The object of research, development or design (in Russian) : Северный Казахстан был выбран в качестве района исследования, поскольку является ведущим экспортёром сельскохозяйственных культур. Регион занимает 565 тыс. км², что составляет около 20,7 % территории Республики Казахстан — центральноазиатской страны с разнообразными ландшафтами, из которых 44 % — пустыни, 14 % — полупустыни, 26 % — степи и 15 % — леса. Географически Северный Казахстан расположен в центре Евразии, между 51,0°–55,5° с. ш. и 61,0°–78,0° в. д. (рис. 1). Он включает четыре административные области: Костанайскую, Северо-Казахстанскую, Акмолинскую и Павлодарскую. Климат умеренно-континентальный, с длительными, холодными и суровыми зимами и относительно тёплым летом. Среднегодовая температура составляет +2,4 °C; самый холодный месяц — январь (−18 °C), самый тёплый — июнь (+21,0 °C). Абсолютные экстремумы температуры варьируются от −52 °C до +45 °C. Годовое количество осадков составляет 216–364 мм и распределено неравномерно в пространстве и времени, что делает регион уязвимым к засухам. В целом около 40 % территории покрыто плодородными чернозёмными почвами, которые обеспечивают высокое качество производства сельскохозяйственных культур, что делает Северный Казахстан значимым сельскохозяйственным регионом на мировом рынке. Регион особенно известен производством зерновых культур — пшеницы, ячменя и овса — и является крупным экспортёром этих культур в Китай, Турцию, Иран и Россию.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Солтүстік Қазақстан зерттеу аймағы ретінде таңдалды, өйткені ол ауыл шаруашылығы дақылдарының жетекші экспорттаушысы болып табылады. Өңірдің аумағы 565 мың км², бұл Қазақстан Республикасының аумағының шамамен 20,7 %-ын құрайды — ландшафттары алуан түрлі Орталық Азия елінің 44 %-ын шөлдер, 14 %-ын шөлейттер, 26 %-ын далалар және 15 %-ын ормандар алып жатыр. Географиялық тұрғыдан Солтүстік Қазақстан Еуразияның орталығында, 51,0°–55,5° с.е. және 61,0°–78,0° ш.б. аралығында орналасқан (1-сурет). Ол төрт әкімшілік облысты қамтиды: Қостанай, Солтүстік Қазақстан, Ақмола және Павлодар. Климаты қоңыржай континенттік: қысы ұзақ, суық әрі қатаң, жазы салыстырмалы түрде жылы. Орташа жылдық температура +2,4 °C; ең суық ай — қаңтар (−18 °C), ең жылы ай — маусым (+21,0 °C). Температураның абсолюттік шектері −52 °C-тен +45 °C-қа дейін өзгереді. Жылдық жауын-шашын мөлшері 216–364 мм және кеңістікте де, уақытта да біркелкі бөлінбейді, бұл өңірді құрғақшылыққа осал етеді. Жалпы алғанда аумақтың шамамен 40 %-ын құнарлы қара топырақтар (чернозёмдер) құрайды; олар ауыл шаруашылығы дақылдарының жоғары сапада өндіріліуін қамтамасыз етіп, Солтүстік Қазақстанды әлемдік нарықтағы маңызды аграрлық өңірге айналдырады. Өңір әсіресе дәнді дақылдар — бидай, арпа және сұлы — өндіруімен танымал және бұл дақылдарды Қытай, Түркия, Иран және Ресейге ірі көлемде экспорттайды.

Aim of work (in Russian) : Разработка системы раннего предупреждения атмосферных засух для сельскохозяйственных регионов Северного Казахстана основанной на интеграции климатических данных и спутникового мониторинга с использованием машинного обучения. Система будет направлена на повышение эффективности прогнозирования засух и снижение рисков для аграрного сектора путем оперативного предоставления точной информации о неблагоприятных климатических условиях.

Aim of work (in Kazakh) : Солтүстік Қазақстанның ауыл шаруашылық аймақтары үшін климаттық деректер мен спутниктік мониторингті машиналық оқыту әдістерімен біріктіру негізінде атмосфералық құрғақшылықтың ерте ескерту жүйесін әзірлеу. Бұл жүйе құрғақшылықты болжау тиімділігін арттыруға және аграрлық сектор үшін климаттық қолайсыз жағдайлар туралы нақты ақпаратты жедел ұсыну арқылы қауіп-қатерлерді азайтуға бағытталады.

Методы исследования (на русском) : Для проверки однородности временных рядов использовались (t-критерий Стьюдента, F-критерий Фишера, U-критерий Вилькоксона) на уровне значимости α=0,05. Временной ряд считается нарушенным, если два или все три теста показывают невыполнение условия однородности. Проанализированы месячные аномалии температуры воздуха и осадков, а их наличие трендов проверялось модифицированным критерием Манна–Кендалла при α=0,05, их величина оценивалась по наклону Сена и, дополнительно, коэффициентом линейного тренда. Рассчитаны метеорологические индексы засухи (SPI, SPEI, MCZI, ГТК) для временного масштаба 1-12 месяцев, а также вегетационные индексы (TCI, VHI, VCI). Для выявления значимых месячных тенденций засухи и оценки уровней их статистической значимости были применены оценка наклона Сена и модифицированный критерий Манна–Кендэлла (ММК). Оценка наклона Сена обеспечивает эффективный подход для определения как величины, так и направления трендов. Для количественной оценки связи между метеорологическими индексами засухи (SPI, SPEI, MCZI и ГТК) и вегетационными индексами (VHI, TCI и VCI) использовался корреляционный анализ Пирсона. Корреляции рассчитывались на нескольких временных масштабах (1, 3, 6, 9 и 12 месяцев) и отдельно для основных периодов вегетации (весна, лето и осень).

Методы исследования (на казахском) : Уақыттық қатарлардың біртектілігін тексеру үшін маңыздылық деңгейі α=0,05 кезінде Стьюденттің t-сынағы, Фишердің F-сынағы және Вилкоксонның U-сынағы қолданылды. Егер осы сынақтардың екеуі немесе үшеуі бірдей біртектілік шартының сақталмауын көрсетсе, уақыттық қатар біртекті емес деп есептелді. Ауа температурасы мен жауын-шашынның айлық аномалиялары талданды; трендтердің бар-жоғы α=0,05 деңгейінде Манн–Кендаллдың модификацияланған критерийімен тексерілді, ал олардың шамасы Сен еңістігінің бағалауымен және қосымша ретінде сызықтық тренд коэффициентімен бағаланды. Құрғақшылықтың метеорологиялық индекстері (SPI, SPEI, MCZI, ГТК) 1–12 айлық уақыттық ауқымдар үшін, сондай-ақ вегетациялық индекстер (TCI, VHI, VCI) есептелді. Құрғақшылықтың айлық елеулі үрдістерін анықтау және олардың статистикалық маңыздылық деңгейін бағалау үшін Сен еңістігінің бағалауы және Манн–Кендаллдың модификацияланған критерийі (ММК) қолданылды. Сен еңістігін бағалау трендтің шамасы мен бағытын айқындаудың тиімді тәсілін ұсынады. Метеорологиялық құрғақшылық индекстері (SPI, SPEI, MCZI, ГТК) мен вегетациялық индекстер (VHI, TCI, VCI) арасындағы байланысты сандық бағалау үшін Пирсонның корреляциялық талдауы пайдаланылды. Корреляциялар бірнеше уақыттық ауқымдарда (1, 3, 6, 9 және 12 ай) және вегетацияның негізгі кезеңдері бойынша (көктем, жаз, күз) жеке-жеке есептелді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Выявлены оптимальные индексы засушливости для территории Северного Казахстана с учетом корреляции с состоянием растительности и почвы, определяемыми на основе данных дистанционного зондирования для повышения точности оценки засухи. MCZI, впервые примененный для данного региона, хорошо согласуется со SPI, устойчив к выбросам и повышает диагностическую чувствительность на субрегиональном уровне. Установлена сезонность применения индексов для мониторинга метеорологических засух. Весной целесообразно использовать SPI, MCZI во временном масштабе 1 месяц (отображает чувствительность посевной фазы) и ГТК (R = 0.54), летом SPI, MCZI во временном масштабе 3–9 месяцев и ГТК (R до 0.82), осенью SPI, MCZI во временном масштабе 3 месяца и ГТК (R до 0.44).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Солтүстік Қазақстан аумағы үшін қуаңшылықты бағалау дәлдігін арттыру мақсатында, қашықтан зондтау деректері негізінде анықталатын өсімдік жамылғысы мен топырақтың күйімен корреляциясын ескере отырып, оңтайлы қуаңшылық индекстері айқындалды. Осы өңірге алғаш рет қолданылған MCZI SPI-мен жақсы сәйкес келеді, шеткі мәндерге төзімді және субаймақтық деңгейде диагностикалық сезімталдықты арттырады. Метеорологиялық қуаңшылықты мониторингілеуде индекстерді қолданудың маусымдылығы анықталды: көктемде 1 айлық уақыт шкаласында SPI мен MCZI-ді (егіс фазасының сезімталдығын көрсетеді) және ГТК-ны (R = 0.54) қолдану орынды; жазда 3–9 айлық уақыт шкаласында SPI, MCZI және ГТК (R 0.82-ге дейін); күзде 3 айлық уақыт шкаласында SPI, MCZI және ГТК (R 0.44-ке дейін).

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : MCZI впервые применён для региона, согласуется со SPI и устойчив к выбросам; подтверждена диагностическая чувствительность по периодам вегетации: весной целесообразны SPI/MCZI (1-месячная шкала) и ГТК (R≈0,54), летом — SPI/MCZI (3–9 месяцев) и ГТК (R до 0,82), осенью — SPI/MCZI (3 месяца) и ГТК (R до 0,44).

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : MCZI бұл өңір үшін алғаш рет қолданылды, SPI-мен үйлеседі және шығарынды мәндерге орнықты; вегетация кезеңдері бойынша диагностикалық сезімталдық расталды: көктемде SPI/MCZI (1 айлық уақыттық масштаб) және ГТК (R≈0,54), жазда — SPI/MCZI (3–9 ай) және ГТК (R 0,82-ге дейін), күзде — SPI/MCZI (3 ай) және ГТК (R 0,44-ке дейін).

Level of implementation (in Russian) : Частичное внедрение результатов фундаментального исследования

Level of implementation (in Kazakh) : Іргелі зерттеу нәтижелерінің ішінара енгізілуі.

Efficiency (in Russian) : Сформирована качественная, репрезентативная база данных, проведен корректный статистический анализ и получены практико-ориентированные выводы, что позволит корректный мониторинг за метеорологическими засухами.

Efficiency (in Kazakh) : Жоғары сапалы, репрезентативті деректер базасы қалыптастырылды, статистикалық талдау дұрыс жүргізілді және практикаға бағытталған қорытындылар алынды; бұл метеорологиялық құрғақшылықтарды сенімді мониторингтеуге мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Данные полученные результаты применимы для мониторинга засух в условиях Северного Казахстана

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелер Солтүстік Қазақстан жағдайында құрғақшіліктің мониторингін жүргізуге қолдануға болады.