STATISTICAL MODELS FOR FORECASTING AVERAGE MONTHLY TEMPERATURE AND MONTHLY PRECIPITATION AMOUNT IN PERM
DOI:
https://doi.org/10.17072/2079-7877-2021-2-84-95Keywords:
climate series, weather forecasting, statistical methods, fractal dimensionAbstract
The article proposes an approach to forecasting mean temperature and total precipitation for the upcoming month, based on the study of the regularities of the influence of statistical characteristics of temperature and precipitation of previous periods on them. Among the predictors, along with the basic statistical characteristics, we use the fractality index which is an indicator of the randomness/ determinism of the climate series. Within the framework of this approach, we have developed models of different levels to predict the temperature and total precipitation amount in the upcoming month. The main parameters of these models are described and the possibilities of their variation are indicated. Examples are given to illustrate the forecasting methodology using various types of models and include the results of quality control of the models, calculation of forecast accuracy and dependence of forecast accuracy of average temperature and precipitation on the month (climate season). When tested in 2020, models for forecasting temperature and precipitation for the upcoming month give good results: 9 correct forecasts of temperature anomalies out of 10 (90%) and 7 correct forecasts of precipitation anomalies out of 9 (77,7%).References
Гирс А.А., Кондратович К.В. Методы долгосрочных прогнозов погоды. СПб.: Гидрометеоиздат, 1978. 344 с.
Малинин В.И. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2007. 279 с.
Дегтярев А.С., Драбенко В.А., Драбенко В.А. Статистические методы обработки метеорологической информации. СПб: ООО «Андреевский издательский дом», 2015. 225 с.
Аргучинцева А.В. Методы статистической обработки и анализа гидрологических наблюдений. Иркутск: Изв-во Иркут. гос. ун-та, 2007. 105 с.
Сикан А.В. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2008. 408 с.
Арженовский С.В., Молчанов И.Н. Статистические методы прогнозирования. Ростов н./Д., 2001. 74 с.
Данные среднесуточных температур и суточных сумм осадков с 1887 по 2018 г. / Всерос. науч.-исслед. инстит. гидромет. информ. М., 2021. URL: http://meteo.ru/data (дата обращения: 10.12.2020).
Данные среднесуточных температур и суточных сумм осадков с 2019 по 2020 г. / Всерос. науч.-исслед. инстит. гидромет. информ. М., 2021. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/summary/28224.htm (дата обращения: дата обращения: 10.12.2020).
Дубовиков М. М. Индекс вариации и его приложение к анализу фрактальных структур // Научный альманах Гордон. 2003. № 1. С. 5–33.
Дубовиков М.М., Крянев А.В., Старченко Н.В. Размерность минимального покрытия и локальный анализ фрактальных временных рядов // Вестник РУДН. 2004. Т. 3. № 1. С. 30–44.
Солнцев Л.А., Иудин Д.И., Снегирева М.С., Гелашвили Д.Б. Фрактальный анализ векового хода средней температуры воздуха в г. Нижнем Новгороде // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2007. № 4. С. 88–91.
Кузьминых Е.В. Фрактальный анализ климатических рядов: магистерская диссертация. СПб.: Изд-во РГГМУ, 2012. 84 c.
Волегов С.В. Измерение фрактальной размерности одномерных рядов // Междисциплинарные исследования: сб. мат. конф. Т. 1. Пермь, 2013. С. 76–78.
Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. М.: Изд-во Института компьютерных исследований, 2002. 656 с.
Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 261 с.
Аптуков В.Н., Митин В.Ю. Фрактальный анализ метеорологических рядов с помощью метода минимального покрытия // Географический вестник. 2019. № 2(49). С. 67–79.
Митин В.Ю. Фрактальные характеристики рядов базовых климатических параметров в г. Перми // Вестник Пермского университета. Серия «Математика. Механика. Информатика». 2020. № 1(48). С. 47–52.
Теплицын Г.П. Прогнозирование сумм осадков и среднемесячных температур месяцев теплого периода года по месяцам предшествующего холодного периода // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2010. № 25. C. 64–67.
Теплицын Г.П., Зинцова Э.А. О связи осадков и температуры холодного и последующего теплого периода на юге Хабаровского края // Метеорология и гидрология. 2011. № 10. С. 70–73.
Аптуков В.Н., Митин В.Ю. Статистическая модель прогнозирования среднемесячных аномалий температурного режима и осадков в г. Перми // Цифровая география: мат. Всерос. науч.-практ. конф. с межд. участием. Пермь, 2020. Т. 1. С. 359–361.
