Сезоны сменяют друг друга всё раньше из года в год в Кемерово

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 http://aisori-m.meteo.ru/waisori/ 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.