Регионализация и регрессионный анализ температуры воздуха и осадков в глобальной БД по климату

Разработаны алгоритм и компьютерная программа определения параметров наиболее эффективного уравнения множественной линейной регрессии методом полного перебора 2…N сочетаний независимых аргументов в обучающей выборке. Один и тот же набор аргументов может быть единовременно использован с большим числом различных зависимых переменных. Обеспечена возможность задания в широком диапазоне числа зависимых и независимых переменных и их реализаций. Входной информацией служит либо подготовленный заблаговременно файл данных, либо извлекаемый программой заданный набор характеристик из глобальной базы данных по климату (CRU TS 3.0 http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/hrg-interim/), где находятся средние месячные значения температуры и влажности воздуха, общей облачности, разности максимальной и минимальной температур воздуха, месячные суммы осадков, повторяемость числа дней с заморозками. Ряды метеоданных в глобальной базе относится к периоду 1901-2006 гг., пространственный интервал между узлами регулярной сетки равен 0,5 градуса по долготе и широте, данные распределены по высотным уровням от 0 до 5734 м над уровнем моря. Метеорологические характеристики в узлах регулярной сетки получены в Climatic Research Unit, England методом экстраполяции с близлежащих пунктов наблюдений. При этом максимальное удаление узла сетки от метеостанций составляет: для осадков 450 км и 1200 км для температуры воздуха. Таким образом, масштаб пространственного интегрирования полей метеоданных в базе данных CRU TS 3.0 примерно соответствует полосе захвата территории спутников среднего разрешения как, например, ЛАНДСАТ 7 и ТЕРРА. Учитывая возможность непосредственного использования данных этих спутников для сезонных и годовых гидрологических прогнозов, выполнен сравнительный анализ качества уравнений множественной линейной регрессии R=f(А1…АN) и R=f(B1…BN) на примере рек Амударьи и Сырдарьи – основных источников водоснабжения в бассейне Аральского моря. Здесь: R – объем стока или расход воды, А1…АN – прямые измерения осадков и температуры воздуха, B1…BN – эти же характеристики, выбранные из базы данных CRU TS 3.0. В итоге установлено следующее. 1. Годовые величины осадков P и температуры воздуха Т являются достаточно информативными переменными для получения линейных уравнений R=f(Т), R=f(P) приемлемого вычислительного качества. 2. Уравнения R=f(P) показывают лучшие результаты при проверке на независимых данных. 3. Уравнения R=f(Т) на основе данных из CRU TS 3.0 могут быть использованы вместе с другими аргументами для долгосрочных прогнозов годового стока Амударьи, Сырдарьи и Амударьи + Сырдарья, когда будущие значения предикторов определяются из моделей циркуляции атмосферы.
Работа выполнена при поддержке РФФИ грант 08-05-00661.