Были проанализированы вариации годовых и месячных значений, а также годовых и месячных приращений уровня на четырех вековых постах (рис. 7.1), расположенных в различных частях Каспийского моря с различной тектоникой. Временные ряды были рассмотрены для всего инструментального интервала наблюдений: Баку и Махачкала с 1900 по 2007 гг., Красноводск с 1915 по 2007 гг., Форт Шевченко с 1921 по 2007 гг.
Рис. 7.1. Схема расположения водомерных постов на побережье Каспийского моря. Для обработки взяты данные четырех вековых постов: Баку и Махачкала (западный берег) и Красноводск и Форт Шевченко (восточный берег)
На рис. 7.2 представлены временные ряды годовых значений уровня воды для рассматриваемых постов. Для облегчения восприятия они разбиты по парам.
Все исходные временные ряды аппроксимируются полиномом четвертой степени с одинаковыми степенными коэффициентами и отличаются лишь константой. В тоже время можно говорить о том, что до конца 1970-х годов временные ряды характеризуются отрицательным трендом, а после — положительным. Между 1940 и 1970 годами уровень моря претерпевает плавное понижение без резких скачков.
Временные ряды годовых значений уровня Каспийского моря по данным водомерных постов Баку, Махачкала, Красноводск и Форт Шевченко, построенные по парам
На рисунках видно, что ряды обладают сильным сходством. Все кривые аппроксимируются полиномиальным трендом четвертой степени с одинаковыми коэффициентами и отличаются только последним членом — константой.
Уровень в течение долгого времени отличается на постоянную величину. Это различие четко видно для постов Баку и Махачкала до начала 1950-х годов и практически исчезает в дальнейшем, аналогичная ситуация имеет место для постов Баку и Форт Шевченко. Для Баку и Красноводска графики идут параллельно до начала 1940-х годов, потом пересекаются и опять расходятся, по уже с другими знаками приращений. Графики постов Махачкала и Красноводск, Махачкала и Форт Шевченко практически совпадают или постоянно пересекают друг друга. Для постов Красноводск и Форт Шевченко, наоборот, расхождение начинает прослеживаться в начале 1940-х годов.
Графики рядов очень схожи между собой, однако абсолютного совпадения не наблюдается. Коэффициенты корреляции (КК) и скользящие КК между рядами годовых значений уровня очень высоки — 0.90-0.999.
Для временных рядов годовых значений уровня были рассчитаны годовые приращения, что можно считать проведением низкочастотной фильтрации. Пример графиков приведен на рис. 7.3. Видно, что годовые приращения уровня на разных постах обладают еще большим сходством и отличаются только по второстепенным экстремумам. Начиная примерно с 1940 г. на всех графиках наблюдается положительный тренд, т.е. несмотря на спад уровня, в это время начинают происходить процессы, ведущие к его постепенному увеличению.
Временные ряды годовых приращений уровня Каспийского моря по данным водомерных постов Баку и Махачкала, Красноводск и Форт Шевченко