ВВЕДЕНИЕ
Вопросы изменения климатадовольно частая и важная тема для обсуждения в наше время. В нашей стране,благодаря ее широкой протяженности и климатическим поясам, изменения климата cмогут отразиться в полной мере, как вположительную так и отрицательную сторону. Поэтому для статистическихисследований в программе Excel, я взял данные, которые ведутся нашимисиноптиками с 1834 года. Именно в этом году император Николай I учредил вСанкт-Петербурге “Нормальную обсерваторию”, где впервые в России началипроводить регулярные метеонаблюдения.
В данной работе я хочустатистическими методами пронаблюдать изменения климата в нашем городе за болеечем столетний период времени, а так же обнаружить рекордные максимумы иминимумы температур за все время ведения наблюдений.
1.ДИАГРАММА ИССИКАВЫ
Причинно-следственнаядиаграмма" («рыбий скелет»)
Автор метода: К. Исикава(Япония), 1952 г. Позволяет в простой и доступной форме систематизировать всепотенциальные причины рассматриваемых проблем, выделить самые существенные ипровести поуровневый поиск первопричины.
1.1 Суть метода
Применяется при разработке и непрерывном совершенствовании продукции. Диаграмма Исикавы — инструмент, обеспечивающий системный подход к к определению фактических причинвозникновения проблем.
Диаграмма Исикавыпозволяет:
— Стимулироватьтворческое мышление;
— Представить взаимосвязьмежду причинами и сопоставить их относительную важность.
Недостатки метода:
- Нерассматривается логическая проверка цепочки причин, ведущих к первопричине, т.е. отсутствуют правила проверки в обратном направлении от первопричины крезультатам.
- Сложная и невсегда четко структурированная диаграмма не позволяет делать правильные выводы.
- От себя добавлюотсутствие обратной связи в данной диаграмме
1.2 Цель метода
Изучить и графически отобразитьи обеспечить технологию поиска истинных причин рассматриваемой проблемы дляэффективного их разрешения. Поэтому метод легко применим к любому процессу. Вданном случае процессу изменения климата.
/>
Рис 1. Диаграмма Исикавы.
2. ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ И ИХОБРАБОТКА
Excel позволяет работать как с внешнимисточником данных так и с данными сохраненными в сторонних форматах, напримертекстовых. Например данные по среднемесячным температурам (около 175 лет) язагрузил из интернета.
/>
Основный и значительныйминус данного метода- в том что в таком варианте часто возникают ошибки из-заразного форматирования данных. Например десятые и сотые в нем отделяются строгозапятой а не точкой. Поэтому предпочтительнее сохранять данные в txt формате ипосле дальнейшего форматирования загружать их в ексель.
Пример: текст требующийзамены точек на запятые.
26063 1881 1 1 0 -1.5 0 -0.20 1.0 0 1.3 0 0
26063 1882 1 1 0 -8.2 0 -2.80 9 0.0 2 0
26063 1883 1 1 0 -21.7 0-19.1 0 9 0.0 2 0
26063 1884 1 1 0 1.1 0 1.80 2.1 0 0.0 2 0
26063 1885 1 1 0 -17.1 0-15.4 0 -8.3 0 0.0 2 0
26063 1886 1 1 0 -7.9 0 -4.50 -1.0 0 3.4 0 0
26063 1887 1 1 0 -9.1 0 -5.90 -5.6 0 0.0 2 0
26063 1888 1 1 0 -15.2 0-10.5 0 -9.2 0 1.8 0 0
26063 1889 1 1 0 -20.2 0-18.6 0 -16.6 0 0.0 2 0
26063 1890 1 1 0 -11.1 0 -7.60 -4.0 0 0.7 0 0
26063 1891 1 1 0 -3.5 0 -0.70 1.7 0 0.1 0 0
Далее данные необходимопросто разбить по столбцам, и они уже могут быть использованы для дальнейшегоформатирования и анализа.
/>
/>2.1 Построение графиков
По полученным данным явычислил среднегодовые температуры, для построения графика общего изменениятемпературы.
/>
Дополнительно я нанес награфик линию тренда. Восходящая линия тренда возникает как из-за среднегоувеличения температуры, так и из-за последовательного увеличения уровня пиковна графике. Тем не менее, она показывает тенденцию к росту среднегодовойтемпературы, которая составила очень приблизительно 2.5 градуса за срок около150 лет.
Так же на основе этихданных я вычислил среднемесячную температуру за данный период.
/>
А так же среднемесячныемаксимумы и минимумы. И среднюю температуру за весь период измерений (4.4градуса)
На основе получившихсяданных, можно построить графики среднемесячных температур за последние годыотносительно общих за полтора века, дабы отследить помесячно разницу вклиматических изменениях как численно, так и во времени.
/>
Можно отметить, что вцелом температура выше, за исключением 2х лет (2006, 2007) которые отличалисьхолодными зимами (для Санкт-Петербурга)
2.3 Построение гистограмм
Для построения первойгистограммы я воспользовался все теми же данными. А для расчета количестваинтервалов воспользовался коэффициентом Стерджесса.R=6,4 Eизм=0,1 К(Стердж.)= 8 h=(6,4/8)= 0,8 Границы инт. 1,2 2 2,8 3,6 4,4 5,2 6 6,8 7,6
Затем с помощьюлогического оператора =СЧЁТЕСЛИ с заданными условиями, я рассчитал количествопопаданий в интервал.
/>
Для построения следующейгистограммы. Я взял другие данные, данные среднесуточной температуры за периодс 1834 года по 2009 год.
На этот раз подключилпакет анализа в Excel. И с помощью инструмента выборка из данного диапазонаслучайным способом выбрал 100 значений и построил по ним диаграмму, в которойколичество интервалов оставил по-умолчанию ( в т.сл. excel сам выбирает такое значение), а их границы выбрал такчтобы на каждый столбец приходился диапазон в 4 градуса. Результат:
/>
Стоит отметить, чтонесмотря на довольно малый объем выборки (всего 2%) получились довольно точныеданные. Те же средние 4 градуса, что и в предыдущей гистограмме и расчетесреднего значения. Также я построил диаграмму по полной совокупности измерений(47000 значений) и она обладала схожими очертаниями и зависимостью.
Далее, используяоператоры =МИН и =МАКС, я выявил абсолютные минимумы и максимумы за весь периодисследуемых наблюдений. Результат:
/>
2.4 Результаты обработки
Абсолютный минимум ( поСанкт-Петербургу ) в 35,9 градусов ниже нуля зафиксирован 11 декабря 1883 года,а абсолютный максимум составил 34,6 градусов выше нуля и был зафиксирован в1998 году.
Самым холодным годом был1862 год, его средняя температура составила всего 1,2 градуса. Самым теплымоказался 1989 с 7,6 градусами. А в последние годы (с 2000ого) среднегодоваятемпература колебалась в районе 6 — 7,3 градусов. Что опять-таки около 2,5градусов выше средней 4 градусной температуры.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ
1. «Управлениекачеством продукции» РИА «Стандарты и качество» 2005г.
2. «Статистическиеметоды в управлении качеством» / Е.А. Фролова, 2007
3. www.statmetkach.com– способы работы с данным в Excel
4. www.window.edu.ru – методические пособия и прочее
5. www.guap.ru –методические пособия по статистическим методам и их применению в Excel
6. www.inventech.ru — описания статистических методов менеджмента качества
7. ГОСТ 7.32—2001 – правила оформления текстовых документов