Производственная практика 2007 проходила на о. Большой Соловецкий, расположенном в Белом море. Все измерения были сделаны на территории базы ПИНРО, на юге острова, с пирса в проливе Печаковская салма.
Измерения проводились в течение двух недель с 7 по 21 июля. С дискретностью в два часа измерялся уровень моря и температура поверхности, а так же бралась проба воды на определение ее солености и фиксировалась метеорологическая обстановка. Раз в сутки, в 10 утра, брались пробы воды на определение продукции и деструкции. 14 числа проводилась суточная станция, где каждые два часа помимо основных измерений отбирались пробы воды на кислород, фитопланктон, пигменты и бпк5.
Уровень моря измерялся с помощью уровенной рейки, прикрепленной к пирсу. Температура поверхности измерялась поверхностным термометром, соленость – гидротестером модели U-7 фирмы «Хориба».
Растворенный в воде кислород определяли методом Винклера, по кислороду этим же методом определяли продукцию, деструкцию и бпк5. Пробы воды взятые на определение фитопланктона нами только фиксировались формалином, для последующего определения количества фитопланктона. Для определения пигментов проба воды была профильтрована, после чего фильтр был помещен в силикагель на хранение.
Так же были взяты измерения, сделанные на метеостанции, расположенной севернее базы.
Анализ временного хода уровня и солености Белого моря у южной оконечности о. Большой Соловецкий 2007 года, с 7 по 21 июля
Максимальные поднятия уровня наблюдались седьмого, шестнадцатого, семнадцатого и восемнадцатого июля. Это было вызвано осадками в виде дождя и ветром, с преобладающим северным направлением, в результате чего, уровень повышался за счет ветрового нагона с моря и поступления дополнительного объема дождевой воды. В те дни, когда преобладало южное направление ветра (12,13,14,16,19 июля), наоборот, наблюдалось минимальное поднятие уровня во время приливов и максимальный спад во время отливов.
Для хода уровня моря на основе парной линейной и нелинейной регрессии был рассчитан линейный и квадратичный тренды.
Линейный тренд имеет вид Tr = 0,00016t + 0,78.
Квадратичный тренд: Tr = 2,76*10^-5t2 + 0,0045t + 0,917 .
Вклад линейного тренда в дисперсию ряда R2 = 0.00095, вклад квадратичного тренда – R2 = 0.0538. Оба коэффициента детерминации много меньше значения 0,7 ,что говорит о несущественности вклада трендов в исходный ряд.
При проверке трендов на значимость, линейный тренд оказался незначимым, так как t*(0,401) < tкр(1.97). Для квадратичного t*(3.18) > tкр(1.97), что говорит о значимости тренда.
Для последующей работы квадратичный тренд, как значимый, был удален из исходного ряда.
Для уровня моря была рассчитана автокорреляционная функция и ее критическая область.
Автокорреляционная функция представляет собой гармонические колебания с периодом 12-13 часов. Радиус корреляции соответствует двум часам.
Для измеренных значений уровня моря и данных, полученных с метеостанции, была рассчитана взаимнокорреляционная функция. Так как дискретности данных не совпадали, дискретность измеренных значений была подогнана к дискретности данных с метеостанции.
Прогностическое направление имеет вид: Н(изм)=f(H(мет)). Самый большой значимый коэффициент корреляции 0,79, наблюдается на 4 шаге, что соответствует 24 часам, не считая нулевого шага.
Для измеренного уровня и солености также рассчитывалась вкф. Рассматривается зависимость вида S=f(h). В рядах уровня моря и солености наблюдается долгопериодное колебание с разностью фаз 80 часов.
Для уровня моря и температуры
воды была рассчитана вкф. Зависимость имеет вид t=f(h). Здесь также наблюдаются
долгопериодные колебания с фазой 100 часов. Это может быть связано с
метеорологическими условиями.
Для хода уровня моря был получен спектр. Гармоники, соответствующие периодам наибольших пиков проверялись на значимость. Гармоники всех трех пиков оказались значимы, они соответствуют периодам 12,44; 24 и 112 часа.
Для гармоники с Т = 12,44 часа t*(47,07) > tкр(1,97), для гармоники с Т =24 часа t*(3,16) > tкр(1,97), для гармоники с Т =112 часов t*(2,42) > tкр(1,97),
Н(12,44) = 0,305*cos(1,01t+0,98), где амплитуда А=0,305м , частота ω = 1,01 рад/с, фаза φ = -0,98 рад
Н(24)=0,08*cos(0,52t-0,123), где амплитуда А=0,08м, частота ω = 0,52 рад/с, фаза φ = 0,123 рад
Н(24)=0,063*cos(0,11t-0,62), где амплитуда А=0,063м, частота ω = 0,11 рад/с, фаза φ = 0,62 рад
Основной вклад в дисперсию хода уровня вносит гармоника с периодом 12,44 часа, коэффициент детерминации которой составляет 0,76. Вклад оставшихся гармоник (R2(24 часа) = 0,05; R2(112 часов) = 0,03) малозначительный.
Таким образом, наибольшее влияние на ход уровня оказывает полусуточный прилив, далее суточный и гармоника, судя по всему, связанная с метеорологическими условиями.
По сумме этих трех гармоник был восстановлен ход уровня моря и построен график.
Для солености на основе парной линейной и нелинейной регрессии были рассчитаны линейный и квадратичный тренды.
Линейный тренд
Квадратичный тренд
Вклад линейного тренда в дисперсию ряда R2 = 0,0423, вклад квадратичного тренда – R2 = 0,0511. Оба коэффициента детерминации много меньше значения (0,7) ,что говорит о несущественности вклада трендов в исходный ряд.
При проверке трендов на значимость, линейный тренд оказался значимым, так как t*(5,51) > tкр(1,97). Для квадратичного t*(6,12) > tкр(1,97), что говорит о значимости тренда.
Для последующей работы линейный и квадратичный тренды, как значимые, были удалены из исходного ряда.
Для солености моря была рассчитана автокорреляционная функция, и ее критическая область.
Для измеренных значений солености моря и данных, полученных с метеостанции, была рассчитана взаимнокорреляционная функция. Так как дискретности данных не совпадали, дискретность измеренных значений была подогнана к дискретности данных с метеостанции.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.