Қазақстанның солтүстігінде қазан-ақпан айларындағы маусымдық ауа температурасының статистикалық құрылымы



Атмосфераның жылу режимі температурамен сипатталады. Температура климаттың құрамдас бөлігі және оның негізгі сипаттамасы болып табылады, ол жер шарының әр нүктесінде үнемі өзгеріп отырады. Ауа температурасының тұрақтылығының адам өмірінде маңыздылығы зор. Жыл маусымдарына сәйкес ауа температурасының өзгеріп тұруы бұл қалыпты құбылыс. Ауа температурасының тым төмендеуі немесе тым жоғарылауы адамзат өміріне кері әсер етеді. Әр ендіктерде табиғат жағдайларына сәйкес абсолютті минималды және абсолютті максималды мәндері болады. Сол мәндерден температураның асып кетуі немесе төмендеп кетуі кей жағдайларда адам өліміне алып келеді. Сонымен қатар ауа температурасы жер бетінде өсімдіктердің географиялық таралуы, дамуы мен өсуіне үлкен әсер етеді.

Мақалада 1950–2020 жылдар аралығында Қазақстанда солтүстігінде орналасқан Астана, Атбасар, Көкшетау, Қостанай, Петропавл және Павлодар метеорологиялық станцияларындағы суық мезгілдегі ауа температурасының маусымдық өзгеру тенденциясы мен статистикалық сипаттамалары анықталды. Зерттеу барысында Қазақстанның солтүстік аймақтарында 1950–2020 жылдар аралығында температураның суық мезгілдегі өсу тенденциясы әр 10 жылда 0,3–0,5 ℃ шамасындағы өзгерісті құраған. Температураның максималды көрсеткіші 1983 жылы, ал минималды көрсеткіші — 1969 жылы байқалған. Солтүстік Қазақстан облысындағы температура таралуын қарастыру бойынша, қараша айында көп кездескен температуараның минус 8.6÷минус 5.8 ℃ көрсеткіші Петропавл станциясында 26 жағдайда, ал қаңтар айында минус көп кездескен темпеарутараның минус 17.7÷минус 14.6 ℃ көрсеткіші Қостанай станциясында 26 жағдай байқалған. Жұмыс барысында Солтүстік Қазақстан облысында ірі аномалияларды қарастыра отырып, 2000 жылдардан бастап температураның көтерілгенін байқалады және ең ірі аномалия 2020 жылы 8,9 ℃ болған.

Түйін сөздер: температура, тренд, орташа квадраттық ауытқу, асимметрия, вариация, эксцесс, суық мезгіл.

Тепловой режим атмосферы характеризуется температурой. Температура является составной частью климата и его основной характеристикой, которая постоянно меняется в каждой точке земного шара. Большое значение в жизни человека имеет стабильность температуры воздуха. Изменение температуры воздуха в соответствии с сезонами года это нормальное явление. Слишком низкие или слишком высокие температуры воздуха негативно влияют на жизнь человечества. Каждая широта имеет абсолютные минимальные и абсолютные максимальные значения в соответствии с природными условиями. Превышение или понижение температуры этих значений в ряде случаев приводит к гибели людей. Кроме того, температура воздуха оказывает большое влияние на географическое распределение, развитие и рост растений на земле.

В статье выявлены статистические характеристики и тенденции сезонных изменений температуры воздуха в холодное время года на метеорологических станциях Астана, Атбасар, Кокшетау, Костанай, Петропавловск и Павлодар, расположенных на севере Казахстана в период с 1950 по 2020 годы. В ходе исследования установлено, что в северных регионах Казахстана в период с 1950 по 2020 годы тенденция к росту температуры в холодный период составляла изменение в пределах 0,3–0,5 ℃ каждые 10 лет. Максимальный показатель температуры наблюдался в 1983 году, а минимальный — в 1969 году. Учитывая распределение температур в Северо-Казахстанской области, в ноябре наиболее частая температура минус 8,6 ÷ минус 5,8 ℃ наблюдалась в 26 случаях на станции Петропавловск, а в январе наиболее частая температура была минус 17,7 ÷ минус 14,6 ℃ на станции Костанай в 26 случаях. В ходе работы с учетом крупных аномалий в Северо-Казахстанской области отмечается повышение температуры с 2000 года, а наибольшая аномалия в 2020 году составила 8,9 ℃.

Ключевые слова: температура, тренд, стандартное отклонение, асимметрия, вариация, эксцесс, холодные сезоны.

Адамның биологиялық тіршілігі мен экономикалық белсенділігі климатқа және оның динамикасына қатты тәуелді. Соңғы жүз жылдағы климаттың өзгеруін және осы өзгерістердің себептерін зерттеу нәтижелерінен байқалған тенденциялар негізінен климаттың табиғи өзгергіштігімен байланысты емес екенін көрсетті. Ғалымдар климаттың соншалықты үлкен өзгеру мүмкіндігін жоққа шығармайды, сондықтан бұл проблема тек ғылыми қоғамдастықтың назарын аударып қана қоймай, сонымен қатар көптеген елдердің үкіметтері мен халықаралық ұйымдардың алаңдаушылығына айналды.

Бақыланатын климаттық параметрлер кешенімен сипатталады, оның ішіндегі жер бетіндегі ауа температурасы мен жауын-шашын аймақ жағдайларының маңызды сипаттамалары және сонымен бірге адамның практикалық қызметі үшін ең маңызды болып табылады.

Ауа температурасының көпжылдық ауытқуларын зерттеу қазіргі география ғылымының өзекті міндеттерінің бірі болып саналады, cебебі географиялық қабықтың құраушысы тіршілік жағдайымен және ландшафтардың дамуымен анықталады. Көпжылдық температура өзгерістерінің себептерін белгілеу ғылыми және практикалық маңызды мағынаға ие. Температура тербелісінің негізгі заңдылықтарын іздеп табу ұзақ мерзімді гидрометерологиялық болжамдардың жетілдірілуіне және ресурстарды тиімді пайдалануға мүмкіндік туғызады [1].

Зерттеудің мақсаты мен міндеті

Зерттеу тақырыбының өзектілігі: Қазақстанның солтүстік өңіріндегі қазан-ақпан айларындағы ауа температурасының климаттық таралу ерекшеліктерін бағалау, ауылшаруашылығы, транспорттық тасымалдау салалары және де туризм, өнеркәсіптер мен өндіріс орындары секілді маңызды салаларда өзекті орын алады.

Зерттеу тақырыбының мақсаты: Қазақстанның солтүстік өңіріндегі 1950–2020 жж. қазан-ақпан айларындағы ауа температурасының климаттық таралу ерекшеліктерін айқындау және зерттеу, ауа температурасының экстремалды жылы және экстремалды салқын жылдар каталогын құрастыру.

Зерттеу тақырыбының міндеттері:

– Қазақстанның солтүстігінде қазан-ақпан айларындағы ауа температурасының өзгеру динамикасын талдау;

– Қазақстанның солтүстігінде қазан-ақпан айларындағы ауа температурасының статистикалық құрылымын талдау;

– Қазақстанның солтүстігінде қазан-ақпан айларындағы ауа температурасының экстремалды жылы және экстремалды салқын жылдарын айқындау.

Зерттеу нысаны, материалдары мен әдістері

Жұмысты зерттелу аймағы Солтүстік Қазақстан, яғни оның құрамына кіретін Солтүстік Қазақстан, Павлодар, Ақмола және Қостанай облыстары. Аймақ батыстан шығысқа қарай 1300 км, ал оңтүстіктен солтүстікке 600 км созылып жатыр (1-сурет).

1 сур. Зерттеу аймағы

Зерттеу аймағы солтүстігінде Ресеймен шектеседі. Оның шекарасы Тобыл, Есіл, Обаған өзендерінің алабында, батыста Орал тауларының оңтүстік беткейлерінен, шығыста Ертістің жазық далаларына дейін орналасқан. Негізгі өзендеріне — Ертіс және оның екі сол саласы — Есіл мен Тобыл жатады.

Деректер көзі ретінде Солтүстік Қазақтан аймақтарындағы 1950–2020 жж. суық мезгілдері (қазан-ақпан айлары) үшін алынған температура көрсеткіштері қолданылды.

Статистикалық сипаттамалардың есептеулері 1950–2020 жылдар аралығында Солтүстік Қазақстанның барлық зерттелген станциялары үшін жүргізілді. Бастапқы мәліметтер ретінде температураның суық айлардағы орташа айлық мәндері пайдаланылып, орташа квадраттық ауытқу, эксцесс, асимметрия және вариация коэффициенттері есептелді [2–5].

Зерттеу нәтижелері және талқылаулар

Қазақстанның термикалық режимі негізінен үлкен ендіктік және республиканың физико-географиялық біртекті еместігіне әсерінен тез өзгеретін радиациялық фактормен анықталады. Сонымен қатар, суық және жылы ауа массаларының шығарылуының қиын кезектесуінде көрінетін және олардың әр түрлі маусымдық барикалық жағдайларда өзара әсер етуінде көрінетін атмосфера циркуляциясының әсері де маңызды. Осы факторлар Қазақстанның температуралық жағдайының үлкен әр түрлілігіне алып келеді. Алайда, республиканың климаты үшін жалпы және типтік үлкен контрастілікпен және маусымдық және жыларалық тербеліс шұғылдылығымен, мәнді тәуліктік және жылдық амплитудалармен сипатталатын ауа температурасының құрлықтық режимі болып табылады. Соңғы жылдары климаттық процестерде парниктік эффект ролі маңызды. Табиғи және антропогенді факторлардың араласуы климаттық өзгерулерге қиын болжанатын сипат береді [6].

Бағытына қарай температуралардың шұғыл өзгерістерін зерттеулерді төрт категорияға бөлуге болады. Алғашқы категорияға ультраполярлық құбылыстар талдауы бойынша жұмыстар жатады. Яғни, ол температураның шұғыл өзгерістерін болжауда қолданылады. Ең алғаш болып бұл құбылыстарды Б. П. Мультановскиймен қарастырылған. Ол антициклондық пайда болулардың ауыстыру жолдарын анықтап және олардың классификациясын берген. Ультраполярлық траектория бойынша антициклон енген кезде атмосфераның белдеулік циркуляциясы қатты бұзылады және соның әсерінен ауа райы тез өзгереді. Батыс бөлігінде жылу адвекциясы, ал шығыста суық адвекциясы қалыптасады. Ал қыс мезгілінде бірінші жарты жылдықта ыстық, екіншісінде қатты аяз болады.

Екінші категория суық және жылу толқындары бойынша жұмыстарды қамтиды. Ондай жұмыстар аталған метеорологиялық құбылыстарды нақты зерттеуге және оларды болжауға мүмкіндік береді. Алғашқы зерттеулер климаттық аспектідегі жылу мен суық толқындарының анализіне арналады. Әсіресе, суық ауаның енуіне байланысты пайда болған үсіктер қарастырылды [7].

Жоғарыда айтылғанды ескере отырып, Қазақстанда ауа температурасының өзгеру тенденциясын зерттеу актуальды болып отыр. Cолтүcтік Қазақcтан бойынша қазан-ақпан айларындағы ауа температураcының таралуы қарастырылды (2–7 cуреттер) [8].

Төменде 2-суретте Солтүстік Қазақстан аумағындағы Петропавл станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары үшін ауа температурасының уақыттық жүрісі және өзгеру тенденциясы келтірілген.

2 сур. Петропавл станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары бойынша ауа температурасының уақыттық жүрісі

2-суретте көрсетілгендей, Петропавл станциясы бойынша қазан-ақпан айлары үшін максималды температура көрсеткіші минус 6,0 ℃ (1983 жылы), ал минималды температура көрсеткіші минус 14,4 ℃ (1954, 1969 жылдары) байқалған. Тренд сызықтарына қарап, әр он жыл сайын температура көрсеткіші 0.4 ℃-ға өсіп отырған.

Қазақстан үшін М. Х. Байдал ауа температурасының плюс/минус 0, плюс/минус 5–10ºC-ге өтуін (көктем мен күз мезгілінде) зерттеді. Атмосфералық даму процестері бойынша анықталған көктем мезгілі бойынша типтері анықталды. Қостанай облысының ауа температурасының тұрақты өтуі бұл құбылыстардың ритмдігімен белгіленген. Н. М. Гавриленко Украинадағы көктем кезіндегі ауа температурасының өзгеруінің анализін жүргізді. Осының нәтижесінде көктемдегі белдеулік циркуляциясының келесі айларға өту кезіндегі күндердің өзара байланысы табылды [9].

Солтүстік Қазақстан аумағындағы Қостанай станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары үшін ауа температурасының уақыттық жүрісі және өзгеру тенденциясы 3-суретте келтірілген.

3 сур. Қостанай станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары бойынша ауа температурасының уақыттық жүрісі

3-суретте көрсетілгендей, Қостанай станциясы бойынша қазан-ақпан айлары үшін максималды температура көрсеткіші-минус 5.2 ℃ (1983 жылы), ал минималды температура көрсеткіші-минус 13.5 ℃ (1976 жылы) байқалған. Тренд сызықтарына қарап, әр он жыл сайын температура көрсеткіші 0.5 ℃-ға өсіп отырған.

Солтүстік Қазақстан аумағындағы Көкшетау станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары үшін ауа температурасының уақыттық жүрісі және өзгеру тенденциясы 4-суретте келтірілген.

4 сур. Көкшетау станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары бойынша ауа температурасының уақыттық жүрісі

4-суретте көрсетілгендей, Көкшетау станциясы бойынша қазан-ақпан айлары үшін максималды температура көрсеткіші-минус 5.1 ℃ (1983 жылы), ал минималды температура көрсеткіші-минус 12.8 ℃ (1969 жылы) байқалған. Тренд сызықтарына қарап, әр он жыл сайын температура көрсеткіші 0.4 ℃-ға өсіп отырған.

Солтүстік Қазақстан аумағындағы Атбасар станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары үшін ауа температурасының уақыттық жүрісі және өзгеру тенденциясы 5-суретте келтірілген.

5 сур. Атбасар станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары бойынша ауа температурасының уақыттық жүрісі

5-суретте көрсетілгендей, Атбасар станциясы бойынша қазан-ақпан айлары үшін максималды температура көрсеткіші-минус 6.3 ℃ (1983 жылы), ал минималды температура көрсеткіші-минус 14.3 ℃ (1969 жылы) байқалған. Тренд сызықтарына қарап, әр он жыл сайын температура көрсеткіші 0.3 ℃-ға өсіп отырған.

Солтүстік Қазақстан аумағындағы Астана станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары үшін ауа температурасының уақыттық жүрісі және өзгеру тенденциясы 6-суретте келтірілген.

6 сур. Астана станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары бойынша ауа температурасының уақыттық жүрісі

6-суретте көрсетілгендей, Астана станциясы бойынша қазан-ақпан айлары үшін максималды температура көрсеткіші-минус 4.9 ℃ (1983 жылы), ал минималды температура көрсеткіші-минус 13.4 ℃ (1969 жылы) байқалған. Тренд сызықтарына қарап, әр он жыл сайын температура көрсеткіші 0.5 ℃-ға өсіп отырған.

Солтүстік Қазақстан аумағындағы Павлодар станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары үшін ауа температурасының уақыттық жүрісі және өзгеру тенденциясы 7-суретте келтірілген.

7 сур. Павлодар станциясы бойынша 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айлары бойынша ауа температурасының уақыттық жүрісі

7-суретте көрсетілгендей, Павлодар станциясы бойынша қазан-ақпан айлары үшін максималды температура көрсеткіші-минус 4.8 ℃ (1982 жылы), ал минималды температура көрсеткіші-минус 15.4 ℃ (1969 жылы) байқалған. Тренд сызықтарына қарап, әр он жыл сайын температура көрсеткіші 0.4 ℃-ға өсіп отырған.

Қорыта келгенде, Қазақстанның солтүстік аймақтарында 1950–2020 жылдар аралығында ауа температурасының суық мезгілдегі өсу тенденциясы әр 10 жылда 0,3–0,5 ℃ шамасындағы өзгерісті құраған.

Е. А. Чистякова Шығыс Сібір мен Таяу Шығыста зерттеу жұмыстарын жүргізген болатын. В. Ф. Козельцова мен Д. А. Педь ауа температурасының 0 ºС-ден плюс/минус 5 ºC-ге өтуін Батыс Сібір мен Солтүстік Қазақстанның еуропалық бөлік территорияларында зерттеді. В. Ф. Козельцева жазықтарын аномалдық деңгейіне қарай жіктеді. Соның нәтижесінде синоптикалық жағдайлар анықталып, типтік карталары құрастырылды. Тұрақты өтулердің үш схемасы ұсынылған. Бірінші схемада ауа температурасы өтулерінің мезгілдері арасындағы байланыс, ал екіншісінде атмосферадағы циркуляця ауысуларының ерекшеліктері есепке алынған. Үшіншісінде алғашқы екі схеманы анықтай түсетін әдіс-тәсілдер қолданылған. Төртінші, соңғы категорияға ыстық пен қатты аяз бойынша зерттеулер жатады. Бұл құбылыстар жайында зерттеулер салыстырмалы түрде өте аз жүргізілген. Ең алғаш ыстық мезгілді анализдеген А. И. Воейков. Ол екі пайда болу түрлерін көрсетті: жылы жел және күн сәулелері әсерінен. Кейінірек, О. Н. Лебедева қыс айларында КСРО-ның еуропалық бөлігі территорияларын зерттеді (желтоқсан, қаңтар, ақпан айларын) [10,11].

Солтүстік және Орталық Қазақстанның көп бөлігінде минус 20 °С-ден төмен ауа температураларымен күндер саны 50–60 күн, ал Шығыс Қазақстанның таулы аудандарында 80–100 күннен асады. Мұнда төмен ауа температурасымен аз күндер саны солтүстікте қорғалған таулы аудандарында (Баянауыл), оңтүстікке қарай ашық таулы жоталарда (Бектауата), орталықтағы өндіріс орындарында бақыланады. Соңғы жағдайда И. А. Гольцберг зерттеулері бойынша, суық ауаның ағыстар еркін атмосферада жылы ауа алмастырумен бақыланады.

Батыс және Оңтүстік Қазақстанда орташа минус 20 °С-ден төмен ауа температурасы орташа 2–63 күнді құрайды, сонымен қатар аумақтың оңтүстік бөлігінде мұндай күндер саны 2–10 күннен аспайды. Бұл жерде айтарлықтай дәрежеге тұрғылықты жердің ендігі және станциялардың орналасқан ықпал етеді [12].

Ауа температурасының таралуы туралы нақты түсінік олардың таралу гистограммасы арқылы беріледі. Сол себепті күз (қараша) және қыс (қаңтар) айларындағы Петропавл, Қостанай, Астана және Павлодар метеорологиялық станцияларындағы ауа температурасының таралу гистограммасы кескінделді.

Төменде 8-суретте Петропавл және Қостанай станциялары бойынша қараша айындағы ауа температурасынң таралу гистограммасы берілген.

8 сур. Петропавл және Қостанай станцияларында қараша айында ауа температурасының таралуы

8-суретте көрсетілгендей, Петропавл станциясында -8.6÷-5.8 0С температура аралығында 26 жағдай байқалып, ал минус 20.2÷17.4, минус 17.3÷14.5, 0.1÷2.9 0С температура аралықтарында тек 2 жағдай саны байқалған.

Қостанай станциясында 24 жағдай минус 6.9÷4.2 0С температура аралығында 24 жағдай байқалып, ал 1 жағдай 1.5÷4.2 0С температура аралығында байқалған. Сонымен қатар минус 15.3÷12.6 0С температура аралығында жағдайлар саны байқалмаған.

Төменде 9-суретте Астана және Павлодар станциялары бойынша қараша айындағы ауа температурасының таралу гистограммасы берілген.

9 сур. Астана және Павлодар станцияларында қараша айында ауа температурасының таралуы

9-суретте көрсетілгендей, Астана станциясында 17 жағдай минус 7.5÷5.2 0С температура аралығында байқалып, ал 2 жағдай минус 0.3÷2.0 0С температура аралығында байқалған. Павлодар станциясында 19 жағдай минус 7.7÷5.3 0С температура аралығында байқалып, ал 1 жағдай минус 0.2÷2.2 0С температура аралығында байқалған.

Төменде 10-суретте Петропавл және Қостанай станциялары бойынша қаңтар айындағы ауа температурасының таралу гистограммасы берілген.

10 сур. Петропавл және Қостанай станцияларында қаңтар айының ауа температурасының таралуы

10-суретте көрсетілгендей, Петропавл станциясында 22 жағдай минус 19.1÷16.1 температура аралығында байқалып, ал 1 жағдай минус 31.5÷28.5, минус 28.4÷25.4 температура аралығында байқалған. Қостанай станциясында 26 жағдай минус 17.7÷14.6 температура аралығында байқалып, ал 1 жағдай минус 30.5÷27.4, минус 27.3÷24.2 температура аралықтарында байқалған.

Төменде 11-суретте Астана және Павлодар станциялары бойынша қаңтар айындағы ауа температурасының таралу гистограммасы берілген.

11 сур. Астана және Павлодар станцияларында қаңтар айының ауа температурасының таралуы

11-суретте көрсетілгендей, Астана станциясында 24 жағдай минус 14.3÷10.9 температура аралығында байқалып, ал 1 жағдай минус 31.8÷28.4, минус 28.3÷24.9, минус 7.3÷3.9 температура аралықтарында байқалған. Павлодар станциясында минус 18.4÷14.7 температура аралығында 25 жағдай байқалып, ал 1 жағдай минус 33.6÷29.9 және минус 7.0÷3.3 температура аралықтарында байқалған. Ал минус 29.8÷26.1 тмпература аралығында мүлдем жағдайлар байқалмаған.

Бақылау деректерін климатологиялық өңдеудің негізгі міндеті — қарастырылып отырған аймақтың климаттық ерекшеліктерін дұрыс сипаттайтын климаттық көрсеткіштерді алу. Мұндай көрсеткіштер ретінде: орташа мән, орташа квадраттық ауытқу, асимметрия, эксцесс және вариация коэффициенттері есептелді [13].

Қазақстанның солтүстік өңіріндегі 1950–2020 жылдар аралығындағы ауа температурасының статистикалық сипаттамалары келесі кестеде көрсетілген (3-кесте).

1 кесте

Қазақстанның солтүстік өңіріндегі 1950–2020 жылдар аралығындағы ауа температурасының статистикалық сипаттамалары

Станция	Ай		σ	A s	E x	C v	Х орт (клим. ан.)
1	2	3	4	5	6	7	8
Петропавл	қазан	3.0	2.3	-0.38	1.32	76	2.1
	қараша	-7.4	3.9	-0.68	0.59	52	-8.0
	желтоқсан	-13.9	3.9	-0.53	-0.08	29	-15.0
	қаңтар	-17.3	4.1	-0.45	0.35	24	-17.9
	ақпан	-16.0	4.1	-0.05	0.11	25	-16.6
Қостанай	қазан	3.9	2.2	-0.71	2.29	56	3.8
	қараша	-5.8	3.4	-0.65	1.38	59	-6.0
	желтоқсан	-12.7	3.6	-0.39	-0.43	29	-12.7
	қаңтар	-16.1	4.1	-0.50	0.55	26	-16.1
	ақпан	-15.3	4.0	-0.26	0.18	26	-15.3
Көкшетау	қазан	3.4	2.3	-0.40	1.48	66	3.1
	қараша	-6.3	3.8	-0.70	0.63	60	-6.8
	желтоқсан	-12.0	4.0	-0.42	1.56	33	-13.2
	қаңтар	-15.0	4.1	-0.62	0.59	27	-15.7
	ақпан	-14.5	4.1	-0.09	-0.50	28	-15.1
Атбасар	қазан	-7.2	3.6	-0.59	0.07	51	2.5
	қараша	-14.0	3.6	-0.66	0.44	26	-7.7
	желтоқсан	-17.4	4.4	-0.49	0.38	25	-14.9
	қаңтар	-17.4	4.4	-0.49	0.38	25	-17.8
	ақпан	-16.8	3.8	-0.11	0.01	23	-17.3
Астана	қазан	3.6	2.3	-0.43	1.78	64	2.8
	қараша	-6.2	3.8	-0.57	-0.17	61	-7.1
	желтоқсан	-12.5	3.6	-0.84	0.90	29	-13.9
	қаңтар	-15.5	5.0	1.16	6.66	32	-16.8
	ақпан	-15.1	4.0	-0.15	0.13	27	-16.3
Павлодар	қазан	3.6	2.1	-1.25	2.91	58	3.6
	қараша	-6.8	4.0	-0.56	-0.21	60	-7.3
	желтоқсан	-13.5	5.9	2.61	15.1	43	-14.1
	қаңтар	-17.1	4.7	-0.39	0.40	27	-17.1
	ақпан	-16.1	4.2	-0.15	-0.33	26	-16.6

1-кестеде көрсетілгендей, Қазақстанның солтүстік өңіріндегі 1950–2020 жылдар аралығындағы қазан-ақпан айларында ауа температурасының орташа айлық мәндері минус 17,4 (Атбасар станциясы) пен 3,9 ⁰ С (Қостанай станциясы) аралығында ауытқиды.

Орташа квадраттық ауытқу мәндері барлық қарастырылған станциялар бойынша бір-біріне жақын болып келеді. Бұл ауытқушылық көрсеткіші станциялар бойынша 2.1–5.9 ⁰ С мәндері аралығында болған.

Асимметрия коэффициенті бойынша теріс асимметрия басым байқалған. Бұл теріс асимметрия -0.05-(-1.25) мәндері аралығында ауытқыған. Ал оң асимметрия Павлодар станциясында желтоқсан айында 2.6 мәнімен және Астана станциясында қаңтар айында 1.2 мәнімен байқалған. Асимметрия мәндерінің басым көпшілігі орташа түрде байқалса, ал әлсіз түрде Петропавл, Көкшетау, Астана, Атбасар, Павлодар станцияларында тек ақпан айында байқалған.

Эксцесс коэффициенті көбінесе оң таңбада, яғни таралу үшкір төбелі болғанын айтуға болады. Бірақ теріс мәндер де байқалған. Теріс мәндер Петропавлда -0.08 мәнімен (желтоқсан айында), Қостанайда -0.43 мәнімен (желтоқсан айында), Көкшетауда -0.50 мәнімен (ақпан айында), Астанада -0.17 мәнімен (қараша айында), Павлодарда -0.21 мәнімен (қараша айында), -0.33 мәнімен (ақпан айында) байқалып, тегіс төбелі таралу болған.

Вариация коэффициенті есептеулер бойынша станцияларда 23–76 % аралығында таралған. Яғни бұл мәндер коэффициенттің көбінесе жоғарғы маңызды вариация түрінде болғанын көрсетеді. Әрі кестедегі вариация мәндеріне қарай отырып, әлсіз вариацияның байқалмағанын көруге болады.

Температура өрісінің аномалиясын зерттеу зерттеу үшін Н. А. Багровтың критерийлері қолданылады.

Бұл критерий зерттелетін аумақтағы ауа температурасының аномалия деңгейін көрсетеді. Көбінесе ол 1 мәніне жақын келеді. Егер, К≥1,15 болса ірі аномалия байқалып, ал К≤0,75 болса, аномалия кіші (мұндай шектік мәндер үлкен статистикалық материалдар үшін келтірілген) болады [14].

В. Г. Сальников, Г. К. Турулина, С. Е. Полякова Қазақстан аймағындағы экстремалды ауа температурасының өзгерісін зерттеді. Оларға қатты ыстық, қатал қыс жатады және олар жыл сайын қоғамға экономикалық және әлеуметтік зардабын тигізеді. Табиғи ресурстарды толығырақ пайдалануға көздеген қоғам оларды игеруге көп қаражатты жұмсайды, сол үшін қоршаған ортаның күрт бұзылу жағдайларына байланысты. Температуралық жағдайлар ауыл шаруашылығының өнімділігі мен жағдайын анықтайды. Бұл кезде ең алдымен, экстремалды көрсеткіштер маңызды [15].

Кейбір ғалымдар суық және жылу толқындарын болжауды уақыт ерекшелігімен байланыстырады. Ю. Б. Храбов болжауларды бір ай негізінде жүргізуді ұсынған. М. А. Дуйцева мен Д. А. Педь суық және жылу толқындарының ерекшеліктерін Кеңестік Социалистик Республикалар Одағы (КСРО) территориясының бөлігінде қаңтар және шілде айларында зерттеген және ауаның орташа айлық температурасы аномалиясымен байланысын орнатты. Анықталған байланыс регрессияны құруға мүмкіндік туғызды. Температураның тез өзгеруі (Δt ≥ 5 ºС) көрсетілген синоптикалық процестер анықталды. Атмосфераның белдеулік циркуляциясының белсенділігін есепке ала отырып, бұл құбылыстарды болжау ұсыныстары берілген [16].

Д. А. Педь, В. П. Зорина, А. В. Попов ауа температурасының ірі аномалияларын (∆Т), олардың өзгергіштігіне байланысты ошақтарын зерттеді. Ірі аномалиялардың жоғарғы қайталанушылығы │∆Т│≥5 °С, әдетте, құрлықтар үстінде болатыны анықталды. Максималды қайталанушылығы байқалатын аймақтар оң және теріс мәндерінде де бірдей. Екі белгісінің ошақтары жылдық жүріске ие, ал олардың таралуы жер бетінің ерекшеліктеріне тәуелді. Қатты аяз да метеорологиялық құбылыс болып табылады. Сонымен қатар адамдарға қауіпқатер төндіреді. Қазақстан территориясындағы абсолютті минималды температура минус 30 ºС-тан минус 57 ºС дейін барады. Әсіресе Солтүстік, Орталық және Шығыс Қазақстанда байқалады. Қазақстан территориясындағы абсолютті минимум 1893 жылы Атбасар бекетінде анықталған 15 (минус 57 ºС). Бағытына қарай температуралардың шұғыл өзгерістерін зерттеулерді төрт категорияға бөлуге болады. Алғашқы категорияға ультраполярлық құбылыстар талдауы бойынша жұмыстар жатады. Яғни ол температураның шұғыл өзгерістерін болжауда қолданылады [17].

Сонымен қатар, Е. Г. Апасова және т. б. солтүстік жарты шардың жеке аудандары үшін ауа температурасының аномалдылығын К критерийі көмегімен анықтады. К аномалдылық алқабының көлеміне бағынышты Т келесі класстарға бөлінген: әлсіз, орташа және үлкен немесе кіші және үлкен (едәуір, ірі және экстремалды). М. Г. Мкртчян дәл осы критерий көмегімен аномалды алқаптың инерциясын, сонымен қатар екі метеоэлемент алқаптары арасындағы аномалдылықты зерттеді [18].

Төменде 12-суретте, Солтүстік Қазақстан аумағындағы алты станция бойынша 1950–2020 жылдар аралығындағы қыс айлары (желтоқсан, ақпан, қаңтар) үшін Багров критерийінің мәндері келтірілген.

12 сур. Солтүстік Қазақстан аумағындағы станциялар бойынша 1950–2020 жылдар аралығындағы қыс айлары үшін Багров критерийінің мәндері

12-суретте көрсетілгендей, Багров критерийінің мәні бойынша желтоқсан айында 1951, 1955, 1959, 1966, 1968, 1973, 1974, 1976, 1982, 1983,1984, 1999, 2002, 2006, 2008, 2012, 2015 жылдары, қаңтар айында 1950, 1954, 1969, 1972, 1973,1974, 1975, 1976, 1977, 1983, 1992, 2002, 2006, 2007, 2008, 2010, 2020 жылдары, ақпан айында 1951, 1954, 1956, 1958, 1963, 1964, 1969, 1976, 1983, 1994, 1995, 1999, 2000, 2002, 2004, 2005, 2010, 2012, 2016, 2020 жылдары шектік мәннен асқан. Қыс айларындағы қарастырған жетпіс жылдағы Багров критерийінің ең жоғарғы мәні желтоқсан айы үшін 1966 жылы 7,48 көрсеткіште, қаңтар айы үшін 1969 жылы 9,71 көрсеткіште, ақпан айы үшін 1951 жылы 6,24 көрсеткіште болған. Ал ең төменгі Багров мәні 2018 жылы ақпан айында 0,03 көрсеткішінде, 1953 жылы желтоқсан және қаңтар айларында 0,02 көрсеткішінде болған.

Төменде 13-суретте, Солтүстік Қазақстан аумағындағы алты станция бойынша 1950–2020 жылдар аралығындағы күз айлары (қазан, қараша) үшін Багров критерийінің мәндері келтірілген.

13 сур. Солтүстік Қазақстан аумағындағы станциялар бойынша 1950–2020 жылдар аралығындағы күз айлары үшін Багров критерийінің мәндері

13-суретте көрсетілгендей, Багров критерийінің мәні бойынша қазан айында 1951, 1952, 1953, 1960, 1961, 1964, 1976, 1987, 1991, 1993, 1997, 1999, 2008, 2010, 2011, 2019 жылдары, қараша айында 1950, 1952, 1953, 1960, 1963, 1971, 1976, 1984, 1987, 1993, 1998, 2000, 2004, 2008, 2010, 2013, 2017 жылдары шектік мәннен асқан. Қарастырған күз айларындағы Багров критерийінің ең жоғарғы мәні қазан айы үшін 1976 жылы 10,14 көрсеткіште, қараша айы үшін 1953 жылы 7,51 көрсеткіште болған. Ал ең төменгі мәні 1957 жылы қазан айында 0,03 көрсеткіште, 1970 жылы қараша айында 0,02 көрсеткішінде болған.

2 кесте

Солтүстік Қазақстан аумағындағы 1950–2020 жылдарындағы суық айлардағы ауа температурасының ірі аномалияларының орташа мәндері

Қазан	Аномалия	Қараша	Аномалия	Желтоқсан	Аномалия	Қаңтар	Аномалия	Ақпан	Аномалия
Жыл	Т	Жыл	Т	жыл	Т	жыл	Т	жыл	Т
1951	-2,6	1950	-6,7	1951	5,7	1950	-4,7	1951	-2,9
1952	-2,7	1952	-8,1	1955	-4,0	1954	-6,2	1954	-8,7
1953	-3,2	1953	-10,2	1959	-4,4	1969	-13,7	1956	-5,2
1960	-3,1	1960	-4,2	1966	-11,3	1972	-8,3	1958	5,9
1961	-3,1	1963	4,3	1968	-6,4	1973	-5,1	1963	5,2
1964	-1,5	1971	4,6	1973	9,4	1974	-3,3	1964	-4,8
1975	-2,7	1976	-4,1	1974	-4,3	1975	4,9	1969	-8,1
1976	-7,0	1984	-4,0	1976	-4,1	1976	3,2	1976	-4,6
1987	-2,6	1987	-4,5	1982	4,8	1977	-5,9	1983	4,2
1991	2,8	1993	-8,2	1983	2,1	1983	5,6	1994	-3,5
1993	-1,3	1998	-4,2	1984	-8,0	1992	5,0	1995	3,8
1997	4,0	2000	-2,5	1999	4,1	2002	7,6	1999	5,2
1999	1,9	2004	4,2	2002	-4,7	2006	-4,4	2000	4,2
2008	2,7	2008	5,6	2006	5,2	2007	8,6	2002	7,6
2010	2,5	2010	4,9	2008	3,1	2008	-4,1	2004	2,8
2011	1,4	2013	6,1	2012	-5,6	2010	-5,7	2005	-4,2
2019	0,5	2017	4,3	2015	5,8	2020	7,5	2010	-4,2
								2012	-4,2
								2016	6,4
								2020	8,9
Орташа “-” Т	-3,0	Орташа “-” Т	-5,7	Орташа “-” Т	-6,6	Орташа “-” Т	-6,1	Орташа “-” Т	-5,5
Орташа “+” Т	2,3	Орташа “+” Т	4,9	Орташа “+” Т	5,0	Орташа “+” Т	6,1	Орташа “+” Т	5,4

2-кестеде көрсетілгендей, Орташа “-” Т-ның ең төменгі мәні қаңтар айында минус 6,6 болған, ал Орташа “+” Т-ның ең жоғарғы мәні де 6,1 қаңтар айында байқалған. Бес суық айлар бойынша “-” Т-ның ең төмен мәні минус 13,7 1969 жылы қаңтар айында, ал ең жоғарғы мәні 9,4 1973 жылы желтоқсан айында байқалған. Кестеге қарап отырып, 2000 жылдардан бастап температураның көтерілгенін байқауға, яғни суық айлардың өткен ғасырдағы көрсеткіштеріне қарағанда жылырақ болғанын көруге болады.

М. Х. Байдал мен А. А. Серебрякова Қазақстандағы суық мезгіл кезіндегі суық толқындардың климаттық ерекшеліктерін зерттеді. Осының нәтижесінде жылу және суық толқындары жиі кездесетін уақыт аралықтары болатыны анықталды. Климатынан өзге, олар циркуляциялық жағдайлар мен олардың пайда болуын да зерттеді. Суықтың климаттық толқындары циркуляцияның екі суық типінің сандық қайталануымен анықталатыны көрсетілген. Жылдың бір уақыт мезгіліндегі суық толқындарының белсенділігі әр жылы әртүрлі болады. Бұның өзі атмосфера циркуляциясының ерекшеліктерін айқындайды [20].

3 кесте

Солтүстік Қазақстан аумағындағы 1950–2020 жылдарындағы суық мезгілдегі аса жылы жылдар каталогы

Айлар	Жылдар
Қазан	1991, 1997, 1999, 2008, 2010, 2011, 2019
Қараша	1963, 1971, 2004, 2008, 2010, 2013, 2017
Желтоқсан	1951, 1973, 1982, 1983, 1999, 2006, 2008, 2015
Қаңтар	1975, 1976, 1983, 1992, 2002, 2007, 2020
Ақпан	1958, 1963, 1983, 1995, 1999, 2000, 2002, 2004, 2016, 2020

3-кестеде көрсетілгендей, аса жылы жылдардың қазан айындағы аномалия 0,5–4,0 , қараша айындағы аномалия 4,2–6,1 , желтоқсан айындағы аномалия 2,1–9,4 , қаңтар айындағы аномалия 3,2–8,6 , ақпан айындағы аномалия 2,8–8,9 аралықтарында өзгерген. Аса жылы жылдар көрсеткіштері бойынша ең жоғарғы аномалия көрсеткіші қазан айы үшін 1997 жылы 4,0 мәнінде, қараша айында 2008 жылы 5,6 мәнінде, желтоқсан айында 1973 жылы 9,4 мәнінде, қаңтар айында 2007 жылы 8,6 мәнінде, ақпан айында 2020 жылы 8,9 мәнінде болған. Ал жалпы қарастырған 1950–2020 жылдар аралығы үшін аса жылы жылдардың ең жоғарғы аномалия көрсеткіші 2020 жылдың ақпан айына тиесілі, оның мәні 8,9 .

4 кесте

Солтүстік Қазақстан аумағындағы 1950–2020 жылдарындағы суық мезгілдегі қатаң суық жылдар каталогы

Айлар	Жылдар
Қазан	1951, 1952, 1953, 1960, 1961, 1964, 1975, 1976, 1987, 1993
Қараша	1950, 1952, 1953, 1960, 1976, 1984, 1987, 1993, 1998, 2000
Желтоқсан	1955, 1959, 1966, 1968, 1974, 1976, 1984, 2002, 2012
Қаңтар	1050, 1954, 1969, 1972, 1973, 1974, 1977, 2006, 2008, 2010
Ақпан	1951, 1954, 1956, 1964, 1969, 1976, 1994, 2005, 2010, 2012

4-кестеде көрсетілгендей, қатал суық жылдардың қазан айындағы аномалия минус 1,3- минус 7,0 , қараша айындағы аномалия минус 2,5- минус 10,2 , желтоқсан айындағы аномалия минус 4,0- минус 8,0 , қаңтар айындағы аномалия минус 3,3- минус 13,7 , ақпан айындағы аномалия минус 2,9- минус 8,7 аралықтарында өзгерген. Қатал суық жылдар көрсеткіштері бойынша ең жоғарғы аномалия көрсеткіші қазан айы үшін 1976 жылы минус 7,0 мәнінде, қараша айында 1953 жылы минус 10,2 мәнінде, желтоқсан айында 1966 жылы минус 11,3 мәнінде, қаңтар айында 1969 жылы минус 13,7 мәнінде, ақпан айында 1954 жылы 8,7 мәнінде болған. Ал жалпы қарастырған 1950–2020 жылдар аралығы үшін қатал суық айлардағы ең жоғарғы аномалия көрсеткіші 1969 жылдың қаңтар айына тиесілі, оның мәні минус 13,7 .

Қорытынды

Қазақстанның солтүстігінде 1950–2020 жылдардың қазан-ақпан айларында ауа температурасының маусымдық статистикалық құрылымы бойынша зерттеу жұмыстарын жүргізе келе келесідей қорытындылар жасалынды:

– өзгеру тенденциясы бойынша ауа температурасы 0.3–0.5 ℃ аралығында өзгеріп отырған. Максималды температура көрсеткіші 2020 жылы, ал минималды температура көрсеткіші 1969 жылы байқалған.

– ауа температурасының қараша айындағы таралуында -7.5÷-5.2

аралығында жағдайлар саны көп болса, -17.1÷-12.8 , -0.2÷2.0 аралығында байқалған жағдайлар саны аз болған. Ал қаңтар айындағы таралуында -17.7÷-10.9 аралығында жағдайлар саны жоғары болса, -30.5÷-26.1 , -7.0÷-5.1 аралығында жағдайлар саны аз болған.

– аса жылы жылдардың қазан айындағы аномалия 0,5–4,0 , қараша айындағы аномалия 4,2–6,1 , желтоқсан айындағы аномалия 2,1–9,4 , қаңтар айындағы аномалия 3,2–8,6 , ақпан айындағы аномалия 2,8–8,9

аралықтарында өзгерген. Аса жылы жылдар көрсеткіштері бойынша ең жоғарғы аномалия көрсеткіші қазан айы үшін 1997 жылы 4,0 мәнінде, қараша айында 2008 жылы 5,6 мәнінде, желтоқсан айында 1973 жылы 9,4 мәнінде, қаңтар айында 2007 жылы 8,6 мәнінде, ақпан айында 2020 жылы 8,9 мәнінде болған.

– қатал суық жылдардың қазан айындағы аномалия минус 7,0 — минус 1,3 , қараша айындағы аномалия минус 10,2 — минус 2,5 , желтоқсан айындағы аномалия минус 8,0- минус 4,0 , қаңтар айындағы аномалия минус 13,7- минус 3,3 , ақпан айындағы аномалия минус 8,7 — минус 2,9 аралықтарында өзгерген. Қатал суық жылдар көрсеткіштері бойынша ең жоғарғы аномалия көрсеткіші қазан айы үшін 1976 жылы минус 7,0 мәнінде, қараша айында 1953 жылы минус 10,2 мәнінде, желтоқсан айында 1966 жылы минус 11,3 мәнінде, қаңтар айында 1969 жылы минус 13,7 мәнінде, ақпан айында 1954 жылы 8,7 мәнінде болған.

Әдебие:

1. Атмосфера земли. Сборник. –Л.:Госкультпросветиздат, 1953. — 76 с.
2. Агроклиматический справочник по Северо-Казахстанской области. -Л.: Гидрометеоиздат, 1958. — 128 c.
3. Агроклиматический справочник по Кокчетавской области. — Л.:Гидрометеоиздат, 1958. — 128 c.
4. Агроклиматический справочник по Кустанайской области. — Л.:Гидрометеоиздат, 1958. — 148 c.
5. Агроклиматический справочник по Павлодарской области. — Л.:Гидрометеоиздат, 1958. — 130 c.
6. А. С. Утешов Климат Казахстана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1959. — 366 б.
7. Б. П. Мультановский. Влияние центров действия атмосферы на погоду ЕТР в теплое время года. — Л.: Гидрометеоиздат, 1915. — Вып. 3. — 97 с.
8. Pogodaiklimat.ru интернет желісі
9. Байдал М. Х. Циркуляционные факторы климата. –В кн.: Климат Казахстана. Л., Гидрометеоиздат, 1959. — 336 с.
10. В. Ф. Козельцева, А. Д. Педь. Вероятность избыточного увлажнения на Европейской территории СССР, в Западной Сибири и Северном Казахстане // Труды Гидрометцентра СССР. — 1984. — Вып. 254. — 17–29 с.
11. А. И. Воейков. Влияние топографических условий на средние температуры зимы, при антициклонах. — Л.: Гидрометеоиздат, 1882. — 241 с.
12. Гольцберг И. А. Микроклимат СССР. Л., Гидрометеоиздат, 1967. 284 с.
13. Лакин Г. Ф. Биометрия. Учебное пособие для биол. спец. вузов, 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1990.- 352 с.
14. Багров Н. А., Мякишева Н. И. Некоторые характеристики аномалий средних месячных температур воздуха. — // Труды ММЦ, 1966, вып.9, с 3–17.
15. В. Г. Сальников, Г. К. Турулина, С. Е. Полякова. Изменчивость экстремальных температур воздуха на территории Казахстана // Вестник КазНУ им. аль-Фараби, 2010. — 234 с.
16. Дуйцева М. А., Педь Д. А. Особенности волн холода и тепла на Европейской территории СССР // Труды ЦИП. — 1963. — Вып. 123. — 34–62 с.
17. Педь Д. А., Зорина В. П., Попов А. В. О прогнозе аномалии средней месячной температуры воздуха с учётом особенностей термического состояния
18. Апасова Е. Г. Об аномальности средней месячной температуры воздуха на Европейской территории СССР, Западной Сибири и Северном Казахстане в холодное полугодие. // Труды Гидрометцентра СССР, 1972, вып. 93, Б.З-П.
19. Чичасов Г. Н. О пространственно-временной структуре крупных аномалий термического режима в Казахстане // Труды КазНИИ, 1987. В.96. -С.47 -63.
20. М. Х. Байдал, А. А. Серебрякова. Климатические особенности волн холода в Казахстане в холодное время года // Труды КазНИГМИ.-1955. — № 5. — 51–59 с.