Том 25, номер 02, статья № 5

Аннотация:

Описана информационно-вычислительная система для статистической обработки и анализа архивов пространственно-привязанных геофизических данных, полученных в результате наблюдений и моделирования. Функциональные возможности разработанной системы включают в себя выбор территории и характеристик для анализа, обработки и визуализации результатов. В качестве одного из приложений системы были реализованы программные модули для анализа региональных особенностей динамики основных климатических характеристик и их взаимосвязей, а также для обеспечения графического представления результатов в виде графиков, диаграмм и полей на карте соответствующей территории с использованием веб-ГИС-технологий. Эффективность использования информационно-вычислительной системы проиллюстрирована на примере изучения пространственно-временного поведения современной приземной температуры воздуха и количества осадков на территории Сибири в терминах следующих климатических характеристик: годовой и сезонный ход метеорологических величин, продолжительность вегетационного периода и сумма среднесуточных значений температуры выше 5°С, а также сумма и интенсивность осадков.

Ключевые слова:

информационно-вычислительная система, веб-технологии, пространственно-привязанные данные, ГИС, изменения климата

Список литературы:

1. Gordov E.P., Fazliev A.Z., Lykosov V.N., Okladnikov I.G., Titov A.G. Development of web based information-computational infrastructure for Siberia Integrated Regional Study / Environmental Change in Siberia // Earth Observation, Field Studies and Modelling. Series: Advances in Global Change Research. V. 40. ISBN: 978-90-481-8640-2. Balzter, Heiko (Ed.) 1st Edition. 2010. 300 p.
2. Шокин Ю.И., Жижимов О.Л., Пестунов И.А., Синявский Ю.Н., Смирнов В.В. Распределенная информационно-аналитическая система для поиска, обработки и анализа пространственных данных // Вычислительные технологии. 2007. Т. 12. Специальный выпуск № 3. С. 108-115.
3. Добрецов Н.Н., Потатуркин О.И., Чубаров Л.Б., Шокин Ю.И. О проекте распределенной информационно-вычислительной системы сбора, хранения и обработки данных дистанционного зондирования Земли для регионов Сибири и Дальнего Востока // Вычислительные технологии. 2008. Т. 13; Вестник КазНУ. № 3. Часть 1. Совместный выпуск по материалам Международной конференции "Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании". 10-14 сентября, 2008.
4. Titov A.G., Gordov E.P., Okladnikov I.G., Shulgina T.M. Web-system for processing and visualization of meteorological data for Siberian environment research // Int. J. of Digital Earth. 2009. V. 2, iss. S1. P. 105-119. doi: 10.1080/17538940902866187.
5. Peterson T.C. Climate Change Indices // WMO Bulletin. 2005. V. 54, N 2. P. 83-86.
6. Титов А.Г. RDF-схема для метаданных по метеорологии и климату // Измерения, моделирование и информационные системы для изучения окружающей среды / Под общей редакцией проф. Е.П. Гордова. Томск: Изд-во Томского ЦНТИ, 2006. С. 58-61.
7. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Leetmaa A., Reynolds R., Jenne R., Joseph D. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project // Bull. Amer. Meteorol. Soc. March 1996. V. 77, N 3. P. 437-471.
8. Kanamitsu M., Ebisuzaki W., Woollen J., Yang S.-K., Hnilo J.J., Fiorino M., Potter G.L. NCEP-DOE AMIP II Reanalysis (R-2) // Amer. Meteorol. Soc. November 2002. P. 1631-1643.
9. Onogi J.T., Koide H., Sakamoto M., Kobayashi Sh., Hatsushika H., Matsumoto T., Yamazaki N., Kamahori H., Takahashi K., Kadokura Sh., Wada K., Kato K., Oyama R., Ose T., Mannoji N., Taira R. The JRA-25 Reanalysis // J. Meteorol. Soc. Jap. 2007. V. 85, N 3. P. 369-432.
10. ERA-40 Project Report Series: European Centre for Medium Range Weather Forecasts, 2007.
11. Dee D.P., Uppala S.M., Simmons A.J., Berrisford P., Poli P., Kobayashi S., Andrae U., Balmaseda M.A., Balsamo G., Bauer P., Bechtold P., Beljaars A.C.M., Van De Berg L., Bidlot J., Bormann N., Delsol C., Dragani R., Fuentes M., Geer A.J., Haimberger L., Healy S.B., Hersbach H., Holm E.V., Isaksen L., Kallberg P., Kohler M., Matricardi M., McNally A.P., Monge-Sanz B.M., Morcrette J.J., Park B.K., Peubey C., De Rosnay P., Tavolato C., Thepaut J.N., Vitart F. // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 2011. V. 137. P. 553-597. doi: 10.1002/qj.828.
12. Kamiguchi K., Arakawa O., Kitoh A., Yatagai A., Hamada A., Yasutomi N. Development of APHRO_JP, the first Japanese high-resolution daily precipitation product for more than 100 years // Hydrol. Res. Lett. 2010. V. 4. P. 60-64.
13. Compo G.P., Whitaker J.S., Sardeshmukh P.D., Matsui N., Allan R.J., Yin X., Gleason B.E., Vose R.S., Rutledge G., Bessemoulin P., Bronnimann S., Brunet M., Crouthamel R.I., Grant A.N., Groisman P.Y., Jones P.D., Kruk M.C., Kruger A.C., Marshall G.J., Maugeri M., Mok H.Y., Nordli T., Ross T.F., Trigo R.M., Wang X.L., Woodruff S.D., Worley S.J. The Twentieth Century Reanalysis Project // Quart. J. Roy. Meteorol. Soc. 2011. V. 137. P. 1-28. doi: 10.1002/qj.776.
14. Saha S., Moorthi Sh., Pan H.-L., Wu X., Wang J., Nadiga S., Tripp P., Kistler R., Woollen J., Behringer D., Liu H., Stokes D., Grumbine R., Gayno G., Wang J., Hou Y.-T., Chuang H.-Y., Juang H.-M.H., Sela J., Iredell M., Treadon R., Kleist D., Van Delst P., Keyser D., Derber J., Ek M., Meng J., Wei H., Yang R., Lord S., Van Den Dool H., Kumar A., Wang W., Long C., Chelliah M., Xue Y., Huang B., Schemm J.-K., Ebisuzaki W., Lin R., Xie P., Chen M., Zhou Sh., Higgins W., Zou Ch.-Z., Liu Q., Chen Y., Han Y., Cucurull L., Reynolds R.W., Rutledge G., Goldberg M. The NCEP Climate Forecast System Reanalysis // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2010. V. 91, iss. 8. P. 1015-1057. doi: 10.1175/2010BAMS 3001.1.
15. Evans J.P., McCabe M.F. Evaluating a regional climate model's ability to simulate the climate of the South-east coast of Australia // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2010. V. 11. P. 012004.
16. Evans J.P., McCabe M.F. Regional climate simulation over Australia's Murray - Darling basin: A multitemporal assessment // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. P. D14114. doi: 10.1029/2010JD013816.
17. Skamarock W.C., Klemp J.B., Dudhia J., Gill D.O., Barker D.M. A Description of the Advanced Research WRF Version 3 / NCAR technical note NCAR/TN-475+STR, 2008.
18. Wei W., Bruyere C., Duda M. ARW version 3 system / User's Guide. NCAR, 2009.
19. Thompson G., Rasmussen R.M., Manning K. Explicit forecast of winter precipitation using an improved bulk microphysics scheme. Part 1: Description and sensitivity analysis // Mon. Weather Rev. 2004. V. 132. P. 519-542.
20. Mlawer E.J., Taubman S.J., Brown P.D., Iacono M.J., Clough S.A. Radiative transfer for inhomogeneous atmosphere: RRTM, a validated correlated-k model for the long-wave // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 16663-16682.
21. Chou M.-D., Suarez M.J. A solar radiation parameterization for atmospheric studies // NASA/TM-1999-10460. V. 15. 38 p.
22. Гордов Е.П., Окладников И.Г., Титов А.Г. Информационно-вычислительные системы на основе веб-технологий для исследования региональных природно-климатических процессов // Вычислительные технологии. 2007. Т. 12. Специальный выпуск № 3. C. 20-29.
23. Окладников И.Г., Титов А.Г., Мельникова В.Н., Шульгина Т.М. Веб-система для обработки и визуализации метеорологических и климатических данных // Вычислительные технологии. 2008. Т. 13. Специальный выпуск № 3. С. 64-69.
24. Гордов Е.П., Богомолов В.Ю., Генина Е.Ю., Шульгина Т.М. Анализ региональных климатических процессов Сибири: подход, данные и некоторые результаты // Вестн. НГУ. Сер. Информационные технологии. 2011. Т. 9, № 1. С. 56-66.
25. Титов А.Г., Гордов Е.П., Окладников И.Г. Использование технологий Semantic Web в информационно-вычислительной системе для анализа данных по окружающей среде // Вестн. НГУ. Сер. Информационные технологии. 2010. Т. 8, вып. 1. С. 60-67.
26. Кошкарев А.В. Инфраструктура распределенной среды хранения, поиска и преобразования пространственных данных / А.В. Кошкарев, В.М. Ряховский, В.А. Серебряков // Открытое образование. 2010. № 5. С. 61-73.
27. Кабанов М.В., Лыкосов В.Н. Мониторинг и моделирование природно-климатических изменений в Сибири // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 6. С. 753-764.
28. Дюкарев Е.А. Изменчивость климата Западной Сибири во второй половине ХХ века // География и природные ресурсы. 2005. № 4. С. 70-75.
29. Ипполитов И.И., Кабанов М.В., Логинов С.В. Пространственные и временные масштабы наблюдаемого потепления в Сибири // Докл. РАН. 2007. Т. 412, № 6. С. 814-817.
30. IPCC: Climate Change 2001 / The Scientific Basis. Contribution of working group I to the third assessment report of the intergovernmental panel on climate change (IPCC) / Eds.: J.T. Houghton, Y. Ding, D.J. Griggs, M. Noguer, P.J. Van der Linden, I. Xiaosy. Cambridge university press, 2001. 944 p.
31. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Математическая статистика. М.: Высш. школа, 1984. 248 с.
32. Razuvayev V.N., Apasova E.G., Martuganov R.A., Steurer P., Vose R. Daily Temperature and Precipitation Data for 223 U.S.S.R. Stations. ORNL/CDIAC, Numerical data package - 040, Oak Ridge National laboratory. 1993. Oak Ridge. Tennessee. USA.
33. McNulty S.G., Aber J.D. US National Climate Change Assessment on Forest Ecosystems: An Introduction // BioScience. 2001. V. 51, N 9. P. 720-722.
34. Kharuk V.I., Im S.T., Dvinskaya M.L. Forest-tundra ecotone response to climate change in the Western Sayan Mountains, Siberia // Scandinav. J. of Forest Res. 2010. V. 25, iss. 3. P. 224-233.
35. Зукерт Н.В., Рожкова С.В., Соколихина Н.Н. Роль гидротермического режима в распределении растительности в Якутии // Лесоведение. 1995. № 2. С. 42-49.