Phương pháp và Kỹ thuật Thống kê - Thực nghiệm trong Mô hình hóa và Dự báo Biến động Khí hậu ở Các Thang Thời gian Khác nhau

Vấn đề chính của khí hậu học hiện đại là đánh giá sự thay đổi khí hậu hiện tại cũng như trong tương lai. Để đạt được mục tiêu này, có hai phương pháp được sử dụng: mô hình hóa vật lý - toán học dựa trên các mô hình khí hậu toàn cầu (GCMs) và các phép phân tích khí hậu cổ. Phương pháp thứ ba dựa trên phương pháp thực nghiệm - thống kê và được phát triển trong bài báo này. Phương pháp này cho phép giải quyết hai vấn đề chính: đánh giá thực tế về sự thay đổi khí hậu từ dữ liệu quan sát để theo dõi khí hậu và ngoại suy các xu hướng khí hậu đã đạt được trong tương lai gần (10-15 năm) và cung cấp cơ sở thực nghiệm cho việc phát triển tiếp theo các mô hình vật lý - toán học. Lý thuyết cơ bản và phương pháp của cách tiếp cận thực nghiệm - thống kê đã được phát triển, cũng như một mô hình chung để mô tả các biến động khí hậu theo không gian - thời gian, tính đến các quá trình ở các thang thời gian khác nhau. Một cách giảm thiểu sự không chắc chắn hiện tại và trong tương lai được đề xuất là tách ra các thành phần biến đổi khí hậu dài hạn trong các chuỗi thời gian cụ thể và tổng quát không gian các xu hướng khí hậu tương tự trong các vùng đồng nhất đã có được. Thuật toán và phương pháp để thực hiện phương pháp thực nghiệm - thống kê đã được phát triển, cùng với các phương pháp tổng quát hóa các dao động nội năm, phương pháp để tách ra các thành phần đồng nhất ở các thang thời gian khác nhau (năm, thập kỷ, thế kỷ), phương pháp và kỹ thuật để tổng quát hóa không gian và mô hình hóa, phương pháp ngoại suy dựa trên hai loại mô hình thời gian chính: ngẫu nhiên và xác định - ngẫu nhiên. Một số ứng dụng của phương pháp và kỹ thuật đã phát triển được đưa ra cho các chuỗi thời gian dài nhất về nhiệt độ và lượng mưa trên toàn cầu và cho việc tổng quát hóa không gian trên khu vực châu Âu.