23.08.2018 16:17
lucius 21 7700 Источник

В очередной раз поежившись, я полностью застегнул куртку и ускорил шаг, торопясь на работу. На работе горячий кофе, тёплый системный блок и интересные задачи. Но не они крутились у меня в голове, пока холодный ветер шарил у меня за пазухой, а небольшое смутное подозрение относительно смены сезонов. Необходимо было проверить, действительно ли потепление и похолодания приходят вовремя, а не раньше? Может быть сезоны сдвинуты?


Само собой разумеется, по-прибытии на работу я и думать забыл о своем смутном подозрении. Но оно не рассеялось окончательно, а периодически всплывало в голове, когда, например, я страдал от зноя в мае или видел желтеющее дерево в июле.



Итак, толком не следуя принципу, что нужно начать делать задумку в первые 48 часов, спустя много месяцев я таки провел небольшое исследование для проверки своего подозрения. Напоминанием стала статья на Гисметео.


Данные


Первым делом необходимо было раздобыть данные. Как оказалось, найти среднесуточные температуры не так-то просто, как может показаться. После пятиминутного гугления я наткнулся на вопрос на Тостере, откуда попал на сайт www.ncdc.noaa.gov. Но полученные данные меня не удовлетворили (много пропусков в датах), продолжил гугление получил искомое на сайте http://aisori-m.meteo.ru/waisori/.


Кусочек данных:


29645 1955 1 1 "-31.0"
29645 1955 1 2 "-23.8"
29645 1955 1 3 "-18.7"
29645 1955 1 4 "-13.3"
29645 1955 1 5 "-16.8"
29645 1955 1 6 "-16.8"
29645 1955 1 7 "-18.6"
29645 1955 1 8 "-17.0"
29645 1955 1 9 "-6.7"
29645 1955 1 10 "-10.4"

Получение годовых температур со смещением


Первым делом, я преобразовал csv с данными в массив объектов.


Затем написал функцию, которая возвращала из массива год со смещением на некоторое количество дней.
Детальнее, у нас есть такой кусочек массива:


...
1955 12 29 -34.5
1955 12 30 -37.7
1955 12 31 -36.3
1956  1  1 -29.2
1956  1  2 -32.9
1956  1  3 -38.1
1956  1  4 -36.6
...

Если в функции запросить все данные 1956 года, то просто они и вернулся, а если запросить данные со смещение в -1 день, то температура для каждого дня будут браться из предыдущего дня. То есть для 1го января 1956 года, будет браться температура 31 декабря 1955 года


...
1956  1  1 -36.3  < (из 1955 12 31)
1956  1  2 -29.2  < (из 1956  1  1)
1956  1  3 -32.9  < (из 1956  1  2)
1956  1  4 -38.1  < (из 1956  1  3)
...

Получение среднемесячной температуры


В полученном срезе массива за год, я высчитывал среднемесячные температуры, тем самым получая вектор температур для года.


[
    -16.716129032258067,
    -16.317857142857143,
    -17.690322580645155,
    -11.57333333333333,
    0.3967741935483872,
    9.163333333333332,
    17.845161290322586,
    17.225806451612904,
    15.490000000000004,
    9.922580645161291,
    1.7233333333333334,
    -8.26774193548387
]

Расстояние между смещенными годами


Если у меня есть вектор температур для года, то я могу сравнить расстояние между векторами.
То есть, если бы погода вообще почти не менялась год от года, то расстояние между векторами было бы равно нулю. Отсюда я решил, что буду сравнивать, к примеру, вектор 2001 года и все вектора 2002 года, полученные смещением. 


...
2001 год == 2002 год -2 дня
2001 год == 2002 год -1 дня
2001 год == 2002 год 
2001 год == 2002 год +1 день
2001 год == 2002 год +2 дня
...

После брать смещение того сравнения, где расстояние между векторами минимально. То есть, если окажется, что расстояние между 2001 годом и 2002 годом +2 дня минимально, то значит сезон 2002 года был смещен на 2 дня вперед относительно 2001 года.


Забегая вперед скажу, что я брал за начальный год 1956 и смотрел смещение на 30 дней вперёд и назад.


Оформляем код


Алгоритм я запрограммировал на js и сделал небольшой сайт для удобства проверки.
Исходный код на гитхабе.


Проверяем предположения


Кемерово


Ага! Сезоны стали меняться быстрее с 2013 года на 10 дней, а в среднем с 1956 года на 8 дней!


Москва


Смещения почти нет.


Архангельск



Калининград



Санкт-Петербург



Тюмень



Владивосток



Заключение


Ощущение не обмануло, но ощущения проверять всё же нужно.


P.S. На самом деле я искал Новосибирск. На сайте Новосибирска не оказалось, но Кемерово меня полностью устроило.


P.P.S. Как оказалось немного позже — то в файле не хватало 2018 года, а мне нужен был январь этого года, поэтому недостающий месяц я скачал с сайта pogodaiklimat.ru.

Комментарии (21)


  1. Mogwaika
    23.08.2018 19:31
    #19026527

    Скорость (быстрота) смены сезона это производная в районе средней точки или что? Она точно так связана с расстоянием между «векторами»?


    1. lucius Автор
      24.08.2018 05:48
      #19027551

      Расстояние между векторами нужно для выяснения смещения.
      Чуть подробнее:


      distance("2001 год", "2002 год" + "-2 дня")  = 20
distance("2001 год", "2002 год" + "-1 дня")  = 15
distance("2001 год", "2002 год" + " 0 дней") = 12
distance("2001 год", "2002 год" + "+1 день") = 10
distance("2001 год", "2002 год" + "+2 дня")  = 5 <- наш выбор
distance("2001 год", "2002 год" + "+3 дня")  = 13


  1. valery1707
    23.08.2018 19:42
    #19026553

    Сайт это хорошо, но может стоит на нём добавить описание о том как можно получить файл без которого ничего и не работает?
    Я вот хотел посмотреть на Воронеж и Караганду.


    1. lucius Автор
      24.08.2018 05:41
      #19027545

      Добавил краткое описание. Не так просто найти удобный источник данных.
      Караганда (данные до 2015 года)

      Воронеж


  1. IronHead
    23.08.2018 19:43
    #19026559
    +4

    А если offset days нанести на карту? то есть например в Архангельске смещение с 1955 года почти на 15 градусов, а в Москве почти нет. Возможно будет видно какие то географические паттерны, например от строительства в СССР водохранилищ.


    1. Javian
      23.08.2018 23:28
      #19027193

      Крупных водохранилищ не так много. Скорее вырубка лесов (лесополос?) позволяет воздушным массам быстрее и дальше перемещаться.


      1. IronHead
        23.08.2018 23:30
        #19027197

        Может и это. Карта с отклонениями дала бы наглядную картинку


        1. Javian
          24.08.2018 00:43
          #19027323

          Попадалась советская книжка, в которой было написано о мелиорации и что осушение болот избавило поля, где-то в северных регионах, от прихода заморозков летом.


    1. lucius Автор
      24.08.2018 05:42
      #19027547

      Отличная идея, спасибо. Поставил себе в планы на реализацию


  1. omgiafs
    23.08.2018 21:53
    #19026981
    +2

    Да в Кемерово последние 3 года погода конкретно так поменялась.
    Раньше таких ветров, как сейчас, вообще не было. А ныне ветер 5-6 баллов по шкале Бофорта (это по которой 9-балльный шторм и всё такое) случается несколько раз в месяц. Объясняем это просто — китайцы тайгу вырубили, вот и ветры задули.
    На неделе погода меняется несколько раз. Три дня тому потел в шортах — +40 на солнце, +25 в тени, сегодня мёрзну в куртке — +15 и пасмурно :) В воскресенье опять в шортах гуляем.

    Давеча, по радио слышал, в Москве рекорд по давлению был — аж 750-с чем-то мм.рт.ст. У нас этим летом барометры фиксировали 780, и всё спокойно — никто и не заикнулся про рекорды, хотя я сам такое значение первый раз в жизни увидел и офигел.

    Вообще, мы в ссылке живём. Сюда ссылали и климат был наказанием. Мы привыкшие, -мерзнуть утром, потеть в обед и опять мёрзнуть вечером — это в порядке вещей. Дневной перепад температуры летом бывает около 20 градусов. Однажды зимой, будучи студентом, пошел я на учёбу, посмотрев на термометр и одевшись на -10 градусов, а когда добирался домой с университета, на улице было уже -27. Это за короткий зимний световой день так поддавило, буквально за несколько часов :)

    Так что будете у нас на Колыме в Кемерово, учтите эти погодные нюансы :)


    1. Mike_soft
      24.08.2018 09:51
      #19028037

      бывают и покруче перепады — году в 1996 в Югорске утром в 5 часов (приход поезда) было в районе +5, а вечером в районе 22 (отправление поезда в обратном направлении) успешно снизилась к -30. и для всех местных это не было чем-то необычным.


    1. Vilgelm
      24.08.2018 09:55
      #19028085

      У нас в соседнем регионе также стало, дерганная погода, более быстрая смена сезонов и дикий ветер, который иногда приводит к катастрофам.


    1. Woffko
      24.08.2018 10:22
      #19028229

      В Волгоградской области перепад за день на 15 градусов это тоже обычное явление.
      вчера днём прогревалось до +30, а вечером уже было +14.(да и вообще в середине лета обычно +40, а в феврале месяце доходит до -30), у нас тут вырубать нечего, но тоже есть ощущение что погода из года в год меняется, при этом мы вроде как в хорошем месте на юге.


    1. Polaris99
      24.08.2018 14:10
      #19029395

      Перепад температуры в 20 градусов везде бывает, где есть лес в больших количествах. Утром холод идет из леса, вечером начинается жара. У нас город окружен лесом, хотя центр Европы, так утром дети в школу одевают кофты, потому как +15, а к вечеру может и +35 быть, как вчера.


  1. Samouvazhektra
    24.08.2018 04:36
    #19027515

    Интересно, но вы б тогда уже сделали полный конвертер чтоб прям на данных с http://aisori-m.meteo.ru/waisori/ работало… а то — скачай оттуда, подготовь csv а потом только грузи… :-(


  1. dim2r
    24.08.2018 09:23
    #19027949

    Можете Самарскую область проанализировать? Последние годы наблюдается новый сезон «хpeн знает что». Где-то в ноябре-декабре снега совсем нет, но есть морозы и ветер. Очень странное ошущение порой, — мороз -10, ветер поднимает пыль с дороги, пасмурно и вечерний полусумрак.


  1. oleg_umnik
    24.08.2018 10:28
    #19028259

    Значит календарные «весны» стали теплее, а «осени» — холоднее? Проверяли это утверждение?


    1. lucius Автор
      24.08.2018 10:31
      #19028271

      Собственно на этом и строилась проверка. На самом деле я был недостаточно скрупулезен, потому что нужно еще учитывать растущую среднегодовую температуру. Но это уже не так просто.


      1. oleg_umnik
        24.08.2018 11:20
        #19028523

        Нет, я немного о другом. Раз по ощущениям весна и осень стали приходить раньше, то значит и первые календарные месяцы весны должны стать теплее, а последние лета — холоднее.


  1. oops1
    24.08.2018 13:42
    #19029275

    У меня субъективное чувство, что после землетрясения, на одном курортов в 2004 году.
    зима стала приходить на месяц — два позже (устойчивый снежный покров), весна также стала приходить позже.
    Я помню как 22 марта я всегда в майке ходил встречать наурыз (в западном казахстане), сейчас в марте еще лежит снег.

    Это конечно мое не профессиональное наблюдение, и оно может ошибочно и подвержено эффекту манделла


  1. fndrey357
    25.08.2018 18:07
    #19032833

    Не скажу за температуру, но последние пару лет месяцами не бывает солнца весной и летом. Мне лично тяжко…