Ippolitov I. I., Kabanov M. V., Komarov A. I.,Kuskov A. I., Loginov S. V., Smirnov S. V.

Structure and Dynamics of Ground Temperature and Pressure Fields in Asian Part of Russia

International Conference and Young Scientists School on Computational Information Technologies for Environmental Sciences

Tomsk, Russia, September 1-11, 2003

_____________________________________________________Institute for Optical Monitoring SB RAS10/3, Akademicheskii Ave., Tomsk 634055, Russia+7-3822-25-89-44, 25-96-81ceo@iom.tomsknet.ru, sceo@iom.tomsknet.ru

Resolution into components of temporal series

2 2

1

1

( ) ( )

( )

cos ( 1)6

,

2 sin ( 1) ,6

2 cos ( 1)6

tr m

tr

m

n

ii

n

ii

T t T t T T

T t t

T A m

A a b arctg a b

a T in

b T in

Wavelet analysis of temporal series

*1( , ) ( ) ( )abW a b f t t dta

1/ 2( )abt bt aa

2 / 2( ) ois t tt e e

1* ( )( )

N

k nn

k n tW s Xs

Long-term means of surface temperature (°C)

-16 .00-15 .00-14 .00-13 .00-12 .00-11 .00-10 .00-9 .00-8 .00-7 .00-6 .00-5 .00-4 .00-3 .00-2 .00-1 .000 .001 .002 .003 .004 .005 .006 .00

Р и су н о к Р асп р ед ел ен и е ср ед н ей тем п ер ату р ы п о тер р и то р и и С и б и р и и Д ал ьн его В о с то к а

Ranges of seasonal trend of surface temperature (°C)

1 0 .0 0

1 2 .0 0

1 4 .0 0

1 6 .0 0

1 8 .0 0

2 0 .0 0

2 2 .0 0

2 4 .0 0

2 6 .0 0

2 8 .0 0

3 0 .0 0

3 2 .0 0

Р и с у н о к Р а сп р ед е л ен и е ам п л и т у д ы го д о в о го х о д а с р ед н е м е ся ч н о й те м п е р а ту р ы

п о т ер р и т о р и и С и б и р и и Д а л ь н е го В о с т о к а

Long-term trends of surface temperature (°C per decade)

-0 .10

0 .00

0 .10

0 .20

0 .30

0 .40

0 .45

0 .50

0 .60

Р и с у н о к Р ас п р ед ел е н и е о тн о с и т ел ь н о го т р е н д а (гр а д /1 0 л е т ) п о те р р и то р и иС и б и р и и Д ал ь н е го В о с то к а

Long-term means of surface pressure (hPa)

1 0 0 8

1 0 0 9

1 0 1 0

1 0 11

1 0 1 2

1 0 1 3

1 0 1 4

1 0 1 5

1 0 1 6

1 0 1 7

1 0 1 8

1 0 1 9

1 0 2 0

1 0 2 1

Р и с у н о к Р а с п р е д е л е н и е с р е д н е й в ел и ч и н ы д а в л е н и я

п о те р р и т о р и и С и б и р и и Д ал ь н е го В о с то к а

ã Ïà

1 0 0 8

1 0 0 9

1 0 1 0

1 0 11

1 0 1 2

1 0 1 3

1 0 1 4

1 0 1 5

1 0 1 6

1 0 1 7

1 0 1 8

1 0 1 9

1 0 2 0

1 0 2 1

Р и су н о к Р асп р е д ел ен и е ср е д н ей в ел и ч и н ы д ав л ен и я

п о т ер р и то р и и С и б и р и и Д а л ь н его В о сто к а

ã Ïà

Ranges of seasonal trend of surface pressure (hPa)

1 .0 0

2 .0 0

3 .0 0

4 .0 0

5 .0 0

6 .0 0

7 .0 0

8 .0 0

9 .0 0

1 0 .0 0

11 .0 0

1 2 .0 0

1 3 .0 0

1 4 .0 0

Р и с у н о к Р ас п р ед е л е н и е а м п л и т у д ы го д о в о го х о д а

п о те р р и т о р и и С и б и р и и Д а л ьн е го В о с т о к а

гП а

1 .0 0

2 .0 0

3 .0 0

4 .0 0

5 .0 0

6 .0 0

7 .0 0

8 .0 0

9 .0 0

1 0 .0 0

11 .0 0

1 2 .0 0

1 3 .0 0

1 4 .0 0

Р и с у н о к Р а сп р е д е л е н и е а м п л и т у д ы го д о в о го х о д а

п о т е р р и то р и и С и б и р и и Д а л ьн е го В о с то к а

гП а

Long-term trends of surface pressure (hPa per decade)

-0 .8 0

-0 .7 0

-0 .6 0

-0 .5 0

-0 .4 0

-0 .3 0

-0 .2 0

-0 .1 0

0 .0 0

0 .1 0

0 .2 0

Р и су н о к П р о стр ан с тв е н н о е р асп р ед ел ен и е о тн о си тел ьн о го тр ен д а (гП а /1 0 л ет )

н а те р р и то р и и С и б и р и и Д ал ьн его В о сто к а .

-0 .8 0

-0 .7 0

-0 .6 0

-0 .5 0

-0 .4 0

-0 .3 0

-0 .2 0

-0 .1 0

0 .0 0

0 .1 0

0 .2 0

Р и су н о к П р о с тр ан с тве н н о е р асп р ед ел ен и е о тн о си тел ь н о го тр е н д а (гП а /1 0 л ет )

н а тер р и то р и и С и б и р и и Д ал ь н е го В о с то к а .

Correlation between long-term monthly deviations of surface temperature and pressure

-0,3

-0,2

-0,1

0

0,1

0,2

Month

Coe

ffici

ent o

f cor

rela

tion

Correlation between long-term deviations of surface temperature and pressure in July

Correlation between long-term deviations of surface temperature and pressure in January

Results of wavelet analysis for surface temperature at Omsk

Results of wavelet analysis for surface pressure at Omsk

Correlation between long-term monthly means of surface temperature and pressure according to oscillation periods for 30–40th years to 1995 at the former USSR

MonthPeriod (yeas)

5 7 11 15 22 30Jan -0.37 -0.44 -0.31 -0.34 -0.31 -0.36 Feb -0.31 -0.38 -0.24 -0.42 -0.39 -0.26 Mar -0.35 -0.41 -0.28 -0.20 -0.20 -0.39 Apr -0.14 -0.09 -0.01 -0.05 -0.17 -0.44

May -0.10 -0.09 0.04 0.06 -0.09 -0.21

Jun -0.04 -0.04 -0.10 0.02 0.14 0.13

Jul -0.01 -0.07 -0.02 -0.02 0 0.19

Aug -0.04 -0.07 -0.06 -0.03 -0.07 0

Sep -0.03 -0.03 -0.17 -0.31 -0.07 -0.09

Oct -0.23 -0.23 -0.11 -0.11 0.05 -0.05 Nov -0.25 -0.31 -0.30 -0.17 -0.15 -0.56 Dec -0.32 -0.36 -0.28 -0.30 -0.33 -0.44Year -0.19 -0.21 -0.16 -0.17 -0.21 -0.16

Standard deviations (as in previous slide)

MonthPeriod (yeas)

5 7 11 15 22 30Jan 0.28 0.33 0.42 0.47 0.56 0.67 Feb 0.29 0.32 0.45 0.59 0.50 0.63 Mar 0.30 0.34 0.46 0.59 0.60 0.53 Apr 0.32 0.37 0.48 0.50 0.56 0.53

May 0.34 0.33 0.49 0.52 0.56 0.63

Jun 0.39 0.47 0.45 0.52 0.59 0.63

Jul 0.37 0.42 0.44 0.60 0.52 0.64

Aug 0.37 0.39 0.46 0.53 0.55 0.63

Sep 0.40 0.41 0.47 0.44 0.58 0.68

Oct 0.41 0.44 0.45 0.45 0.47 0.54 Nov 0.39 0.46 0.40 0.56 0.63 0.54 Dec 0.42 0.40 0.46 0.48 0.57 0.53 Year 0.24 0.36 0.43 0.54 0.51 0.62

Amount of days per year with different types of atmospheric circulation in the Northern hemisphere: 1 – zonal, 2 – un-zonal, 3 – north meridional, 4 – south meridional (climatic trends and 11-years oscillations are also shown)

Day

Year

Byshev et al. Doklady Earth Sci., 385, 5, 538 (2002)

2

1

3

4