Введение: В Докладе об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2019 год говорится, что в России продолжается потепление, темпы которого намного превышают глобальное среднее по Земному шару. В последние годы мир стал свидетелем крупнейших в новейшей истории человечества природных катастроф, одной из причин которых являются аномально высокие температуры. Материалы и методы исследований: На основе данных метеопараметров за период 1961-2018 гг., предоставленных Северо-Кавказским управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, был проведен анализ и прогноз рядов летних температур юга европейской территории России (ЕТР). В основе анализа и прогноза временных рядов лежит метод сингулярно-спектрального анализа, реализованный в программе «Caterpillar»-SSA. Метод позволяет выделить разного рода закономерности в поведении временных рядов, зачастую априори не очевидные. С помощью программы «Caterpillar»-SSA был осуществлен прогноз средних летних температур на юге ЕТР на период 2019-2023 гг. Результаты исследований и их обсуждение: Для возможности применения метода сингулярно-спектрального анализа были выбраны средние летние температуры по результатам критериев предпрогнозирования, определяющих устойчивость тренда: максимальное значение показателя Херста на устойчивость тренда (Н > 0,80); максимальное значение коэффициента детерминации для определения статистической значимости тренда (R2 > 0,20). По результатам фрактального анализа трендоустойчивости временных рядов средних летних температур было получено максимальное значение показателя Херста, равное Н = 0,80. Для выделения трендовой и периодической составляющей были использованы одна (ГК1) и три (ГК3) главные компоненты. Использование первых двадцати главных компонент (ГК20) позволило максимально точно исследовать и восстановить внутреннюю структуру всего временного ряда для последующего прогноза на 5 лет. Восстановление, аппроксимация и прогнозирование ряда осуществлялось полученной линейно-рекуррентной формулой. Качество прогноза определялось следующими критериями: стандартным отклонением прогнозируемого ряда, максимальным отклонением прогнозных значений от реальных, относительной ошибкой прогноза и результатами t-теста, проведенного для исходного и прогнозного ряда за 1998-2018 гг. при 5%-ом уровне ошибки. Выводы: По результатам прогноза на период 2019-2023 гг. среднелетняя температура имеет тенденцию к дальнейшему росту. В 2022 г. следует ожидать увеличения среднелетней температуры до 22,0°С, что близко к экстремально высокой среднелетней температуре 22,2°C на юге ЕТР в 2010 году.
Introduction: The 2019 Climate Report on the Territory of the Russian Federation states that warming continues in Russia, the rate of which is much higher than the global average for the globe. In recent years, the world has witnessed the largest natural disasters in modern human history, one of the reasons for which are abnormally high temperatures. Materials and methods of the research: Based on the meteorological data for the period 1961-2018 provided by the North Caucasus Department of Hydrometeorology and Environmental Monitoring, an analysis and forecast of the series of summer temperatures in the south of the European territory of Russia (ETR) was made. The analysis and forecast of time series are based on the method of singular-spectral analysis, implemented in the program «Caterpillar»-SSA. The method makes it possible to single out various regularities in the behavior of time series, which are often not a priori obvious. Forecast of average summer temperatures in the south of the ETR for the period 2019-2023 using the program «Caterpillar»-SSA was carried out. The results of the study and their discussion: For the possibility of using the method of singular-spectral analysis, the average summer temperatures were selected according to the results of prediction criteria that determine the stability of the trend: the maximum value of the Hurst exponent on trend stability (H > 0,80); the maximum value of the determination coefficient to determine the statistical significance of the trend (R2 > 0,20). According to the results of a fractal analysis of the trend persistence of average summer temperatures, the maximum value of the Hurst exponent equal to H = 0,80 was obtained. To highlight the trend and periodic component, one (MC1) and three (MC3) main components were used. Using of the first twenty main components (MC20) made it possible to study and restore the internal structure of the entire time series as accurately as possible for a subsequent forecast for 5 years. The restoration, approximation and forecasting of the series was carried out by the obtained linear-recurrence formula. The forecast quality was determined by the following criteria: the standard deviation of the forecast series, the maximum deviation of the forecast values from the real ones, the relative forecast error and the results of the f-test conducted for the initial and forecast series for 1998-2018 at 5% error rate. Conclusions: According to the forecast for the period 2019-2023 average summer tem- perature tends to further increase. In 2022, one should expect an increase in average summer temperature to 22,0°C, which is close to the extremely high average summer temperature of 22,2°C in the south of the ETR in 2010.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.