Вероятностный анализ распределения потоков тепла в Северной Атлантике за 1979‒2022 годы

Введение. Изучение процессов теплообмена и распределения потоков тепла в океанах имеет важное значение для понимания климатических изменений на Земле. Северная Атлантика, являющаяся одним из ключевых компонентов глобальной климатической системы, играет существенную роль в регулировании климата наших широт.
Одним из ключевых инструментов для анализа распределения тепла в океанах является вероятностный анализ. В настоящей работе методами математического моделирования проводится статистический анализ данных наблюдений тепловых потоков в Северной Атлантике.
Материалы и методы. Используемые методы включают в себя анализ случайных процессов, заданных стохастическим дифференциальным уравнением (СДУ) или уравнением Ито, аппроксимацию данных наблюдений и решение уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова (ФПК) для описания эволюции вероятностного распределения тепла в океане.
Результаты исследования. С помощью методов математического моделирования проведен вероятностный анализ распределения потоков тепла в Северной Атлантике за период с 1979 по 2022 годы. Результаты исследования позволили установить закономерности распределения потоков тепла в изучаемом регионе за рассматриваемый период времени.
Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть полезными для дальнейшего изучения климатических процессов в Северной Атлантике, а также для разработки стратегий управления ресурсами и защиты окружающей среды.

1. Gorshenin A., Osipova A., Belyaev K. Stochastic analysis of air-sea heat fluxes variability in the North Atlantic in 1979–2022 based on reanalysis data. Computers & Geosciences. 2023;181(10):105461. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2023.105461

2. Cayan D.R. Variability of latent and sensible heat fluxes estimated using bulk formulate. Atmosphere-Ocean. 1992;30(1):1–42. https://doi.org/10.1080/07055900.1992.9649429

3. Parfitt R., Czaja A., Kwon Y.-O. The impact of SST resolution change in the ERA Interim reanalysis on wintertime Gulf Stream frontal air-sea interaction. Geophysical Research Letters. 2017;44(7):3246–3254. https://doi.org/10.1007/s00376-020-0072-0

4. Belyaev K., Gorshenin A., Korolev V., Osipova A. Comparison of Statistical Approaches for Reconstructing Random Coefficients in the Problem of Stochastic Modelling of Air-Sea Heat Flux Increments. Mathematics. 2024;12(2):228. https://doi.org/10.3390/math12022288

5. Simmons A., Hersbach H., Munoz-Sabater J., Nicolas J., Vamborg F., Berrisford P., de Rosnay P.,; Willett K., Woollen J. Low frequency variability and trends in surface air temperature and humidity from ERA5 and other datasets. ECMWF Technical Memoranda. 2021;881. https://doi.org/10.21957/ly5vbtbfd

6. Гихман И.И., Скороход А.В. Введение в теорию случайных процессов. Москва: Наука, 1977. 465 с.

7. Самарский А.А. Теория разностных схем. Москва: Наука, 1977. 656 с.