Степень анизотропии поля температуры увеличивается от летних к зимним месяцам.

4. Изменчивость поля влажности.

Пространственная изменчивость упругости водяного пара была исследована М. И. Юдиным и К. В. Ледневой по данным наблюдений за 13 ч на территории ЕЧР.

Пространственную структурную функцию для различных месяцев для пар станций, находящихся в одинаковых условиях увлажнения, удалось до расстояний порядка 600 км аппроксимировать единым выражением

, (4.18)

где Е — среднее значение насыщающей упругости водяного пара.

Для станций, находящихся в различных условиях увлажнения (например, одна из них находится на побережье, а другая — вдали от него), была предложена формула

, (4.19)

в которой как начальная ордината, так и скорость возрастания заметно больше, чем в формуле (4.18).

Полагая характерные значения насыщающей упругости Е для января равными 3 гПа, а для июля — 30 гПа, можно оценить средние квадратические случайные ошибки, которые оказываются равными около 0,3 гПа для января и около 1 гПа для июля. Приведем также приближенную формулу для пространственной корреляционной функции упругости водяного пара для июля, полученную из (4.18) с учетом характерного значения σ_е = 3,5 гПа

. (4.20)

Пространственная корреляция средних месячных значений этой величины близка к корреляции соответствующих значений температуры воздуха, отличаясь лишь большими значениями меры ошибки — около 0,02.

Заметно повышается при временном осреднении пространственная корреляция относительной влажности. Выполненные для летних месяцев оценки показывают, что она также может быть приближенно описана линейной функцией вида

. (4.21)

Для относительной влажности за отдельные сроки оценка для центра ЕЧР по данным В. Д. Решетова дает значения ,и =0,92 и а=1,3 (тыс. км) ^-1. Для средних месячных значений получаются величины = 0,95; а = 0,62 (тыс. км) ^-1.

5. Корреляция скорости ветра. Вычислялись корреляционные функции зональной и меридиональной составляющих за сроки 3 и 15 ч для января и для июля. Корреляционные функции практически мало отличаются одна от другой. Например, для наблюдений за 15 ч в июле они до расстояний порядка 500 км хорошо описываются формулой

, (4.22)

где ρ_о = 750 км.

Заметим, что аналогичной формулой, но с большим радиусом корреляции ρ_о = 1000 км можно приближенно описать приведенную корреляционную функцию средних месячных значений скорости ветра за этот срок суток для центральных районов ЕЧР в июле. При этом значения меры ошибок η² составляют около 0,8. Вероятно, что большая ошибка определяется большим влиянием микроклиматических условий пунктов наблюдения. Эта особенность сводится к тому, что по мере временного осреднения дисперсия поля уменьшается, а систематические микроклиматические различия для разных пар станций не уменьшаются или уменьшаются сравнительно медленно.

6. При изучении пространственной изменчивости элементов второй группы, представляющих собой разрывные поля, очень важным является выбор подходящих характеристик структуры. В ряде случаев в срок наблюдения фиксируются лишь наличие или отсутствие явления без количественной его характеристики.

Для таких наблюдений естественно характеризовать пространственную структуру поля величинами, описывающими совместную вероятность обнаружения явлений в различных пунктах. Очень полезными могут оказаться данные о размерах очагов явлений и расстоянии между ними. Располагая такими данными, можно оценить и упомянутые совместные вероятности. Однако получение их требует выполнения специальных наблюдений, в то время как данные о вероятностях могут быть получены путем обработки обычных сетевых наблюдений.

Такое исследование повторяемости гроз на территории Центра ЕЧР было выполнено Л. Л. Брагинской и Г. С. Степаненко. В этом районе в июле отмечается в среднем 8,5 дня с грозой при среднем общем числе 11,5 гроз в месяц и средней продолжительности грозы 2,3 часа.

Вероятность одновременного появления грозы в различных пунктах, конечно, существенно зависит от физико-географических особенностей этих пунктов. Тем не менее оказывается возможным описать ее в первом приближении как функцию расстояния между пунктами, которая аппроксимируется зависимостью

, (4.23)

где v (ρ) — вероятность наличия грозы в пункте на расстоянии ρ от станции, на которой наблюдается гроза.

При значительном временном осреднении, например за месяц, исследуемые явления обычно наблюдаются на всей территории, и информация о явлениях дается в количественной форме, например в виде числа явлений за месяц, и в большинстве случаев может быть представлена в виде непрерывного поля. В этом случае особых трудностей при расчете статистической структуры не возникает.

Исследование пространственной корреляция числа дней с грозой m в летние месяцы и за год в целом на территории центра EЧР. Выполненные расчеты показали, что эмпирическая пространственная корреляционная функция этой величины до расстояний порядка 600 км может быть аппроксимирована экспоненциальной зависимостью вида

. (4.24)

Из табл. 4.7, где приведены значения параметров и ρ_о, а также среднего числа гроз , среднего квадратического отклонения σ, коэффициента вариации c_v = σ / и меры ошибок наблюдения , видно, что хотя масштаб корреляции для числа дней с грозой достигает 1000 км, абсолютные значения коэффициентов корреляции являются небольшими вследствие значительного влияния ошибок наблюдений и микроклиматических особенностей пунктов наблюдения.

Таблица 4.7