Временные ряды годовых приращений уровня Каспийского моря и окружающая среда

Видно еще большее сходство временных рядов, чем это было на рис. 7.2. Небольшие различия наблюдаются лишь в тонкой структуре временных рядов. Заметим, что начиная примерно с 1940 г. графики имеют выраженный положительный тренд

КК в этом случае также очень высоки - 0.95 между Баку и Махачкалой и между Красноводском и Фортом Шевченко, т.е. между постами, находящимися на одном побережье. В то же время корреляция между постами, находящимися на разных побережьях значительно ниже - 0.8, что говорит о различии локальных процессов, действующих на разных побережьях.

Рассчитаны скользящие КК годовых приращений уровня, их пример приведен на рис. 7.4а. Они высоки между постами, находящимися на одном побережье, и значительно меньше (0.55-0.8) - для постов на разных побережьях. Необходимо отметить, что все графики обладают характерной особенностью - КК между рядами снижается практически до 0 в начале 1960-х годов. Этот временной интервал соответствует процессу падения уровня моря ниже нулевой отметки, и процессы, происходящие на разных побережьях, начинают сильно отличаться.

Рис. 7.4. Пример графиков скользящих коэффициентов корреляции между временными рядами годовых (а) и месячных (б) приращений уровня Каспийского моря между водомерными постами Баку и Красноводск. Ширина скользящего окна составляет 1/3 временного ряда

Приводятся примеры графиком скользящих КК только между двумя постами, так как их форма схожа для разных постов. Скользящие КК годовых приращений уровня (а) не так высоки, как этого можно было ожидать. Для значительных временных интервалов в левой и правой частях графика они составляют 0.55-0.8. Вероятно, это связано с локальными отличиями формы временных рядов. Все графики обладают характерной особенностью - коэффициент корреляции между рядами снижается практически до 0 в начале 1960-х годов.

Скользящие КК месячных приращений уровня (б) имеют большие значения - от 0.65 до 0.8. Столь выраженной характерной особенностью, как для годовых приращений, эти графики не обладают. На всех графиках наблюдается снижение КК с начала 1980-х годов, что видно и на графиках скользящих КК годовых приращений уровня (а), но в меньшей степени.

На рис. 7.5 приведены результаты анализа временных рядов месячных значений и месячных приращений уровня Каспийского моря. КК и скользящие КК месячных значений уровня очень высоки - 0.9-0.99. В тоже время КК месячных приращений значений уровня колеблются от 0.6 до 0.85 и не имеют зависимости от расположения постов. Скользящие КК месячных приращений (пример приведен на рис. 7.46) имеют приблизительно те же значения. Столь выраженной характерной особенностью, как для годовых приращений (рис. 7.4а), эти графики не обладают.

На всех графиках скользящих КК наблюдается снижение коэффициента корреляции с конца 1980-х годов. По нашему мнению, это связано с распадом СССР, развалом гидрометеорологической службы и различным качеством проведения наблюдений во вновь образовавшихся странах.

Рис. 7.5. Временные ряды месячных значений уровня (а) и приращений уровня (б) Каспийского моря по данным водомерного поста Баку

Видно, что на фоне основного трендового процесса происходят постоянные, несомненно сезонные, колебания уровня. В отличие от годовых приращений (рис. 7.3), положительного тренда с начала 1940-х годов на графиках месячных приращений не наблюдается.

Таким образом, мы видим, что основные процессы, влияющие на межгодовые и внутригодовые изменения уровня на различных постах, совпадают. В то же время, временные ряды с месячным опросом на разных постах, обладают гораздо большим сходством, чем ряды с годовым опросом.

Наблюдаемые отличия во временных рядах, вероятно, связаны и с тектоническими движениями земной коры, и с силой воздействий на уровень моря в конкретном пункте. Кроме того, на каждом посту действуют какие-то локальные процессы, вносящие вклад во второстепенные особенности наблюдаемых временных рядов и различающиеся для разных побережий.

Построение спектрально-временных диаграмм месячных и годовых приращений уровня моря выявило наличие общих ритмических составляющих в вариациях уровня на всех постах (рис. 7.6-7.9). В межгодовой частотной области это ритмы с периодами 35, -18, -11, 7, 5 лет, 3.5 и 2.5 года (рис. 7.6). Их динамика практически одинакова на всех постах. Анализ месячных приращений уточнил характер вариаций (рис. 7.8а). Обращают на себя внимание 1960-е годы, которые являются временем перестройки происходящих процессов: ранее происходившие ритмические процессы замирают, вслед за этим ритмическая активность ритмов усиливается, меняется характер ритмов.