Раздел 2)
рассчитывались согласно [63]:
D =; [усл. дин. мм] (1.5)
где
Vt = (б – 0.9)?10 3 (усл. удельный объем);
б = 1/с (удельный объем);
p – давление, дб;
1.2.2. Расчет характеристик временной изменчивости. В качестве характеристики
сезонной изменчивости принималась дисперсия климатических среднемесячных
значений. Также рассчитывался размах сезонных колебаний, как разность между
минимальным и максимальным значением климатического сезонного цикла.
За оценку мезомасштабной изменчивости принималась средняя суточная дисперсия,
рассчитанная по массиву многосерийных и многосуточных гидрологических станций
[15], а также на береговых станциях. Распределение среднего сезонного хода
мезомасштабной изменчивости на различных глубинах рассмотрено в Разделе 4.
За оценку синоптической изменчивости была выбрана средняя дисперсия ряда
среднесуточных значений на многосуточных станциях, продолжительностью не менее
5 суток, а также на береговых станциях. Предварительно, из ряда среднесуточных
значений исключалась составляющая сезонного хода, аппроксимированного
синусоидой. Распределение среднего сезонного хода синоптической изменчивости на
различных глубинах рассмотрено в Разделе 4.
Для оценки межгодовой изменчивости и многолетних тенденций рассчитывались
среднемесячные значения температуры и солености для отдельных лет, в квадратах
40’x60’ на стандартных горизонтах, а также на береговых станциях Дисперсии
рассчитывались для каждого месяца в тех квадратах, где количество лет более 5.
Вводились ограничения на минимальное количество станций в квадрате-месяце
конкретного года: 3 станции - в слое 0-50 м, 2 – в слое 50-200 м и 1 – в слое
глубже 200 м. Конкретные показатели ограничений представляют собой компромисс
между количеством данных наблюдений и ошибками определения дисперсий. Для
представления в безразмерном виде аномалии от среднемноголетних значений
нормировались на межгодовые среднеквадратические отклонения. Сезонный ход,
вертикальное и горизонтальное распределение межгодовой изменчивости рассмотрено
в Разделе 4.
Для последующей оценки статистической значимости климатических характеристик
оценивалась общая временная изменчивость :
Дисперсия, характеризующая сумму временной изменчивости гидрофизических полей
без сезонного хода, рассчитывалась как:
S2врем = S2мгод+ S2син+S2мез (1.6)
где
S2мгод - межгодовая дисперсия, осредненная за год;
S2син - синоптическая (внутримесячная) дисперсия, осредненная за год;
S2мез - мезомасштабная (внутрисуточная) дисперсия, осредненная за год.
Суммарная дисперсия, характеризующая общую временную изменчивость
гидрофизических полей, рассчитывалась как:
S2общ = S2сез+ S2врем (1.7)
где
S2сез - сезонная дисперсия;
1.2.3. Оценка статистической значимости климатических характеристик. Для
проверки статистической значимости пространственного различия между средними
климатическими значениями применялся дисперсионный анализ. Проверка значимости
в дисперсионном анализе основана на сравнении компоненты дисперсии,
обусловленной межгрупповым разбросом и компоненты дисперсии, обусловленной
внутригрупповым разбросом. Количественное сравнение проводится с помощью
F-критерия:
F = S2мгр / S2вгр (1.8)
где
S2мгр – межгрупповая дисперсия;
S2вгр – внутригрупповая дисперсия;
S2мгр = S2пр NK (1.9)
где
S2пр – пространственная дисперсия климатических значений в квадратах 40’х60’
для данного горизонта;
NK – среднее количество станций в квадратах 40'х60’ для данного горизонта;
S2вгр = S2врем + у2изм (1.10)
где
у изм – стандартная инструментальная ошибка измерений;
Для определения уровня статистической значимости (необходимое условие F>1)
F-критерий сравнивался с F-распределением Фишера [33]. Проведенные расчеты
показывают, что пространственные различия среднемесячных климатических значений
имеют высокую степень статистической значимости до глубины 300 м (F>>1,
p<0.01).
Ниже 300 м статистическая значимость климатических полей существенно зависит от
количества используемых станций и оценок временной изменчивости. Так,
пространственное распределение среднегодовых значений ниже 300 м значимо в
случае использования всего массива данных. Однако, низкое качество проведения
многих глубоководных наблюдений, связанное с несвоевременной калибровкой
приборов, неправильным введением поправок, неверным вычислением глубин
погружения батометров и т.д., требует введения дополнительной «ошибки качества
наблюдений» или «методической ошибки» умет, аналогичной уизм. Определение
среднего значения умет требует специального исследования, но можно оценить
критическое значение, при котором пространственные различия климатических
значений становятся не значимыми. Для слоя ниже 500 м это происходит при умет
?0.1оС для температуры и умет ?0.2о/оо для солености. Критические значения
умет=0.1оС и умет=0.2о/оо значительно превышают уизм и соответствуют низкому
качеству измерений в целом ряде рейсов при использовании батометров и первых
CTD-зондов.
Использование отдельного массива рейсов с качественными глубоководными данными
позволяет не учитывать «методическую ошибку», но значительно сокращает
количество станций и уменьшает пространственную дисперсию климатических полей.
В целом, это приводит к статистической не значимости пространственных
климатических среднегодовых распределений (для слоя ниже 300 м для температуры,
и ниже 500 м для солености). Если принять во внимание, что составляющие S2общ.
определялись, в основном, по данным старых измерительных средств
- Киев+380960830922