Статистический анализ глобального потепления на примере Санкт-Петербурга

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы изменения климата довольно частая и важная тема для обсуждения в наше время. В нашей стране, благодаря ее широкой протяженности и климатическим поясам, изменения климата cмогут отразиться в полной мере, как в положительную так и отрицательную сторону. Поэтому для статистических исследований в программе Excel, я взял данные, которые ведутся нашими синоптиками с 1834 года. Именно в этом году император Николай I учредил в Санкт-Петербурге “Нормальную обсерваторию”, где впервые в России начали проводить регулярные метеонаблюдения.

В данной работе я хочу статистическими методами пронаблюдать изменения климата в нашем городе за более чем столетний период времени, а так же обнаружить рекордные максимумы и минимумы температур за все время ведения наблюдений.

1. ДИАГРАММА ИССИКАВЫ

Причинно-следственная диаграмма" ("рыбий скелет")

Автор метода: К. Исикава (Япония), 1952 г. Позволяет в простой и доступной форме систематизировать все потенциальные причины рассматриваемых проблем, выделить самые существенные и провести поуровневый поиск первопричины.

1.1 Суть метода

Применяется при разработке и непрерывном совершенствовании продукции. Диаграмма Исикавы - инструмент, обеспечивающий системный подход к к определению фактических причин возникновения проблем.

Диаграмма Исикавы позволяет:

- Стимулировать творческое мышление;

- Представить взаимосвязь между причинами и сопоставить их относительную важность.

Недостатки метода:

-  Не рассматривается логическая проверка цепочки причин, ведущих к первопричине, т. е. отсутствуют правила проверки в обратном направлении от первопричины к результатам.

-  Сложная и не всегда четко структурированная диаграмма не позволяет делать правильные выводы.

-  От себя добавлю отсутствие обратной связи в данной диаграмме

1.2 Цель метода

Изучить и графически отобразить и обеспечить технологию поиска истинных причин рассматриваемой проблемы для эффективного их разрешения. Поэтому метод легко применим к любому процессу. В данном случае процессу изменения климата.

Рис 1. Диаграмма Исикавы.

2. ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ И ИХ ОБРАБОТКА

Excel позволяет работать как с внешним источником данных так и с данными сохраненными в сторонних форматах, например текстовых. Например данные по среднемесячным температурам (около 175 лет) я загрузил из интернета.

Основный и значительный минус данного метода- в том что в таком варианте часто возникают ошибки из-за разного форматирования данных. Например десятые и сотые в нем отделяются строго запятой а не точкой. Поэтому предпочтительнее сохранять данные в txt формате и после дальнейшего форматирования загружать их в ексель.

Пример: текст требующий замены точек на запятые.

26063 1881 1 1 0 -1.5 0 -0.2 0 1.0 0 1.3 0 0

26063 1882 1 1 0 -8.2 0 -2.8 0 9 0.0 2 0

26063 1883 1 1 0 -21.7 0 -19.1 0 9 0.0 2 0

26063 1884 1 1 0 1.1 0 1.8 0 2.1 0 0.0 2 0

26063 1885 1 1 0 -17.1 0 -15.4 0 -8.3 0 0.0 2 0

26063 1886 1 1 0 -7.9 0 -4.5 0 -1.0 0 3.4 0 0

26063 1887 1 1 0 -9.1 0 -5.9 0 -5.6 0 0.0 2 0

26063 1888 1 1 0 -15.2 0 -10.5 0 -9.2 0 1.8 0 0

26063 1889 1 1 0 -20.2 0 -18.6 0 -16.6 0 0.0 2 0

26063 1890 1 1 0 -11.1 0 -7.6 0 -4.0 0 0.7 0 0

26063 1891 1 1 0 -3.5 0 -0.7 0 1.7 0 0.1 0 0

Далее данные необходимо просто разбить по столбцам, и они уже могут быть использованы для дальнейшего форматирования и анализа.

2.1 Построение графиков

По полученным данным я вычислил среднегодовые температуры, для построения графика общего изменения температуры.

Дополнительно я нанес на график линию тренда. Восходящая линия тренда возникает как из-за среднего увеличения температуры, так и из-за последовательного увеличения уровня пиков на графике. Тем не менее, она показывает тенденцию к росту среднегодовой температуры, которая составила очень приблизительно 2.5 градуса за срок около 150 лет.

Так же на основе этих данных я вычислил среднемесячную температуру за данный период.

А так же среднемесячные максимумы и минимумы. И среднюю температуру за весь период измерений (4.4 градуса)

На основе получившихся данных, можно построить графики среднемесячных температур за последние годы относительно общих за полтора века, дабы отследить помесячно разницу в климатических изменениях как численно, так и во времени.

Можно отметить, что в целом температура выше, за исключением 2х лет (2006, 2007) которые отличались холодными зимами (для Санкт-Петербурга)