Environmental Dynamics and Global Climate ChangeEnvironmental Dynamics and Global Climate Change2541-9307Yugra State University3402010.17816/edgcc34020UnknownAnnual range of temperature and precipitation forecast for Altai-Sayan mountain countryKirstaYuriy Borisovichkirsta@iwep.ruLovtskayaOlga Volfovakirsta@iwep.ruInstitute for water and environmental problems20052020111162312052020Copyright © 2020, Kirsta Y.B., Loucka O.V.2020<p>Analysis and long-term forecasting of climatic characteristics of the mountains is laborious and extremely difficult due to complex vertical and horizontal differentiation of climatic fields and insufficient number of weather stations in the region. We have developed a method for statistical forecast of average monthly temperature in the surface air layer and monthly precipitation for the mountain areas with an annual lead time.</p>
<p>The method is based on the description of monthly dynamics of the mentioned factors expressed in percent of their average annual monthly values measured in situ. Such a dynamics remains the same throughout the study territory, regardless of its height and exposure. To convert the relative values of temperature and precipitation into their conventional units of measurements (C and mm) one needs just mean annual January and July values of air temperature and precipitation for the territory under study. By the example of the Altai-Sayan mountain country, it is shown that the use of observation data for 67 years obtained from several reference weather stations ensure reliable prediction. The forecast is equally true for any part of the mountainous country due to spatial generalization of relative changes in these factors. The universal criterion <em>A</em> for assessing the quality of various predictive methods (including those, which do not use the model quality indices RSR and NashSutcliffe) is proposed.</p>
<p>The criterion is the error of predictive method <em>S</em><sub>diff</sub> normalized by standard deviation <em>S</em><sub>obs</sub> of observations from their average and equals to <em>S</em><sub>diff</sub>/ <em>S</em><sub>obs</sub>. It is associated with NSE and RSR indices through dependencies RSR = <em>A</em> and NSE = 1RSR<sup>2</sup> = 12<em>A</em><sup>2</sup>. The proposed criterion was used in assessing the quality of temperature and precipitation forecasts; it was close to the theoretically best one for statistical prognoses.</p>surface air temperatureprecipitationforecastmountain areasAltaiSayanтемпературы воздухаосадкипрогнозгорные территорииАлтайСаяны[Бабина Е.Д., Георгиади А.Г. Оценка качества воспроизведения температуры воздуха и сумм атмосферных осадков в бассейне р. Лена глобальными климатическими моделями. // Вестн. Моск. ун-та. сер. 5. География. 2016. № 5. C. 69–76.][Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Коршунова Н.Н., Швец Н.В. «Описание массива данных месячных сумм осадков на станциях России». Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2015620394. http://meteo.ru/data/158-total-precipitation#описание-массива-данных.][Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Трофименко Л.Т., Швец Н.В. «Описание массива данных среднемесячной температуры воздуха на станциях России» Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014621485 http://meteo.ru/data/156-temperature#описание-массива-данных.][Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. – 6-е изд. стер. – М.: Высш. шк., 1999. – 576 c.][Гельфан А.Н. О проблеме валидации гидрологической модели для диагностических задач. // Сборник трудов Всероссийской научной конференции с международным участием «Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения». Новочеркасск: ЮРГТУ НПИ, 2017, с. 143–149.][Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Обнаружение изменений климата: состояние, изменчивость и экстремальность климата. // Метеорология и гидрология. 2004. № 4. С. 50–66.][Дроздов О. А., Орлова В. В., Швер Ц. А. К вопросу об оптимальной длительности периода осреднения при климатических исследованиях. Труды ГГО, 1965, вып. 181, с. 14–45.][Игнатов Р.Ю., Зайченко М.Ю., Толстых М.А., Рубинштейн К.Г., Курбатова М.М. Сравнение прогнозов по региональной модели атмосферы при различных начальных и граничных условиях // Метеорология и гидрология, 2019, № 6, с. 17–23][Изменение климата и его воздействие на экосистемы, население и хозяйство российской части Алтае-Саянского экорегиона: оценочный доклад / Под ред. А.О. Кокорина; Всемирный фонд дикой природы (WWF России). – М., 2011. – 168 с.][Кирста Ю.Б. Пространственное обобщение климатических характеристик для горных территорий // Мир науки, культуры, образования. 2011. № 3 (28). С. 330–337.][Кирста Ю.Б., Пузанов А.В., Ловцкая О.В., Лубенец Л.Ф., Кузняк Я.Э., Пахотнова А.Ю. Имитационная математическая модель стока средних и малых рек для горных территорий // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. Т.14, №1(9). С. 2334–2342.][Кожахметова Э.П., Чередниченко А.В., Чередниченко В.С. О выборе периодов для расчета норм по температуре и осадкам. // Гидрометеорология и экология. 2010. № 4. С. 9–19.][Модина Т.Д., Сухова М.Г. Климат и агроклиматические ресурсы Алтая. Новосибирск: Универсальное книжное издательство, 2007. 178 с.][Погода и климат. Архивы погоды. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/archive.php (дата обращения: 10.04.2019).][Расписание погоды. Архив погоды по метеостанциям. URL: http://rp5.ru (дата обращения: 10.04.2019).][Рубинштейн Е. С. Однородность метеорологических рядов во времени и пространстве в связи с исследованием изменения климата. // Ленинград. Гидрометеоиздат. 1979][Сапожникова С.А. Особенности термического режима Горного Алтая // Труды НИИАК. – 1965. Вып. 33. С. 97–133.][Физико-географическое районирование СССР: характеристика региональных единиц / под ред. проф. Н. А. Гвоздецкого. – Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1968. – 576 с.][Koch·M., Cherie N. SWAT-modeling of the impact of future climate change on the hydrology and the water resources in the upper blue Nile river basin, Ethiopia. In: Proceedings of the 6th International Conference on Water Resources and Environment Research, ICWRER 2013. Koblenz, Germany, June 3–7, 2013. P. 428–523.][Moriasi D.N., Arnold J.G., Van Liew M.W., Bingner R.L., Harmel R.D., Veith T.L. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulation // Transactions of the ASABE. 2007. Vol. 50 (3). P. 885–900.][Parton K.A., Crean J. Review of the Literature on Valuing Seasonal Climate Forecasts in Australian Agriculture. Report for the Project Improved Use of Seasonal Forecasting to Increase Farmer Profitability. – NSW DPI, Orange, Australia, 2016.][Siegert S., Bellprat O., Menegoz M., et al. Detecting Improvements in Forecast Correlation Skill: Statistical Testing and Power Analysis // MONTHLY WEATHER REVIEW 2017 Vol. 145 (2), pp. 437–450.][Skamarock W.C., Klemp J.B., Dudhia J., et al. Description of the Advanced Research WRF Version 3. – NCAR Technical Note NCAR/TN-475+STR; doi: 10.5065/D68S4MVH, 2008, 520 p.][WMO: Calculation of monthly and annual 30-year standard normals, WCDP – No. 10 (WMO-TD/No. 341), Geneva, 1989. – 11 pp.]