Писаный (1195951), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

При помощи рассмотренного в разделе 2.3 инструмента были созданы карты, демонстрирующие значения оценок качества прогнозов температуры по Дальнему Востоку за период с 2014 по 2016 годы, сгруппированные по различным интервалам среднесуточных температур. В данном разделе будут рассмотрены только три таких интервала:

- от 5 до 10 градусов;

- от -5 до 0 градусов;

- от -30 до -20 градусов.

Карты, построенные по другим температурным интервалам, находятся в приложении В.

Рассмотрим значения оправдываемости прогнозов, полученные для положительных среднесуточных температур (рисунок 4). Наименьшее значение оправдываемости прогнозов по Дальнему Востоку составило 20% в пункте наблюдения Тикси. Наибольшее значение – 96% в пункте наблюдения Малиново в Приморском крае. В пределах Хабаровского края оправдываемость находилась в пределах от 46% до 81%. В большинстве пунктов наблюдения прогнозы температуры чаще всего обладали достаточной точностью.

Рисунок 4 – Значения оправдываемости прогнозов при среднесуточной температуре от 5 до 10 градусов

Согласно рисунку 5, в большинстве пунктов наблюдения средняя абсолютная погрешность прогнозов составляла 2-3 градуса. Наибольшее значение погрешности зафиксировано в пункте наблюдения Валькарай – 6 градусов. Наименьшее значение погрешности составило 2 градуса.

Рисунок 5 – Значения средней абсолютной погрешности прогнозов при среднесуточной температуре от 5 до 10 градусов

Рассмотрим значения оправдываемости прогнозов в случае, когда среднесуточная температура опускается ниже нуля градусов (рисунок 6). По сравнению с предыдущим температурным интервалом заметно снижение значения оправдываемости в целом по региону, в то время как в отдельных пунктах оправдываемость не ухудшилась или даже улучшилась. Так, минимум оправдываемости переместился из Тикси в Гамов в Приморском крае и составило 7%. В самом Тикси оправдываемость составила 88%. Максимум оправдываемости приходится на Северо-Курильск на Камчатке и составляет так же 96%. Во многих пунктах оправдываемость понизилась, по Хабаровскому краю значение, на которое она уменьшилась, достигало 10-20%.

Рисунок 6 – Значения оправдываемости прогнозов при среднесуточной температуре от -5 до 0 градусов

Значения средней абсолютной погрешности при среднесуточной температуре от -5 до 0 градусов изображены на рис. 2.4.4. По сравнению с интервалом от 0 до 5 градусов значения средней абсолютной погрешности выросли в большинстве пунктов на 1-2 градуса. По Хабаровскому краю погрешность прогноза составляет от 2 до 4 градусов. Значение в 2 градуса встречается значительно реже остальных, в большинстве пунктов погрешность равна 3-4 градусам.

Рисунок 7 – Значения средней абсолютной погрешности при среднесуточной температуре от -5 до 0 градусов

Рассмотрим значения оправдываемости прогнозов, произведенных при самых низких температурах. Ввиду недостаточного количества данных были отброшены интервалы до -30 градусов, поэтому рассматривается качество прогнозов при среднесуточных температурах от -30 до -20 градусов. Соответствующая карта представлена на рисунке 8. При снижении фактической температуры до -20 градусов наблюдается сильное снижение оправдываемости прогнозов, которая во многих пунктах наблюдения не превышает 40%. В большинстве пунктов наблюдается падение оправдываемости более чем на 20%. Наиболее часто встречаются значения от 30% до 50%. Наибольшее значение по всему Дальнему Востоку составляет 80% на Камчатке. Наименьшие значения около 18% встречаются в той же области.

Рисунок 8

Рассмотрим изменение значений средней абсолютной погрешности при понижении среднесуточной температуры и её переходе из интервала «от -5 до 0 градусов» в интервал «от -30 до -20 градусов». Согласно карте, изображенной на рисунке 9, значение средней абсолютной погрешности не изменилось в восьми пунктах наблюдения. Во всех остальных пунктах погрешность увеличилась как минимум на 1 градус.

Рисунок 9

Таким образом, на основании проведенного анализа поведения оценок качества прогнозов на территории Дальнего Востока можно сделать следующие выводы:

- подтверждено существование закономерности, согласно которой качество прогнозов снижается одновременно со снижением фактической среднесуточной температуры в данном пункте наблюдения;

- количественные характеристики снижения качества прогнозов отличаются в различных пунктах наблюдения. Величина, на которую уменьшается или увеличивается одна из оценок качества, распределена неравномерно по территории региона и может быть как равной, так и различной для соседних точек на карте;

- существуют такие пункты наблюдения или даже районы, в которых качество прогнозов значительно отличается от такового в других пунктах при любой среднесуточной температуре. Примером может служить относительно высокое качество прогнозов в пункте наблюдения Ича на побережье Камчатского полуострова. Примером заметно худшего качества прогнозов являются очаги в Амурской и Магаданской областях.

Поведение средней систематической погрешности стоит рассмотреть отдельно, поскольку ее поведение не настолько очевидно по сравнению с ранее рассмотренными оценками качества. Так, нет оснований утверждать, что эта оценка ухудшается с понижением среднесуточной температуры. Как видно из таблиц 1 и 2, ее значение колеблется и в некоторых пунктах, возможно, меняет знак. Таким образом, трудно при таком же подходе установить определенную зависимость между среднесуточной температурой и систематической погрешностью.

3.3 Исследование поведения средней систематической погрешности

Рассмотрим поведение систематической погрешности в пунктах наблюдения, обращая внимание на сезоны года, во время которых проводились наблюдения, а также на физико-географическое положение пунктов наблюдения. В первую очередь рассмотрим поведение средней систематической погрешности, вычисленной за весь период наблюдений с 2014 до 2017 года. Рассмотрим величины средней систематической погрешности в интервалах среднесуточных температур от -10 до -5 градусов (рисунок 10), от -15 до -10 и от -30 до -20 градусов (рисунок 11).

При анализе представленных на рисунках карт заметим, что при понижении среднесуточной температуры величина средней систематической погрешности во многих пунктах наблюдения приблизилась к нулю, а с переходом к интервалу от -30 до -20 в некоторых пунктах поменяла знак и увеличила свое значение. При более высоких температурах воздуха модель прогнозирует температуру, которая в среднем ниже фактической на величину от 1 до 4 градусов. При этом очевидна некоторая зависимость величины этой ошибки от территории, на которой находится пункт наблюдения.

Рисунок 10

Так, по Забайкальскому краю величина средней систематической погрешности колеблется от 0 до -2 градусов, в Амурской области эта величина достигает -4 градусов. В расположенных ближе к северу районах, например, на территории Якутии, погрешность находится в интервале от -2 до -4 градусов. В то же время на Чукотке величина систематической ошибки лучше и колеблется от 0 до -2 градусов.

Начиная с интервала среднесуточных температур от -30 до -20 градусов и ниже (рисунок 11), средняя систематическая погрешность в некоторых областях карты стала положительной и стала достигать больших абсолютных значений по сравнению с ранее рассмотренными. Среди таких областей с заметно большими значениями погрешности можно выделить Камчатский полуостров, а также Магаданскую область, где пункты наблюдения с отрицательными значениями средней систематической погрешности расположены близко к пунктам наблюдения, где её величина положительна. В этих пунктах наблюдения прогностические значения приземной температуры в среднем оказались выше, чем фактические значения наблюдений. Также выделяются области с превышением прогноза над фактом в Забайкальском крае и на юге озера Байкал, например, пункт наблюдения Тунка, где значение средней систематической погрешности достигло 9 градусов. При этом количество наблюдений в данном интервале температур почти для всех пунктов наблюдения достаточно велико (показано в приложении на таблице В.1, обобщающей результаты по интервалу температур от -30 до -20 градусов), из чего следует, что такой результат не является статистической ошибкой.

Рисунок 11

Попробуем теперь выявить зависимость систематической ошибки от физико-географического положения пункта наблюдения. Совместим построенные для оценок качества прогнозов карты с картой рельефа Дальнего Востока. Рассмотрим полученную карту при интервале среднесуточных температур воздуха от -30 до -20 градусов (рисунок 12).

Рисунок 12

При рассмотрении взаимосвязи систематической погрешности и рельефа местности, окружающей пункт наблюдения, можно предположить, что рельеф оказывает влияние на качество прогнозов. Например, заметно, что расположенные в низинах и на равнинной местности пункты наблюдения чаще фиксировали превышение фактической температуры воздуха над прогнозируемой. Примером этому служат пункты наблюдения в Амурской области, на юге Приморского края, а также в бассейне реки Лена. Напротив, те пункты наблюдения, которые находятся на горном рельефе, чаще фиксируют превышение прогнозируемой температуры воздуха над фактической. В пунктах наблюдения на Камчатском полуострове, расположенных вдоль Срединного хребта, значения температура воздуха согласно прогнозам значительно превышает фактическую.

Влияние близости водоемов к пунктам наблюдения на качество прогнозов установить трудно, так как существует достаточное количество расположенных на берегах и вблизи рек, озер и морей пунктов, в которых наблюдаются положительные, отрицательные и близкие к нулю значения средней систематической погрешности.

Рассмотрим оценки качества прогнозов на Камчатском полуострове. Можно заметить, что в данном интервале среднесуточных температур средняя систематическая погрешность достигает значений в 6, 7 и 9 градусов, на которые прогноз приземной температуры превышает фактически зафиксированное значение температуры. Рассмотрим таблицу значений оценок качества прогнозов, составленную для пункта наблюдения Мильково на Камчатском полуострове (таблица 4).

Таблица 4

Согласно данным расчетов, средняя систематическая погрешность с понижением среднесуточной фактической температуры в определенный момент поменяла знак на положительный и начала расти. Такие же результаты были получены и для других пунктов наблюдения, отмеченных на карте, в которых в данном интервале наблюдается положительная средняя систематическая погрешность. Более того, в большинстве пунктов наблюдения, относящихся к различным регионам, наблюдается сильное возрастание значения этой погрешности в самых низких интервалах среднесуточных температур. Чаще всего такое явление наблюдается в тех регионах, где среднесуточная температура опускается ниже -30 градусов. В качестве примера можно привести результаты расчетов для пунктов наблюдения Ягодное в Магаданской области и Тунка на юге озера Байкал. Значения оценок качества прогнозов для последнего приведены на таблице 5.

Таблица 5

Разделим теперь весь исследуемый период времени с 2014 года по 2017 год на следующие сезоны: зиму, весну и осень, обобщенные за все исследуемые годы, и рассмотрим поведение оценок качества прогнозов при переходах от одного сезона года к другому. Лето рассматривать не будем ввиду хороших оценок качества прогнозов при положительных температурах.

Характеристики

Список файлов ВКР