчленуванні гідрографів річок, виборі розрахункових параметрів для моделювання тощо. У наш час цей метод експертного аналізу витісняється методами обробки даних за допомогою штучного інтелекту, що не вимагає глибоких знань предмету та значного досвіду дослідника. Показано, що логічно-апріорний аналіз може бути ефективним допоміжним методом при виконанні гідродинамічних розрахунків. Так, з його допомогою з’ясовано, що найрепрезентативнішим параметром, який проявляє і контролює залежність величини живлення ґрунтових вод від опадів є середньозважений річний коефіцієнт інфільтраційного живлення. Цей показник можна використовувати і для корегування невідомих фільтраційних параметрів, оскільки він має вузький діапазон варіабельності, що в свою чергу контролюється фактичною сумою річних опадів та його відомими середніми багаторічними зональними величинами
“КОЕФІЦІЄНТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКУ У ДОВГОСТРОКОВОМУ ПРОГНОЗУВАННІ СТРОКІВ ПОЯВИ ЛЬОДОВИХ ЯВИЩ НА ВОДОСХОВИЩАХ РІЧКИ ДНІПРО
Надійне та ефективне управління водними ресурсами неможливе без інформації щодо теперішнього та майбутнього стану річкових басейнів. Своєчасне інформування споживачів про майбутній розвиток гідрологічних процесів засновується на системі гідрологічних прогнозів. Велике значення має довгостроковий аналіз льодових явищ, на основі якого відбувається планування закінчення навігації та перехід функціонування господарських об’єктів на зимовий режим. Надійні та завчасні прогнози строків появи льодових явищ та встановлення льодоставу на водосховищах вкрай необхідні для раціонального використання водних ресурсів, для налагодження режимів роботи водосховищ з урахуванням вимог та інтересів різних секторів економіки: гідроенергетики, судноплавства, рибного господарства, комунального господарства тощо. Строки появи плавучого льоду відносяться до найбільш важливих характеристик осінніх льодових явищ. Останніми роками збільшилась повторюваність теплих сезонів осені та передзимового періоду, а процес льодоутворення часто має затяжний характер. У таких умовах велике значення має прогноз строків стійкої появи льоду та дат встановлення льодоставу, адже ці характеристики визначають найбільш ефективну гідрологічну стратегію в осінньо-зимовий період. У роботі досліджено зв’язки між коефіцієнтами теплового потоку та датами появи льодових явищ на водосховищах Дніпровського каскаду. Отримані прогностичні залежності виявили дуже слабкі та помірні кореляційні зв’язки, а ефективність прогностичних рівнянь склала 60 % та менше. Отже, застосування коефіцієнтів теплового потоку в якості предикторів атмосферних процесів є дуже обмеженим. Саме тому слід розширити пошук предикторів атмосферних процесів для довгострокового прогнозування дат появи льодових явищ у просторі й у часі.
“ЧИ Є КОРЕЛЯЦІЇ ДОКАЗОМ ТОГО, ЩО ЗМІНИ ШВИДКОСТІ ЛІЧЕННЯ СИГНАЛІВ РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ ОБУМОВЛЕНІ ЗМІНАМИ ТЕМПЕРАТУРИ?
В науковій літературі останніми роками точиться дискусія щодо можливості змінності швидкості радіоактивного розпаду під впливом зовнішніх факторів, про що свідчать окремі експерименти. Проте, оскільки такі ефекти різко конфліктують з основами ядерної фізики, існує і потужна критика, яка зводиться до того, що всі такі експерименти є некоректними. При цьому, так чи інакше, все зводиться до того, що ефекти, які спостерігаються, є результатом відгуку роботи вимірювальної апаратури на зовнішні метеоумови, тобто викликані змінами температури, вологості тощо. А не є змінами власне вимірюваної величини. У даній роботі розглянута можливість впливу саме такого фактору, як температура. Встановлено кореляцію між регулярними рядами вимірювань температури і рівня гамма-фону на території зони відчуження Чорнобильської АЕС, яка забруднена викидами палива зі зруйнованого енергоблоку. Зроблено припущення щодо механізму формування коливань у сигналах гамма-фону. Виявлений зв'язок може бути пов’язаний з існуванням спільного глобального чинника змінності сигналів гамма-фону і температури, який варто шукати поза межами тривіальних припущень про вплив метеорологічних умов на роботу апаратури.
