1气象资料及其表示讲解
气象资料及其表示
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1
标准化处理的好处：
1）不同气象要素经标准化处理消去单位后，具有 相同的均方差，可以互相比较异常程度；
a9 a10 a11 a12 Y1
1962年 a13 a14 a15 a16
a17 a18 a19 a20 a21
a22
a23
a24
Y2
1963年 a25 a26 a27 a28
a29 a30 a31 a32 a33
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a35
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Y3
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4
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1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006
4
年份
错误的 图
3
地气温温度/差℃(℃)
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-3 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 年份
关于气象的知识
关于气象的知识气象是研究大气运动和现象的科学，它涉及天气、天气预报、气候和气候变化的研究。
气象学家通过收集和分析各种气象数据，以了解和预测地球上的天气现象，并为农业、航空、能源、环境保护等领域提供信息和指导。
气象的基本概念和原理气象的研究对象是地球的大气层，它包括了地球表面到高空的大气成分和物理性质。
气象学家通过观测和实验来了解大气的特性和运动，从而推断和预测天气变化。
大气的组成主要包括氮气、氧气、水蒸气和其他气体如二氧化碳、氧气等。
这些气体的分布和浓度会随着地理位置、季节和时间而变化。
大气中的水蒸气是气象现象的重要组成部分，它带来了降水、云和雾等天气现象。
气象现象的主要驱动力之一是太阳能。
太阳能的辐射在大气中被散射、吸收和反射，这些过程会导致大气的加热和冷却。
地球的自转和倾斜也对天气产生影响，它们导致了地球表面的温度差异和季节变化。
天气预报与气象观测天气预报是气象学的一个重要应用领域。
通过观测天气现象和收集气象数据，气象学家可以使用数学和物理模型来预测未来的天气情况。
天气观测是天气预报的基础。
观测气象现象包括测量温度、湿度、气压、风向和风速等参数。
这些观测数据通常由气象观测仪器和气象卫星提供。
气象学家还使用雷达、卫星和气象球等工具来观测和监测大气中的云、降水和风暴等天气现象。
气候与气候变化气象学研究的一个重要方面是气候和气候变化。
气候是一个地区长期的天气和气象条件的统计描述。
气候变化是指长期气候模式的变化，包括平均温度、降水量、季节性和年际变化等。
气候变化是一个全球性的问题，它与人类活动和自然因素有关。
人类活动，如工业化和汽车尾气的排放，导致了二氧化碳等温室气体的增加，进而引起了地球气候的变化。
气候变化可能会导致海平面上升、极端天气事件增多和生态系统破坏等问题。
气象的应用领域气象学的研究成果在很多领域有着广泛的应用。
农业是一个重要的应用领域，天气和气候信息可以帮助农民决定适宜的耕作时间和灌溉策略。
气象知识分享ppt
contents
目录
• 气象学基本概念与原理 • 常见天气现象解析 • 气候变化趋势与影响评估 • 气象灾害预警与防御策略 • 气象服务创新与实践案例分享 • 气象知识科普传播途径拓展
01 气象学基本概念与原理
气象学定义及研究对象
气象学是研究大气圈中各种气 象现象和过程及其演变规律的 科学。
降水过程
水汽凝结形成云滴，云滴增长形成雨滴 或雪晶，当雨滴或雪晶增大到一定程度 时，由于重力作用而降落至地面。
雷电产生原理与防护措施
雷电产生原理
雷电是大气中的放电现象，当云 层内部或云层与地面之间的电位 差达到一定程度时，就会发生放
电现象。
雷电类型
包括直击雷、感应雷和雷电波侵入 等类型，对建筑物、电子设备和人 体都会造成不同程度的危害。
人工消雾技术
利用加热、吸湿等原理消 除大雾天气，提高交通能 见度和保障飞行安全。
人工防雹技术
通过向云层中播撒防雹剂 等手段，减少冰雹对农业 生产的危害。
自然灾害风险评估方法介绍
历史资料分析法
通过对历史灾害资料的分析，了解灾害 发生的规律和特点，评估未来可能发生
的灾害风险。
模型模拟法
利用数学模型和计算机技术模拟灾害 发生过程，预测灾害可能造成的影响
完善应急物资储备和调配机制
建立应急物资储备库和快速调配机制，确保在灾害发生时能够及时有 效地提供救援物资。
加强应急队伍建设和管理
组建专业的应急队伍并进行定期培训和管理，提高队伍素质和应对能 力。
推进跨区域应急合作机制建设
加强不同地区、不同部门之间的应急合作和信息共享，形成合力应对 自然灾害的良好局面。
生态环境和生物多样性
气象科普与教育知识点总结
气象科普与教育知识点总结一、气象科普知识点1、气象学概述气象学是研究地球大气及其内在现象的一门学科，涉及大气的物理、化学和动力等方面的知识。
气象学的研究对象是大气，它影响着地球的气候和环境，也影响着人类的生产、生活和社会发展。
2、气象要素气象要素是指在空间和时间上可以测量或观测到的与气象有关的一切物理量。
气象要素主要包括：温度、湿度、气压、风速、降水量、能见度等。
3、天气现象天气现象是指在某一时刻某一地点上相对的大气状态，包括晴朗、多云、阴沉、雨、雪、雾、霾、霜冻、雷电等。
4、气象预报气象预报是指对未来一段时间内的天气和气候状况进行科学预测。
气象预报主要包括短期预报、中期预报和长期预报。
5、气候变化气候变化是指地球气候系统发生的持续一段时间内的气候变化。
气候变化主要包括全球变暖、气候异常和气候灾害等。
6、气象灾害气象灾害是指由气象因素引起的对人类社会造成重大危害的自然灾害。
气象灾害主要包括台风、暴雨、大风、冰雹、暴雪、干旱等。
二、气象教育知识点1、天气图解读天气图是一种用符号和曲线图示地球各地缺风速、气压和降水等气象要素的专用图。
通过天气图，可以掌握地球各地的大气环流情况和未来天气变化趋势。
2、气象观测与预报气象观测是指根据气象要素的观测数据分析出天气状况和预测未来天气变化的过程。
气象预报是基于气象观测数据和气象模型对未来天气状况进行科学预测。
3、气象灾害防范气象灾害防范是指通过科学预测气象灾害，采取相应的防范措施，减少气象灾害对人类社会和生态环境造成的损害。
4、气象科普宣传气象科普宣传是指通过媒体、教育和宣传活动向公众普及气象知识，增强公众的气象科学素养，提高大众应对气象灾害的能力和意识。
5、气象科普教育气象科普教育是指将气象知识融入学校教育课程和社会教育活动，培养学生和公众对气象的兴趣和认识，提高气象科学素养。
6、气象环保意识气象环保意识是指通过气象教育和宣传活动提高公众对空气质量、全球变暖和气候变化等环境问题的认识和关注。
小学科学气象知识讲解
小学科学气象知识讲解气象是研究大气现象和大气现象变化规律的科学。
气象知识是我们了解自然界天气变化的基础，有助于我们做出合理的防范和应对措施。
下面将为大家简单介绍一些小学科学气象知识。
1. 天气和气候天气指的是在某一时刻和某一地点的气象情况，如晴朗、多云、阴雨等。
气候则是指某一地区长期以来的气候状况，如寒冷、温暖、潮湿等。
天气会随着时间和地点的改变而变化，而气候则较为稳定。
2. 天气现象常见的天气现象有晴天、多云、阴天、雨天、雪天、露天等。
晴天指的是天空无云且阳光明亮；多云表示天空有很多云朵遮住部分阳光；阴天表示天空被乌云密布，没有阳光射入；雨天指的是天空有降雨现象；雪天是指降雪的天气；露天则是指在天空无云的晚上，由于地表散热快，地表温度下降到露点以下，空气中的水汽凝结成微小的水珠悬浮在地面上。
3. 气温气温是空气的热度指数，可以通过温度计测量得到。
气温的高低取决于阳光能量的多少和大气的热传递情况。
气温高表示空气较热，气温低则表示空气较冷。
气温的变化带来不同的季节和天气现象。
4. 降水降水是指大气中的水汽凝结后从云中落下的现象，如雨水、雪、冰雹等。
降水是水循环的一部分，对植物的生长和人类的生活都至关重要。
降水也会导致洪涝灾害和干旱等自然灾害。
5. 风风是形成于地球表面上的气氛运动。
大气的不均匀加热使得地表区域的气压不同，从而形成气压梯度。
由于气压梯度力的作用，空气会由高压区流向低压区，形成风。
风的方向和强度会影响天气的变化和气温的高低。
6. 湿度湿度是指空气中水汽含量的多少。
湿度高表示空气中水汽含量大，湿度低则表示空气中水汽含量小。
湿度的变化会影响人体的舒适度以及植物的生长情况。
以上是关于小学科学气象知识的简单讲解。
了解气象知识可以帮助我们更好地预防天气灾害，合理安排活动，并且让我们更加关注环境保护，共同创造美好的生活环境。
希望这些知识对大家有所帮助。
气象知识科普
气象知识科普气象是研究大气状态和变化规律的科学，它与人们的日常生活息息相关。
在我们的生活中，天气对我们的旅行、工作、生产等方方面面都有很大的影响。
下面，我将为大家介绍一些基本的气象知识，帮助大家更好地了解天气。
首先，我们需要了解什么是气象要素。
气象要素是指描述和度量大气状态和变化的各种物理量。
常见的气象要素包括温度、湿度、气压、风向和风速等。
温度是指空气的热度，它用摄氏度或华氏度来表示。
湿度是指空气中水汽的含量，用相对湿度来表示，即空气中所含水汽与空气中可能含水汽的最大量之比。
气压是指大气对单位面积上的作用力，常用单位为帕斯卡。
风向是指风吹来的方向，以地面上的北为参考方向，顺时针方向计算。
风速是指风吹来的速度，常用的单位有米/秒和千米/小时。
了解了气象要素后，我们来认识一下常见的气象现象。
首先是晴天，通常指天空晴朗，阳光明媚，没有云朵遮挡太阳。
接下来是多云，表示空中有一定数量的云朵，但阳光仍然可以透过云层照射到地面。
阴天是指云层很厚，太阳无法透过云层照射到地面，天空显得灰暗。
刮风时风力较大，风向和风速的变化会带来舒适或不舒适的感觉。
降水是指大气中水汽凝结成水滴或冰晶，从空中落下来的过程，常见的降水形式有雨、雪、冰雹。
暴雨则是指单位时间内降水量较大的降水现象，有时会引发山洪、泥石流等灾害。
了解了气象要素和气象现象后，我们还应了解一些气象仪器和预报方法。
常见的气象仪器有气温计、湿度计、气压计、风力风向计等。
气象仪器可以帮助气象工作者测量和记录气象要素的数值，从而研究气象现象和预测未来的天气情况。
预报天气常用的方法有气象卫星观测、雷达观测、地面气象观测等。
这些观测数据可以通过计算机模型进行处理，得出未来天气的预报结果。
最后，我们要了解一些天气对生活的影响。
炎热的天气会影响人们的体力活动和工作效率，需要注意防暑降温。
湿度较大的天气容易引发气象灾害，如暴雨、洪水等。
刮风的天气会影响户外活动和交通出行，需要注意安全。
气象知识科普
气象知识科普
1、什么是天气：天气是指短时间(几分钟到几天)发生的气象现象,如雷雨、冰雹、台风、寒潮、大风等。
2、什么是气候：气候是指某一地区长时期内(月、季、年、数年、甚至数百年等)各气象要素长年的平均值。
是一个地区的冷、暖、干、湿等天气状况基本特征的综合反映。
3、气候资源：气候资源是指广泛存在于大气圈中的光能、热能、降水、风能等可以为人们直接或间接利用，能够形成财富，具有使用价值的自然物质和能量，是一种十分宝贵的可以再生的自然资源，它是人类社会赖以生存和发展的基本条件，已被广泛用于国计民生的方方面面。
4、小气候：小气候是在具有相同的大气候背景的范围内，在局部地区，由于地形方位、土壤条件和植被不一致，使该地区具有独特的气候状况。
小气候的特点，主要表现在个别气象要素变化剧烈，以及个别天气现象上的差异。
5、城市气候：在大气候或区域气候的背景条件下，由于城市化的影响而形成的一种局地气候或小气候。
城市气候呈现出所谓“五岛”的特征，即“热岛”、“湿岛”、“干岛”、“雨岛”、“混浊岛”。
气象资料总结
气象资料总结1. 引言气象资料是对天气现象进行观测和记录的数据，可以帮助我们了解和预测天气变化。
本文将对气象资料的主要类型和使用进行总结，以便读者更好地理解和利用这些数据。
2. 气象资料的主要类型2.1 气温资料气温是指空气中分子的平均动能，是衡量天气状况的重要指标之一。
气象部门通常使用温度计等仪器进行气温观测，并将观测结果记录下来。
气温资料常用的单位有摄氏度和华氏度，在气象报告和预报中经常提到。
2.2 降水资料降水是指大气中的水分凝结成液态或固态后从大气中落下的现象。
降水资料包括降水量、降水强度、降水形式（雨、雪、雾、霜等）等信息。
这些资料对于了解水文循环、地表径流以及农业生产等领域具有重要意义。
2.3 风速和风向资料风是指气体在地球表面上由于温度、压力和地形差异而形成的气流运动。
风速和风向是描述风的两个重要参数。
风速资料可以帮助我们了解风的强度，风向资料则用于判断风的来向和变化。
2.4 气压资料气压是指大气对单位面积的压力。
气压资料通常用于天气预报和气候研究。
常见的气压单位有百帕和毫巴，也可以用英寸汞柱来表示。
2.5 相对湿度资料相对湿度是指空气中所含水汽的百分比，衡量了空气的湿度程度。
相对湿度资料对于农业、气象学、建筑工程等领域具有重要意义。
常用的相对湿度单位为百分比。
3. 气象资料的使用气象资料可以用于天气预报、气候研究、农业生产、气象灾害预警等领域。
以下是一些常见的使用场景：3.1 天气预报利用气象资料，气象学家可以制作天气预报图，提供准确的天气预报信息。
这对于人们的生活、出行和工作都有重要影响。
天气预报可以帮助人们合理安排日程，并采取相应的防护措施。
3.2 气候研究气象资料可以用于研究气候变化、气象现象和气象规律。
科学家通过分析气象资料，可以了解过去的气候状况，并预测未来的气候趋势。
这对于环境保护、资源开发和气候适应措施的制定都具有重要意义。
3.3 农业生产农业生产受天气条件的影响较大，而气象资料可以提供关于气温、降水和日照等信息，帮助农民科学安排种植和养殖计划。
气象科普讲解_演讲稿范文
大家好！今天，我很荣幸能在这里与大家分享关于气象科普的知识。
气象，作为一门研究大气现象及其变化规律的科学，与我们每个人的生活息息相关。
下面，就让我带领大家走进气象的世界，一起探索它的奥秘。
首先，让我们来了解一下什么是气象。
气象，顾名思义，就是研究大气的科学。
它包括大气的温度、湿度、气压、风向、风速、降水等要素。
这些要素的变化，直接影响到我们的生产、生活以及生态环境。
一、气象现象及其分类气象现象是指大气中发生的一切现象，如晴、阴、雨、雪、雾、霾等。
根据气象现象的不同特征，我们可以将其分为以下几类：1. 天气现象：如晴、阴、雨、雪、雾、霾等。
2. 气象灾害：如台风、暴雨、洪水、干旱、沙尘暴等。
3. 气候现象：如四季变化、气候变化等。
二、气象观测与预报为了更好地了解和掌握大气变化规律，气象学家们通过气象观测和预报来预测天气。
气象观测主要包括地面观测、高空观测和卫星观测。
1. 地面观测：通过地面气象站，对气温、湿度、气压、风向、风速、降水等要素进行观测。
2. 高空观测：通过气象火箭、气象气球等手段，对高空大气状况进行观测。
3. 卫星观测：利用气象卫星，对全球大气状况进行观测。
气象预报则是根据气象观测资料，结合气象模型和预报技术，对未来一段时间内的天气情况进行预测。
目前，我国气象预报的准确率不断提高，为人们的生活、生产提供了有力保障。
三、气象与人类生活气象与人类生活息息相关。
以下列举几个方面：1. 农业：气象条件对农作物生长影响极大，掌握气象变化规律，有利于提高农业产量。
2. 交通：气象预报为交通安全提供了重要保障，如雾霾天气会影响飞机、汽车等交通工具的运行。
3. 健康：气象条件对人类健康有一定影响，如高温天气易引发中暑，低温天气易引发感冒等。
四、气象科普的重要性随着科技的不断发展，气象科普显得尤为重要。
以下列举几个方面：1. 提高公众气象意识：普及气象知识，让更多的人了解气象、关注气象。
2. 增强防灾减灾能力：掌握气象变化规律，有助于提高防灾减灾能力。
气象科普知识资料大全
气象科普知识资料大全气象科普知识资料大全气象是研究大气现象和气象预测的科学，它与人类的生活息息相关。
在我们的日常生活中，天气对我们的出行、衣着和农作物生长等都有重要影响。
为了帮助大家了解气象的基本知识，下面将为您介绍一些关于气象的重要概念和现象。
1. 大气层结构大气层结构分为四个主要部分：对流层、平流层、臭氧层和热层。
对流层是大部分天气现象和人类活动的发生地，平流层是其中的上一层，在这里飞机和风筝可以自由飞行。
臭氧层位于平流层之上，能够有效阻止过多的紫外线射入地球，保护生物免受伤害。
热层是大气的最外层，温度逐渐升高，因此也被称为“热层”。
2. 气温和气压气温是指空气中分子的热运动引起的热量，通常以摄氏度（℃）表示。
气压是指单位面积上垂直于该面积的力，常用单位是帕斯卡（Pa）。
气温和气压分布不均匀，呈现出不同的气候和天气特征。
3. 湿度和降水湿度是空气中水蒸气含量的度量，通常以相对湿度（RH）表示。
相对湿度是指在一定温度下空气中所含湿气与该温度下空气所能容纳最大湿气量的比值。
当空气饱和时，相对湿度达到100%。
降水是指水分从大气中凝结为水滴或固体形式（如雨、雪、雾等）并落到地面上的过程。
4. 云和天气现象云是由水蒸气凝结而成的小水滴或冰晶的集合体，主要分为低云、中云和高云三类。
低云通常在海拔0-2千米之间形成，中云在2-7千米之间，高云在7-13千米之间。
天气现象包括晴天、阴天、多云、雨天、雪天等，这些天气现象的变化与云的类型和气压分布密切相关。
5. 风和风力风是空气流动的现象，产生风的原因有两个主要因素：温度差异和气压梯度。
风的强度一般用风速来描述，单位是米每秒（m/s）。
气象学中常用的风力等级是根据风速范围确定的，从0级（无风）到12级（飓风）。
通过了解以上的基本概念和现象，我们可以更好地理解和预测天气状况。
同时，掌握这些气象知识可以帮助我们合理安排日常活动，更好地保护自己的安全。
希望这些科普知识对您有所帮助！。
气象统计方法 第一章 气象资料及其表示方法
xdij xij x j (i 1, 2,, n j 1, 2， , m)
五、协方差和协方差矩阵
1.协方差
衡量任意两个气象要素（变量）之间
关系的统计量(正、负相关关系)，另外一
个统计量叫相关系数（以后讲解）。
表达式：
1 n sij ( xit xi )( x jt x j ) n t 1
一、数据矩阵
多个气象要素的样本如何表示？---矩阵。 设有m个气象要素，每个要素有n次观测值， 则数据矩阵为：
x11 x 21 n Xm xn1
x 12 x22 xn 2
x1m x2 m ( x1 x2 xm ) （2.1） xnm
习起引导作用
• 课时安排 – 总学时：48学时（1-16周） – 讲授为主, 课堂练习
• 考核方式
– 平时成绩（出勤、课堂作业）
– 期末考试
参考书目：
1、李湘阁等《气象统计方法》， 2、黄嘉佑著《气象统计分析与预报方法》，气象出版社， 2004.3
3、施能著《气象统计预报》，气象出版社，2009.11
4、吴洪宝等著《气候变率诊断和预测方法》，气象出版社，
2010.6
5、魏凤英著《现代气候统计诊断与预测技术》，气象出版 社，2009.9
教学内容
第一章 气象资料及其表示方法 第二章 气候稳定性检验 第三章 选择最大信息的预报因子 第四章 一元线性回归分析 第五章 多元线性回归分析
第六章 气候趋势分析
累积频率：变量小于某上限的次数与 总次数之比。（样本特征—直方图）
三、总体和样本
• 总体(母体)：统计分析对象的全体。 • 样本：总体中的一部分。
气象统计方法第一章气象资料及其表示方法
x
F(x) P( x) f (x)dx
f (x) 称为概率密度函数，其最常见的形式是 ， 正态分布
f (x)
1
( x)2
e 22
2
和 分别是总体平均值（期望）和标准 差，可以用样本平均值和均方差去估计。
正态分布曲线
标准化变量的平均值为0、方差为1。 特点：1）标准化正态分布随机变量的绝对值大于
气象上的应用：
中心化的概念： 把资料处理为距平的方法叫中心化。 气象上常用距平值代替原样本中的资料值作
为研究对象。
中心化的必要性： 因为气象要素的年变化周期影响很大，各月
的平均值不一样，为了使之能在同一水平下比较， 常使用距平值（比如之前的举例）。
特性：距平值的平均值为0，使用方便； 直接作为预报值，比较直观（偏高/偏 低）。
方差
向量表示形式：
气象上的应用：
1)如果12月份气温标准差比1月份大，反映了 12月份气温随时间变化幅度比1月大。
2)对于同一个月（例如12月），如果南京气温 的标准差比拉萨小，表明拉萨冬季气温的变化幅 度比较大。 (内陆日变化较沿海大,这个日变化大小的比较使 用的是标准差的比较)
江苏省各月气温标准差
3）均方差小的要素预报比大的困难还是容易？ 原因？
4）变量减去某常数后均方差相同。
5）标准差与变量值同量纲，一般用标准差表 示变量取值变化的大小。
数据的标准化
对气象要素x,资料长度n,其表达式：
xzt
xt x Sx
t 1，2, , n
特征：1）标准化变量的平均值为0。
2）标准化变量的方差为1。
多年平均7月气温 （1971~2010年）
气象基本知识
第一章气象基本知识第一节降水降水：从云中降落到地面上的液态水（雨等）和固态水（雪、雪粒、冰粒、冰雹等）都称为降水。
降水量：是用来衡量降水多少的概念，毫米是它的计量单位。
通过计算，下一毫米的降水，相当于在一亩田里浇了大约66公斤的水。
降水强度：按降水量的大小划分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨六个强度等级。
24小时雨量：小于10毫米为小雨，10至25毫米为中雨，25至50毫米为大雨，50至100毫米为暴雨，100至200毫米为大暴雨，超过200毫米的称为特大暴雨。
降水强度等级表第二节气温气温：气温是用来表示大气冷热程度的物理量，一般用摄氏度（℃）表示。
气象上所说的气温是指距离地面1.5米高度上百叶箱内不受太阳直接照射，而又保持空气流通处的温度。
平均气温：某一段时间的平均气温是指这一段时间里气温的平均数值。
例如日平均气温是指一天中02时、08时、14时、20时四个时次气温的平均值。
最高气温：某一段时间的最高气温是指这一段时间里气温达到的最高数值。
最低气温：某一段时间的最低气温是指这一段时间里气温达到的最低数值。
第三节风风：空气在水平方向的运动称为风，风包括风向和风速。
风向：风向是指风的来向，一般用十六方位来表示。
风速：风速是指空气流动的速度，一般用米/秒为单位来表示风速的大小。
气象上通常所讲的风速是指二分钟内的平均风速。
阵风：阵风就是指最大的瞬时风速。
风力：风力是表示风速大小的度量单位。
风力划分为13个等级，见下表。
风速等级表第四节气压气压：地球周围是一层厚厚的大气，由于大气自身的重量，对地球表面产生的压力，叫大气压，简称气压。
气压随着大气的运动而变化。
高压和低压：在海拔相同情况下，中心气压高于毗邻四周气压的区域，叫高压，又称反气旋。
相反，叫低压，又称作气旋。
通常，风总是从高压区流向低压区。
高压地区的空气，往往有下沉运动，故天气晴朗。
低压区的气流自外向中心流动，风一阵阵刮进低压区。
低气压地区的空气，往往有上升运动，常有云、雨和降水出现。
气象学基础知识讲解
气象学基础知识讲解1.二十四节气：二十四节气是根据地球在环绕太阳运行的轨道上所处位置划定的，属于阳历的范畴。
地球绕太阳公转一周为度，以春分时为0度，清明时为15度，以后每隔15度为一个节气，其日期在阳历中是基本固定的。
二十四节气是中国历法的独创，是我国古代科学文化的辉煌成就之一。
2.太阳黑子：太阳光球上经常出现的阴暗斑点。
它是太阳活动的基本标志。
根据统计，地球上天气或气候反常均与太阳黑子活动有密切关系。
3.气候异常：正常气候起伏中出现的明显反常现象。
主要由气候因子的配置发生较大变化所致。
常导致人类及动植物的不相适应，而影响人类社会活动及生产活动，危及动植物的正常生长发育等。
4.气候因子：形成气候的基本因子。
主要有三个主要方面：辐射因子、环流因子、地理因子。
5.气候预报：指利用气候演变规律制作的预报。
制作方法与“长期天气预报”相似。
它是从气候演变规律出发预报未来一段时期内可能出现的天气状况。
6.生物气候学：研究生命有机体与气候环境条件相互影响、相互作用的学科。
属于应用气候学范畴。
7.季风与季风气候：由于大陆及邻近海洋之间存在的温度差异而形成大范围盛行的、风向随季节有显著变化的风系，具有这种大气环流特征的风被称为季风。
受季风支配的区域里的气候又被称为季风气候，季风气候区一般夏季受海洋气流影响，冬季受大陆气流影响，主要特征为冬干夏湿。
8.雾与城市雾：雾是悬浮在近地面层大气中大量微细水滴的可见集合体。
是近地面层空气中水汽凝华的结果。
城市雾是发生在受人类活动影响最集中的城区及其相关设施（机场、港口及高速公路等）的雾，城市雾的出现往往叠加了城市环境和人类活动的影响。
雾本身就具有局地性的特征，而城市雾则是发生在局地性极强的城市环境中的雾。
9.全球暖化：近年来全球气候普遍偏暖，且气温有持续逐年升高的趋势。
据统计，全球气温已经连续20年高于正常值，其中最暖的10年全部发生在年以来，而其中7年又发生在年以来。
近年来的气候变暖，不仅受自然因素影响，而且人类活动对气候的影响也日益明显。
1气象资料及其表示
某个气象要素及其变化可看成为一个变量 (或随机变量)。总体（变量全部可能的取值）、 样本（收集的一组资料）
诊断分析：利用统计学方法对样本进行分析 来估计和推测总体的规律性。 气象上的单个或多个气象要素可看成为统计 学中单个或多个变量。
第一节 单个要素气象资料
研究对象--气象要素
如温度、湿度、降水量、气压等等。 月、季、年平均值 日、侯平均值
意义了。
变化幅度统计量
气象和气候研究中，大家更关心的是其变化。如 气候变化，天气变化等。 均值和中位数等只告诉气候变量变化的平均水平， 却无法知道这种变化与正常情况的偏差和变化的波动。 有没有其他的统计量来表征变化幅度和变化波动呢？
描述气候变化与正常情况的偏差和变化的波动量:
距平
方差与标准差
1、距平 （anomaly)
a3 a15
Y1 Y2
1963年
a25
a26
a27
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a29
a30
a31
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a36
Y3
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2010年
a589 a590 a591
a592
a593
1961-2010 年南京气温逐年变化
南京各月多年平均降水量
南京历年月降水量
问题：
1. 气温和降水量在计算统计平均值时有何不同？ 2. 月平均气温与月气温是否一样？ 3. 月平均降水量与月降水量是否一样？ 4. 南京多年平均1月气温与南京历年1月平均气温的 区别？
气象数据要素说明
参数当地时间- 该居民点的时间。
显示为时和分。
考虑到夏/冬令时的转换。
云量- 在该地观测到的云的数量。
以百分比来计量。
零云量表示：天空无云。
云量100% - 天空整个被云遮住。
云量30% - 30%的天空被云遮住。
降水- 表中规定的相邻时刻之间累积的降水的厚度。
例如，10点和16点之间或16点和22点之间，等等。
降水量是以水的形式表示的。
即，固态降水（雪、雪糁、雪粒、冰雹、冰雨）算入相应的水量。
请注意：如果所有其他天气参数值（云量、压力、温度、湿度和风速）都与时刻有关，那么降水就与邻近时刻之间的时间周期有关。
用1:10 的比例将降水转换成新降雪的大概深度。
例如，以水的形式出现的1mm降水大约相当于10mm深的新降雪。
气压- 地表大气压。
海平面平均大气压接近760毫米汞柱。
气压与平均气压的偏差与气旋和反气旋活动有关。
在气旋中大气压下降，在反气旋中大气压上升。
平均气压很大程度上取决于海拔高度。
高度越高，气压越低。
例如，在同一大气压下，在莫斯科和圣比得堡的气压值会因这两个城市位于不同的高度而有所差别。
在156米左右的海拔高度莫斯科的气压比海拔高度为4米的圣比得堡的气压大约低15毫米汞柱。
气温- 1.5米。
高度处的空气温度。
湿度- 1.5米高度处的空气相对湿度。
以百分比计。
相对湿度 - 为实际绝对湿度与同温度下绝对饱和湿度的比值。
首先，绝对湿度-是空气中水汽的密度，用一立方米空气中有多少克水来表示。
因此，空气中的水汽越少，其相对湿度越低。
空气的相对湿度越低，就会感觉越干燥。
相反，空气的相对湿度越高，就会感觉越湿润。
风- 10米高度处的风向和风速。
风向指明风从哪吹来。
例如，北风从北方吹来，南风-从南方。
风速、风力与描述的相互关系在蒲福风级中。
太阳，升起/落下-日出/日落时间，用该居民点的当地时间表示。
考虑到夏/冬令时的转换月亮，升起/落下-与太阳类似月亮、月相- 根据当前地球、月球和太阳的相互位置，太阳照亮月球的状态月亮会经历以下月相：新月 - 看不到月球时的状态上弦月 - 当一半月球被照亮时的状态满月 - 当整个月球被照亮的情况下弦月- 当一半月球再次被照亮时的状态。
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某个气象要素及其变化可看成为一个变量 (或随机变量)。总体（变量全部可能的取值）、 样本（收集的一组资料）
诊断分析：利用统计学方法对样本进行分析 来估计和推测总体的规律性。 气象上的单个或多个气象要素可看成为统计 学中单个或多个变量。
第一节 单个要素气象资料
研究对象--气象要素
如温度、湿度、降水量、气压等等。 月、季、年平均值 日、侯平均值
平均值作为要素总体数学期望的一个估计，反 映了该要素的平均（气候）状况。 气象上经常出现的月平均气温、年平均气温及 某要素多年平均值就是这种统计量。
（注意不同平均值的含义和计算方式，以19612010年南京逐月平均气温资料为例）
1961-2010年南京历年逐月平均气温资料
a (at )T
1月 2月 3月
中心趋势统计量
1、平均值（均值）是描述某一气候变量样本平均 水平的量。它代表样本取值中心趋势的统计量。 其表达式为：
xn 1 n xi
i 1
n
n 个样本 n+1个样本 4 1 3.5
xn 1
n 1 ( ) xn ( ) xn 1 n 1 n 1
6 5 3 4 2
推导？
意义及应用：
1961-2010 年南京气温逐年变化
南京各月多年平均降水量
南京历年月降水量
问题：
1. 气温和降水量在计算统计平均值时有何不同？ 2. 月平均气温与月气温是否一样？ 3. 月平均降水量与月降水量是否一样？ 4. 南京多年平均1月气温与南京历年1月平均气温的 区别？
2、中位数
中位数是表征气候变量中心趋势的另一个量。在按 大小顺序排列的气候变量中，位置居中的那个数就 是中位数。其优点是它不易受异常值的干扰。特别 是在样本量较小的情况下。 样本奇数情况下直接取中位数
1961年 1962年
t 1 ， 2， ， 600
6月 a6 a18 7月 a7 a19 8月 a8 a20 9月 a9 a21 10月 11月 12月 a10 a22 a11 a23 a12 a24
4月 a4 a16
5月 a5 a17
a1 a13
a2 a14
a3 a15
Y1 Y2
1963年
气象统计方法
王慧
wanghui123@
南京信息工程大学 大气科学学院
第一章 气象资料及其表示方法
1.1 单要素的气象资料
单要素数据资料的表示
基本统计量
1.2 多要素的气象资料
多要素数据资料的表示 基本统计量
1.3 正态分布的统计检验 1.4 区域资料的整理和利用
用统计方法作气象要素的分析和预报是依据 大量的气象观测资料来进行的。
a3 a15
Y1 Y2
样本偶数情况？
取中间两数 的平均值
3、众数
1）概念 要素（变量）值中出现次数最多的那个数。 2）意义 表征研究要素的一般水平。
众数和中位数又称为位置平均数，不受极端变量
值的影响。
注：若有特别大的极大值和特别小的极小
值存在，最好采用众数和中位数。 变量取值次数较少，或虽然取值次数
多，但无明显集中趋势，计算众数就没有
（短期气候预测）
（短期天气预报）
目的：了解气象要素随时间变化的规律性。
如：选取南京市1961-2010年逐年7月份降水 资料进行研究。
（研究样本）
问题的提出：如何用数学方法表示样本？ 如何描述样本的统计特征？
一、单要素数据资料
1、表示：
某要素x有n次观测值，其向量表达形式为:
x ( x1 x2 x3 xn )
意义了。
变化幅度统计量
气象和气候研究中，大家更关心的是其变化。如 气候变化，天气变化等。 均值和中位数等只告诉气候变量变化的平均水平， 却无法知道这种变化与正常情况的偏差和变化的波动。 有没有其他的统计量来表征变化幅度和变化波动呢？
描述气候变化与正常情况的偏差和变化的波动量:
距平
方差与标准差
1、距平 （anomaly)
a598
a599
a600
Y50
M1 M2 M 3
M4
M5 M6 M7
M8
M9
M10 M11
M12
A
35 30 25 20 15 10 5 0 Dec-59 -5 Jun-65 Nov-70 May-76 Nov-81 May-87 Oct-92 Apr-98 Oct-03 Mar-09
1961-2010年南京历年逐月平均气温
或
常用
T
n:样本容量
x ( xt )
T
t 1 ， 2， 3， ，n （1）
x ( xt )
2、含义：
T
t 1 ， 2， 3， ，n （1）
随时间变化的数据序列，习惯称为时间序列。
3、几何意义：
（1）n维空间中的一个点；
（2）一维空间中的n个点。
二、基本统计量
在气候诊断中，常用一些量来表征 气候状态的基本统计特征。
描述气候变量偏离正常情况的偏差源自气象上常用的 变量，也就是通常说的异常。 一组数据中的某一个数xi与均值的差就是距平。
xdi xi x
i 1, 2,3L , n
单变量样本（序列）中每个样本资料点的距平值组 成的序列称为该变量的距平序列。
xi
xdi
6
2
5
1
3
-1
2
-2
4
0
4
1961-2010年南京历年逐月平均气温资料
a25
a26
a27
a28
a29
a30
a31
a32
a33
a34
a35
a36
Y3
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2010年
a589 a590 a591
a592
a593
a594
a595
a596
a597
30 25 20
摄氏度
15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 MONTH 8 9 10 11 12
南京各月多年平均温度
17.5 17 16.5
摄氏度
16 15.5 15 14.5 14
15.6
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 YEAR
a (at )T
1月 2月 3月
1961年 1962年
t 1 ， 2， ， 600
6月 a6 a18 7月 a7 a19 8月 a8 a20 9月 a9 a21 10月 11月 12月 a10 a22 a11 a23 a12 a24
4月 a4 a16
5月 a5 a17
a1 a13
a2 a14