Безопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая средаПараметр хаотизации анализировался для всех исследуемых временных рядов. В данной главе он приведен только для временных рядов годовых и месячных приращений уровня, так как они более интересны. Для временных рядов годовых и месячных значений уровня моря получены сходные результаты.
Видно, что параметр хаотизации годовых приращений рядов для всех постов имеет общие черты и различается в деталях (рис. 7.10). Значения параметра колеблются от 0.15 до 0.7. Из графиков видно, что до середины 1930-х годов упорядоченность процесса постоянно возрастает, что соответствует периоду, когда уровень моря находился в квазистационарной фазе высокого стояния.
Но с конца 1930-х годов начинаются резкое падение уровня и возрастающая хаотизация процесса, которую можно соотнести с тенденцией спада уровня, носящей очень неустойчивый характер. Подъем уровня в начале 1970-х годов привел к уменьшению параметра хаотизации, а значит и стабилизации процесса изменения уровня моря.
На СВАН-диаграммах параметра хаотизации (рис. 7.11) прослеживаются ритмы с периодом 20 и 10 лет, которые сменяют друг друга в начале 1960-х годов.
Параметр хаотизации месячных приращений говорит о высокой упорядоченности месячных изменений уровня моря, его значения очень малы (рис. 7.12). На СВАН-диаграммах параметра хаотизации (рис. 7.13) выделяются ритмы с периодом 20 и 10 лет, а также 1 год, 6 и 4 мес. Последние говорят о хорошей управляемости процесса сезонными воздействиями.
Интересно, что на исходных временных рядах 4-месячный ритм исчезает во второй половине интервала наблюдений, а для параметра хаотизации, наоборот, появляется. Ритмы около 10 и 20 лет можно предположительно отнести к влиянию солнечной активности или к процессам, которые она в свою очередь регулирует.
Рис. 7.7. СВАН-диаграммы временных рядов месячных приращений уровня Каспийского моря по данным водомерных постов Баку, Махачкала, Красноводск и Форт Шевченко. Ширина скользящего окна составляет 1/3 временного ряда
На всех диаграммах прослеживаются устойчивые высокоамплитудные ритмические составляющие с периодом 1 год (1 цикл/год), 6 мес (2 цикла/год) и 4 мес (3 цикла/год). Все ритмы начинают ослабевать с начала 1960-х годов, причем годичный ритм только немного уменьшается по амплитуде, а 4-месячный ритм практически полностью исчезает.
Проведенный анализ годовых и месячных временных рядов уровня Каспийского моря на четырех вековых постах - Баку, Махачкала, Красноводск, Форт Шевченко, показал, что исследуемые вариации имеют несколько составляющих, при этом основной является трендовая, а на ее фоне происходят ритмические и хаотические вариации.
Форма трендовой составляющей на всех постах одинаковая. Наличие этой трендовой составляющей, по всей видимости, обусловлено современными движениями земной коры, охватывающими Прикаспийскую впадину. Расхождения в трендовых составляющих на разных постах, вероятно, связаны с различной амплитудой тектонических движений.
Следует также отметить, что нивелировочные работы для всех постов Каспийского моря не проводились с начала 1980-х годов. Этот факт может вносить вклад в наблюденную трендовую составляющую процесса.
На фоне тренда прослеживаются межгодовые ритмические составляющие с периодами 35, 18, 11, 7 лет , 5 лет, 3.5 и 2.5 года. Динамика выделяемых ритмов достаточно неустойчива; в течение исследуемого временного интервала они изменяются по амплитуде, четкости прослеживания, устойчивости по периоду. Можно также предположить, что описанный выше полиномиальный тренд является фрагментом более низкочастотной ритмической составляющей с периодом 120 лет.
Анализ литературных источников и материалов, приведенных в настоящей главе, позволил нам сопоставить квазипериодичности межгодовых процессов в акватории Каспийского моря по данным разных авторов (см. таблицу). Отметим, что в рассматриваемом диапазоне выявление ритмических вариаций в составляющих водного баланса Каспийского моря практически не проводилось, за исключением Атласа временных вариаций.
Только в работе указывается на существование нерегулярных циклических колебаний с периодами от 2-3 лет до квазивековых; в работе описаны 60-70-летние колебания уровня моря и отмечается, что составляющие водного баланса также подвержены значительной межгодовой изменчивости.
Из таблицы видно, что ритмы различной причинности и иерархии в целом сопоставимы, поэтому говорить об их причинно-следственных связях трудно. Подобный вывод был сделан по отношению к земным и лунным процессам.
Рис. 7.8. СВАН-диаграммы временных рядов месячных приращений уровня Каспийского моря после вычитания 3 гармоник с периодом 1 год, 6 и 4 мес по данным водомерных постов Баку, Махачкала, Красноводск и Форт Шевченко. Ширина скользящего окна составляет 1/3 временного ряда
После вычитания из временных рядов трех доминирующих составляющих видна более тонкая структура межгодовых и внутригодовых изменений уровня Каспийского моря. Видно, насколько схожи процессы, происходящие на разных постах в межгодовой частотной области (рис. 7.8а). Прослеживаются те же ритмические вариации, что и на диаграммах, построенных для годового опроса (см. рис. 7.6), но количество четких устойчивых ритмов возрастает, и их динамика становится более понятной.
Прослеживается ритм с периодом 2.5 года (0.5 циклов/год), который с течением времени варьирует по периоду, то увеличиваясь до 3.5 лет (0.3 цикла/год), то уменьшаясь до 1.5 лет (0.6 циклов/год). Видно, что в 1960-х годах характер ритмов меняется, а ритмическая активность процесса усиливается.
Просматриваются также сравнительно устойчивые ритмические изменения в диапазоне между годом и 0.5 года (рис. 7.86) - 9 мес (1.4 циклов/год), 7 мес (1.8 циклов/год) и 5-6 мес (2.2-2.4 циклов/год).
Для постов Баку и Красноводск эти ритмы обладают большей активностью в первой половине интервала наблюдений - до 1960г.; для поста Форт Шевченко они прослеживаются практически па всем временном интервале, после 1960 года их амплитуда возрастает; на посту Махачкала их амплитуда максимальная, а поведение носит хаотический характер, различия до и после 1960 г. выражены не четко.