Анотація до роботи:

Волошина О.В. Відновлення та розширення інформації про висотні термобаричні поля для території України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук.- Спеціальність 11.00.09 - метеорологія, кліматологія, агрометеорологія.- Одеський державний екологічний університет, Одеса, 2003.

Проблема відновлення і розширення аерологічної інформації про висотні термобаричні поля вирішується фізико-статистичними методами. Застосування сучасних методів контролю даних спостережень аерологічних станцій України забезпечило надійність розрахунків статистичних параметрів, кореляційних, взаємокореляційних і спектральних функцій. Отримано кількісні параметри кореляційного зв’язку температур і геопотенціала основних ізобаричних поверхонь, рівняння лінійної регресії для відновлення і розширення інформації. Вперше проведено статистичне дослідження просторово-часової мінливості геопотенціала за даними полів об’єктивного аналізу з метою розширення аерологічної інформації; виділено спектр основних енергонесучих хвильових коливань, оцінена їх сумарна енергія та вклад в загальну енергію коливального процесу, застосована і перевірена гідродинамічна модель відновлення синоптичних об’єктів по спектру їх частот.

В дисертації наведене теоретичне узагальнення і нові вирішення наукової задачі, яке полягає в дослідженні статистичної структури висотних термобаричних полів над територією України і розробленні методів відновлення і розширення аерологічної інформації при регіональному об’єктивному аналізі. Головні наукові і практичні результати роботи можна сформулювати у вигляді наступних висновків:

1. Введено поняття “приплив нової інформації” при аерологічному зондуванні і за методом теорії інформації Шеннона, модернізованого автором, визначена інформаційна насиченість даних аерологічних спостережень - розраховані “інформативність” і “надмірність” припливу нової інформації в різні сезони року для 7-ми стандартних ізобаричних поверхонь. Отримані величини дозволяють оцінювати надійність розрахунків статистичних параметрів, успішність інерційних прогнозів, планувати потрібну дискретність спостережень в залежності від текучого синоптичного процесу.

2. На основі методів авто- і взаємокореляційного аналізу встановлені рівні впливу, основним з яких є поверхня 500 гПа, яка визначає температуру і геопотенціал інших рівнів. Розроблено методику відновлення геопотенціальної висоти ізобаричних поверхонь за даними поверхні 500 гПа на базі побудови рівнянь лінійної регресії..

3. Методом спектрального аналізу визначен спектр головних частот, на які припадають максимуми в розподілі енергії хвильових коливань. Отримані кількісні оцінки внеску коливань різного періоду в загальну енергію хвильових процесів температури і геопотенціала - спектральні коефіцієнти для врахування регіонального фактору в гідродинамічних моделях.

4. Вперше розраховані кореляційні просторові зв’язки геопотенціалу поверхні 500 гПа за даними полів об’єктивного аналізу для території України. Отримані автокореляційні функції, коефіцієнти лінійної кореляції між станціями вздовж широти і довготи, рівняння лінійної регресії, що дозволяють в разі відсутності інформації відновити середнє поле геопотенціала поверхні 500 гПа.

5. Для розширення інформації для території України пропонується використовувати взаємокореляційні зв’язки геопотенціала Н₅₀₀ обраної станції-полюса з оточуючими станціями. В залежності від сезону, широти і довготи інформація може бути поширена на відстань 500 - 1000 км.

6. Визначені характерні особливості просторового розподілу енергії коливань основних енергонесучих хвиль, які відповідають довгим планетарним хвилям, інерційним хвилям і хвилям природно-синоптичних коливань. Розраховані спектральні коефіцієнти для оцінки внеску кожного виду хвиль у загальну енергію коливань геопотенціалу Н₅₀₀ і проаналізовані особливості розподілу енергії коливань по території взимку і влітку.

7. Запропонован метод просторового аналізу сумарної дисперсії метеорологічного процесу різних періодів, визначені області енергетичних максимумів, які відповідають траєкторіям переміщення через територію України активних синоптичних утворень різного генезису.

8. Методом гідродинамічного моделювання В.А. Єфимова здійснена реконструкція вітрових течій в області пункту аерологічного зондування атмосфери за спектром частот текучого процесу. Метод дозволяє відновлювати поле току і відповідно положення атмосферних вихорів, фронтів, побудувати телескопічну модель циклона і зв’язати регіональний процес з глобальним. Точність такої реконструкції достатня для оцінки якісної структури і значно уточнює результати об’єктивного аналізу.

9. Чисельний експеримент реконструкції вітрових течій і геопотенціальних висот ізобаричних поверхонь для випадків циклонічного поля, поля високого тиску в блокуючому гребеневому процесі і в перехідному полі показав добру узгодженість реконструйованого поля з реально спостереженим. Розширення інформації аерологічних спостережень гідродинамічними методами розглядається як задача реконструкції синоптичного процесу або окремого синоптичного об’єкту.

Публікації автора:

1. Волошина Е.В., Ефимов В.А. Блокирование и солитоны Россби // Метеорология, климатология и гидрология. – 1998. - Вып.35. - C. 33-39

2. Волошина Е.В. Оценка временной изменчивости аэрологических полей статистическими методами // Метеорология, климатология и гидрология.-1999. - Вып.36.-С.17-24.

3. Волошина Е.В., Ефимов В.А., Шинкевич Н.Г., Информационное расширение данных аэрологического зондирования // Метеорология, климатология и гидрология.-1999.-Вып.38.-С.203-208.

4. Волошина Е.В., Ефимов В.А. Аналитическая реконструкция горизонтальных ветровых течений по данным однопунктного аэрологического зондирования // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.-2000.-Вип.41.-С.161-167.

5. Волошина Е.В. Информативность аэрологических данных о геопотенциале и температуре // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.-2001.-Вип.43.-С.66-72.

6. Волошина Е.В. Горизонтальные корреляции температуры и геопотенциала атмосферы на территории подсеточного масштаба // Метеорологія, кліматологія та гідрологія.-2002.-Вип.45.-С.58-62.

7. Волошина Е.В. Оценка спектральных характеристик временных рядов температуры основных изобарических поверхностей // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. - 2002.- Вип.46.- С.95-100.

8. Волошина Е.В. Пространственная изменчивость геопотенциальной высоты изобарической поверхности 500гПа // Матеріали міжнародної конференції „Гідрометеорологія і охорона навколишнього середовища - 2002” – Одеса, 2003. С. – 78-83.