气候统计-第一章
城市气候学
前言近几个世纪以来，全球人口急剧膨胀，而且有越来越向城市集中的趋势。
在城市中道路和建筑物鳞次栉比，参差不齐，形成了特殊性质的下垫面；工商业和交通运输频繁，是大气污染物的源地，在一定程度上改变了大气的组成成分；再加上城市中居民的生产和生活活动大量消耗能源，产生越来越多的人为热、温室气体和人为水汽进入大气。
因此，人类活动对气候的影响在城市中表现得最为突出，可以说城市是研究人类活动与气候关系的理想实验室。
所以，研究城市气候非常有实际意义，它一方面在论证人类活动与气候变化的关系上有着重要的理论意义，另一方面在城市气候预报、城市规划、城市建筑物设计、环境保护、能源使用、居民保健、城市灾害防御和生态平衡的改善上都有着非常重要的应用价值。
第一章绪论第一节城市气候学的定义、研究对象和任务一、什么是城市气候1、城市气候：是在区域气候背景之上，经城市化后，在城市这一特殊的下垫面和人类活动的影响之下形成的一种局地气候。
2、城市化地区的特点⑴它是非农业人口高度密集的区域据统计世界人口密度平均为每平方公里28人，而城市人口每平方公里却有数百人乃至数万人。
⑵它是高强度的经济活动区城市交通发达，工业生产、商品流通和消费水平很高，使得生产资料、生活资料和能源使用都高度集中，高速运转，是人类高强度经济活动的所在，使城市环境发生了巨大的改变。
⑶它具有特殊的下垫面坚硬密实、干燥不透水城市中人工建筑物、构筑物高度集中，以坚硬密实、干燥而不透水的建筑材料代替了原来疏松和植物覆盖的土壤或空旷的荒地。
道路纵横交错，建筑物参差不齐，使城市的轮廓忽升忽降。
这种“人为的立体下垫面”无论在物质构成上还是几何形状上都与郊区大不相同。
下垫面是气候形成的重要因素，它与空气间存在着复杂的物质交换和能量交换，又是下层空气运动的边界面。
它对空气的温度、湿度、风速、风向等都有很大的影响，这是导致城市气候与郊区不同的重要原因之一。
同时城市用地由于使用目的不同，又可分为不同的类型，各种用地的功能不同，其下垫面性质也相应地有很大差异，这是造成城市内部气候区域差异的主要原因之一。
高一地理必修一第一章知识点全新考点
高一地理必修一第一章知识点全新考点为高考做准备的最好方法就是集中你所有智慧，所有的热情，把每天的学习做得尽善尽美。
以下是作者整理的有关高考考生必看的知识点的梳理，期望对您有所帮助，望各位考生能够爱好。
高一地理必修一第一章知识点1知识点总结本部分内容主要考点有：大气受热进程;大气保温作用的基本原理;热力环流的形成进程;气压带风带的散布、移动规律及其对气候的影响;季风环流的形成原因;锋面系统(冷锋、暖锋和准静止锋)的特点及其对天气的影响;低压、高压系统的特点及其对天气的影响等。
常见考点考法运用等值线散布图(如等温线、等压线、等高线等)考核地面状态对气温、气压的影响，以及对风向、风力大小及天气状态的影响。
20l1年高考大纲全国卷9—10题以坐标图为切人点考核了热力作用的时空差异及其影响等方面的知识和相应的读图能力;提供气温曲线和降水柱状图或表格数据、文字、坐标图等材料，考核气压带风带对气候的成因、散布规律、特点等的影响。
20l1年高考福建文综10—12题通过提供北极地区等压线散布图的情势综合考核了风向判别、海陆分确对气压带风带的影响等;以图像或等压线散布图为载体，考核锋面或低压(高压)过境时的天气变化特点。
2011年高考江苏地理5-6题、安徽文综第34题、北京文综第7题、广东文综第6题和天津文综地理部分lO—11题都侧重考核了锋面、低压、高压等主干知识和天气系统图的分析判读能力常见误区提示通过绘制大气受热进程示意图，知道大气对太阳辐射的吸取、反射和散射等削弱作用;大气保温作用原理重在知道大气逆辐射的意义;热力环流的成因要注意知道大气受热差异与气压差异、气流运动之间的关系;风向的判定要掌控一定的技能;通过绘图的方法掌控气压带、风带的散布，利用读图分析法掌控主要气候类型散布的规律;熟悉气候类型的判读方法，并注意通过分析统计数据知道和掌控各气候类型的特点;通过列表比较的方法，知道气旋和反气旋、各气压带之间、风带之间、东亚季风与南亚季风之问的异同。
【导与练】2021届高考地理 第一章 第三节 地球的运动学案2(1)
第三节地球的运动（二）学习目标：1．把握地球公转的方向、周期、线速度和角速度。
2．了解黄赤交角与太阳直射点的南北移动关系。
3．明白得日夜长短和正午太阳高度转变的规律和季节的更替和五带的划分。
自主学习：一、地球的公转1．公转特点(1)方向：自西向东。
(2)周期(一恒星年)：365日6时9分10秒。
(3)速度公转位置时间公转速度A点近日点1月初最快B点远日点7月初最慢2.黄赤交角及其阻碍(1)黄赤交角(2)阻碍：引发太阳直射点在南北回归线之间来回运动。
二、地球公转的地理意义1．日夜长短的转变时间太阳直射点的位置变化特点特殊日期图示北半球夏半年(春分日至秋分日)北半球北半球各纬度昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短北半球夏至日，北半球各地昼长达一年中最大值，北极圈及其以内出现极昼现象北半球冬半年(秋分日至次年春分日)南半球北半球各纬度昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长北半球冬至日，北半球各地昼长达一年中最小值，南极圈及其以内出现极昼现象春、秋分日 赤道全球各地昼夜等长误区警示 日夜现象、日夜交替与日夜长短的区别 (1)日夜现象与地球为不透明球体有关，(2)日夜交替的要紧缘故是地球自转；日夜长短和正午太阳高度转变的要紧缘故是地球公转，它们都是地球运动的结果。
(3)全世界各地日夜长短的转变幅度赤道地域最小，纬度越高，转变幅度越大，极圈内有极昼、极夜现象。
2．正午太阳高度的转变(1)纬度转变：由太阳直射点所在纬度向南北双侧递减。
(2)季节转变①北半球夏至日⎩⎪⎨⎪⎧ 一年中最大值：北回归线及其以北地区一年中最小值：南半球各纬度②北半球冬至日⎩⎪⎨⎪⎧一年中最大值：南回归线及其以南地区一年中最小值：北半球各纬度③春、秋分日：赤道上达一年中最大值，其他地域介于最大值与最小值之间。
3．四季更替和五带(1)形成缘故：日夜长短和正午太阳高度的时空转变致使太阳辐射的时空转变。
(2)四季的划分3⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩天文四季：把一年中白昼最长、太阳最高的季节定为夏季气候统计四季：北温带国家把3、4、5月为春季，依次每个月为一个季节(3)五带的划分合作探讨：一、黄赤交角及其阻碍1．与黄赤交角相关的几组数据关系明白得黄赤交角转变带来的阻碍，关键是弄清几组数据间的关系。
江苏省2007年气候公报
江苏省2007年气候公报综述2007年全省年平均气温继去年创纪录之后又刷新纪录，达到16.4℃，较常年偏高1.5℃，是1951年有气象观测记录以来最高值，其中冬、春季气温异常偏高。
年降水量较常年略偏多，但时空分布不均，变化起伏大，降水主要集中在汛期，占全年69%，汛期暴雨频发，降水强度大，主要降雨带在淮河流域，局部地区出现较严重洪涝。
日照时数较常年略偏少，尤其是12月偏少显著。
2007年江苏省气象灾害较多，影响较重，据不完全统计，全年因气象灾害死亡130人，其中雷电和大雾死亡人数为近几年之最。
主要灾害性天气有暴雨、雷电、大雾、寒潮、台风、冰雹、龙卷、干旱、飑线、大风等。
今年对农业、旅游、林业等行业为较好的气候年景，对海盐、渔业等行业气候年景较差。
第一章气候概况一、气温1、年平均气温较常年偏高1.5℃，为1951年来最高值全省各站年平均气温（2007年1月～2007年12月）15.1（赣榆）～18.1（苏州）℃（见图1），呈南高北低分布，较常年偏高0.9（泗洪）～2.2（靖江、南通、昆山、苏州）℃（见图2）。
南京年平均气温17.4℃，比常年偏高1.9℃，为1951年来最高值。
2007年全省平均气温16.4℃，比常年同期偏高1.5℃，为1951年来最高值，异常度值为1.95，属显著偏高年份。
其中淮北地区年平均气温15.6℃、江淮之间年平均气温16.3℃、苏南地区年平均气温17.5℃,均为1951年来最高值。
图1 江苏省2007年1～12月平均气温（℃）分布图图2 江苏省2007年1～12月平均气温距平（℃）分布图2、冬季、春季气温异常偏高，为1951年来同期最高值冬季(2006年12月～2007年2月)全省各站平均气温为3.1（丰县）～7.1（苏州）℃，与常年同期相比偏高1.3（如皋、宜兴）～2.6（靖江）℃，全省冬季平均气温5.2℃，比常年偏高2.2℃，为1951年来同期最高值。
南京平均气温为5.8℃，较常年偏高2.1℃，与2001年并列为1905年来同期最高值。
《第一章 区域类型与区域差异》试卷及答案_高中地理选择性必修2_中图版_2024-2025学年
《第一章区域类型与区域差异》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、题干：下列关于区域划分的原则叙述不正确的是（）。
A. 空间性原则B. 综合性原则C. 动态性原则D. 连续性原则2、题干：根据《国家地理标志产品保护规定》，地理标志保护产品是指（）。
A. 某一地区的特产，具有悠久的历史和独特的地理特征B. 某一地区的传统工艺产品，具有显著的民族特色C. 某一地区特有的植物名优品种，具有一定的人文价值D. 某一地区特有的农产品，具有明显的生态优势3、以下哪项不属于区域差异的表现形式？A、自然环境的差异B、经济结构的差异C、人口密度的差异D、政治制度的差异4、在区域规划中，以下哪种方法主要用于识别区域内的主导因素？A、比较法B、归纳法C、系统分析法D、因素分析法5、区域的界线具有过渡性和模糊性，主要体现在（）。
A、自然区域B、工业区域C、行政区域D、农业区域6、具有相同自然条件和社会经济状况的区域称为（）。
A、泛指区域B、自然区域C、功能区域D、同质区域7、以下哪个选项不属于按照经济发展水平划分的区域类型？A、城市化地区B、城乡结合部C、腹地D、边缘经济地带8、以下关于区域差异的描述，错误的是：A、区域差异体现了地理环境的多样性B、区域差异是区域发展的驱动力C、区域差异导致了资源利用的不均衡D、区域差异可以通过政策调整完全消除9、题干：以下哪个选项不属于区域差异的表现形式？A. 自然资源的差异B. 经济发展水平的差异C. 文化习俗的差异D. 行政区划的差异 10、题干：在分析区域发展时，以下哪种方法不是常用的空间分析方法？A. 空间自相关分析B. 空间统计分析C. 空间层次分析法D. 时间序列分析法11、下列区域属于功能区的是（）A、气候区B、经济区C、工业区D、政治区12、关于区域差异的描述，下列选项正确的是（）A、区域差异仅存在于发达国家之间B、区域差异是由地理位置、自然条件和人类活动的差异导致的C、区域差异是人类活动造成的，与自然条件无关D、区域差异无法通过任何手段缩小13、以下是关于区域差异的说法，其中正确的是：（）A. 区域差异是由于地理位置和自然环境造成的B. 社会经济活动不会改变区域差异C. 区域差异会随着国家政策的调整而改变D. 区域差异是人类活动引起的，可以完全消除14、下列关于区域类型的说法，错误的是：（）A. 区域是具有一定地理特征的空间单元B. 区域可以分为自然区域和行政区域C. 区域类型是由地理位置、自然条件、社会经济条件等因素综合形成D. 区域类型的划分是绝对的，不会随着时间和环境变化而变化15、以下哪项不属于区域差异的表现形式？A. 地理环境差异B. 经济发展水平差异C. 社会文化差异D. 信息技术差异16、关于区域类型的划分，以下哪种说法是正确的？A. 按地理位置划分，区域类型包括城市区域和乡村区域B. 按经济发展水平划分，区域类型包括发达区域和发展中区域C. 按自然条件划分，区域类型包括湿润区域和干旱区域D. 以上都是二、非选择题（本大题有3小题，每小题18分，共52分）第一题题目下列材料反映的是我国东北地区和长江三角洲地区在经济发展中的某些差异，请分析造成这些差异的主要原因，并提出相应的应对措施。
江苏省2008年气候公报
江苏省2008年气候公报（摘要）综述2008年全省年平均气温正常略高，较常年偏高0.6℃，为2000年来第二低值，仅高于2003年（15.3℃），其中春季、秋季气温偏高。
年降水量时空分布不均，变化起伏大。
淮北和苏南南部地区降水量较常年偏多，其它地区偏少，1月底到2月初我省淮河以南地区遭受了历史罕见的区域性暴雪天气。
汛期暴雨频发，降水强度大，主要降雨带在江淮之间北部和淮北地区，局部出现较严重积涝。
年日照时数较常年略偏少。
2008年江苏省主要灾害性天气有暴雪、雷电、寒潮、大雾、台风、暴雨、冰雹、龙卷、干旱等,据不完全统计，全年因气象灾害死亡85人，伤458人，农田损失面积1318831公顷，直接经济损失35.66亿元。
今年对农业生产为较好的气候年景，对海盐、林业等行业气候年景较差，而对人民生活、旅游而言，有利有弊。
第一章气候概况一、气温1、全省年平均气温正常略高全省各站年平均气温13.9（赣榆）～16.9（昆山）℃（见图1），呈南高北低分布，较常年偏高0.1（泗洪）～1.3（昆山）℃（见图2）。
2008年全省平均气温15.5℃，与常年同期相比偏高0.6℃，异常度值为0.78，属正常年份。
南京年平均气温16.1℃，比常年偏高0.6℃。
图1 江苏省2008年1～12月平均气温（℃）分布图图2 江苏省2008年1～12月平均气温距平（℃）分布图2、春季、秋季气温偏高，冬季、夏季气温持平二、降水1、年降水量淮北和苏南南部地区较常年偏多，其它地区偏少全省各站年降水量为779.6（海门）～1360.5（金坛）毫米，空间分布不均(见图3)，与常年同期相比，苏南南部和淮北大部地区较常年偏多1～4成，其它大部地区偏少1～3成（见图4）。
全省降水量为1026.3毫米，接近常年同期值。
南京全年降水量为977.2毫米，与常年同期相比偏少近1成。
图3 江苏省2008年1～12月降水量（毫米）分布图图4 江苏省2008年1～12月降水量距平百分率（%）分布图2、各季降水时空分布不均冬季 (2007年12月～2008年2月) 与常年同期相比，淮北部分地区偏少1成以下，其它地区偏多0.3～8成。
气象统计分析与预报方法：04_第一章-统计量的检验
假设性检验可能犯的两类错误
真实情况 (未知)
H0为真 H0不真
所作决策
接受H0 正确
拒绝H0 犯第I类错误
犯第II类错误
正确
假设性检验可能犯的两类错误 —— 图示
零分布的PDF
特定HA 正确前提下的 检验统计量分布的PDF
Area
Area 0.05
落在拒绝域中的事件不是不可能发生，而是发生概率较小
▪ 选择单侧或双侧假设检验，首先得依据我们 所分析问题的物理本质。
▪ 单侧检验：当我们兴趣的问题集中在某一侧 ，如备则假设是 0 ，而不是 0 ， 则为右侧检验。若任何检验统计量大 于100(1 )%，则拒绝原假设；
▪ 例如：两个数据总体的统计量的平方是否存 在显著差异，原假设为无差异，则较大的正 值将可能拒绝原假设，即上述问题为右侧检 验
例2（教材），对北京1月份气温，要检验1976年的 1月平均气温是否与其它年份有显著不同。 检验过程： 原假设：与其它年份没有显著差异； 备则假设：与其它年份有显著差异。
计算得到，t=-2.28 查表知道，5%显著性水平、自由度为30-1的临界 值ta=2.045，|t |〉ta，拒绝原假设。
结论： 1977年的1月平均气温与其它年份有显著差 异。
➢ 若观测到的差异表明真实的差异存在的证据越强，则越 有理由表明存在真实的差异。
▪ 检验所用的显著性水平：针对具体问题的具体特点 ，事先规定检验标准。
显著性检验的过程
▪ 由以上原理得到的操作过程：把观测到的显 著性水平与作为检验标准的显著性水平比较 。
➢ 若小于该标准时，则拒绝原假设； ➢ 若大于该标准，则认为没有足够证据拒绝原假
当 减小，则 必然增加，因此为了较好的平衡误差概率的发生， 有时会选择较不严格的显著性水平，如 0.10
01气象学与气候学第一章绪论1
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极端高温事件：当某一观测站，最高气温超过其气候标准 期（1981-2010年）年最高气温的95%分位阈值时，定义为 一次极端高温事件。 极端连续高温事件：当某一观测站，连续高温（≥35℃）日 数超过其气候标准期（1981-2010年）年最长连续高温日数 95%分位阈值时，定义为一次极端连续高温事件。
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课程目的
• 通过本课程学习，了解气象学与气候学基 本知识，有一定的气象气候观测、资料整 理的技能，了解气象气候学在地理、环境、 资源等学科方面的应用和发展状况。
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构成及主要内容
• 第一章引论 • 第二、三、四章为气象学基本内容，这些 气象要素构成了第五章天气系统 • 第六、七、八、九为气候学的基本内容 重点内容： 大气的热能、水分、运动、天气系统、气 候形成、气候带气候型、气候变化和人类 活动对气候的影响。
• 今夏气温偏高 局地高温极端性明显 据统计，今年夏季我国平均气温为21.4℃，较常年同期（21.0℃） 偏高0.4℃。全国共有89站发生极端高温事件 ，其中3站日最高温突 破历史纪录。较为显著的是，河南宜阳（42.8℃）等7站出现日最高 温超过42℃的极端酷热天气。 8月高温天气持续时间长，入夏以来全国共有198站出现极端连续高 温日数事件 ，主要分布于黄淮西部、江淮西部、江汉东部、川渝、东 南沿海等地，其中18站连续高温日数达到或突破历史极值，重庆开县 （28天）和奉节（22天）连续高温日数超过20天。 8月上中旬，受持续高温及降水偏少影响，重庆、湖北、河南等地 一度出现干旱。湖北28个县（区、市）、河南南阳市唐河县、重庆万 州区、湖南桑植县等地出现人畜饮水困难、农作物受旱现象。8月下 旬以来上述旱区普遍出现降水，气象干旱得到缓和。
气候学
2. 气候动力学阶段 认为气候是不断变化的，着重研究 气候的变化及其机理。在研究方法上 采用多种手段，包括定量观测、数据 分析，以及数值模拟和动力学理论研 究，从根本上探讨气候形成和变化的 物理机制和动力学过程。 3. 气候系统阶段 引进了“气候系统”的概念，认为 气候的形成和变化是气候系统各子系 统相互作用和相互影响的结果。往往 将全球作为一个整体进行研究。
dl m dZ
为垂直入射时的 m 倍。 天顶距较大时，须考虑大气曲率和大气折 射的影响。
四. 大气透明度 若介质的光学性质是均匀的，有，
P e
e
K
为介质的透明系数。 对于均质大气高度 H 0 和密度 0 ，
1 m H0
l
0
dl
根据上式有，
I I0 e
气候系统示意图
•
气候系统的组成
1. 大气圈 是气候系统中最活跃和最容易变 化的部分，其中对流层是 气候变化 研究的主要部分。 其余气候子系统基本是通过影响 大气圈间接影响气候。 大气环流的变化是各种气候异常 和气候灾害发生的直接原因。
2. 水圈 • 包括海洋、湖泊、河流和地下水，和 大气中的液态水。 • 其中海洋在气候变化中具有非常重要 的作用。 • 海洋的垂直结构一般分为三层： (1) 混合层 （2）温跃层 （3）下均匀层
为纬度， 为太阳赤纬， 为时角
考虑日地距离、太阳高度角后大气上界 任一水平面上某时刻太阳辐射强度为，
1 I 2 I0 (sin sin cos cos cos ) D
3. 可照时角（白昼长度） 时角：一日中太阳某瞬时的位臵偏离 正午时太阳位臵的角距离。 可照时角：日出（ 0 ）到日没 （ 0 ）的时角差( 20 )，即白昼的长 度。 因
气象学与气候学
工程
大气的主要成分的作用
大气中的氧是生命所必须的；
决定着有机物质的燃烧、腐败 及分解过程；植物的光合作用 向大气放出氧并吸收二氧化碳。
大气中的氮能冲淡氧使氧化
管理
工程
作用不过于激烈。大量的氮可 以通过豆科植物的根瘤菌固定 理论 到土壤中，成为植物体内不可 …. 缺少的养料。
计量
北京大学环境学院环境科学系，04年获得中国国家环保总局 保护臭氧层贡献奖特别金奖， 05又获得美国环保局颁发的保 …. 护臭氧层奖，奖励其在发展中国家淘汰消耗臭氧层物质活动 方面的领导作用
臭氧层破坏
• 臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的 大部分紫外线。然而近二十年的科学研究和大气观 测发现：每年春季南极大气中的臭氧层一直在变薄， 事实上在极地大气中存在一个臭氧“洞” • 这种臭氧损耗现象是一种反常现象，这是否表明 这一紫外线吸收层正处于全球性灾难呢？通过不断 的科学研究，人们发现人类社会活动释放的物质严 重的破坏了臭氧层，当然这种现象还受到这一地区 独特的气象状态（极涡、寒冷的平流层温度、极地 平流层云）的影响。
工程
…. 1860—1865年间各国纷纷绘出了天气图
上最早的巨著
1883年德国汉恩（Hann）《气候学手册》三大卷，气候学
四、中国气象学与气候学的发展简史
1743年法国传教士最早来我国境内，在北京设立测
管理 候所，用近代气象仪器进行气象观测。 1830年起俄国又断续地派人来北京做气象观测。 1873年法国天主教会在上海徐家汇创建观象台 1893年德国人在山东青岛建立青岛观象台，此外还 有在英国人掌握之下的海关测候所等共43处（位于沿 海、沿江的港口）
三、气象学与气候学的发展简史
招远市气候的基本特征
第一章气候的基本特征第一节气候类型和特征招远市位于我国东部季风区，根据干湿程度属于半湿润区，根据大于等于10℃积温情况属于暖温带，总体属于暖温带季风型大陆型半湿润气候区，按中国建筑气候分区招远市为第II气候区。
招远市气候一年四季分明，寒暑显著，气候温和。
春季：一般从4月中旬至6月下旬，平均69天。
该季干燥少雨，常春旱，冷暖无常，大风多，气压场分布比较复杂，冷暖气因进退不定，一日之内最大气温和最低气温可相差20℃以上。
夏季：始于6月下旬，迄于8月底，平均为72天。
从太平洋来的东南季风，天气炎热，湿润多雨，间有干旱。
季降雨量约占全年降水量的64%，月平均气温在22℃以上，7月份最高达25.4℃。
秋季：一般从9月上旬至10月下旬，平均为57天。
该季冷空气日趋活跃，暖空气势力渐退，风向由南风转北，气温迅速下降。
至10月，蒙古高压迅速增强，寒潮爆发南下。
寒潮过后，可出现初霜冻（10月下旬）降水量很快减少，其特点是晚秋干旱。
冬季：从10月下旬至第二年4月上旬，平均167天。
从西伯利亚来的西北季风，性质干燥寒冷，冬季长年气温少于和等于-10℃的严寒天气平均16天左右，最多年份达43天，降水量为30毫米左右，约占全年降水量的4.5%，为全年降雨量最少季节。
冰冻期一般从11月7日开始到次年4月10日结束。
多年冬常干冷，雨雪稀少是冬季气候特点。
第二节气候的基本因素气候的基本因素主要有气温、降水、日照、风象和湿度等。
根据招远市气象观测站1971~2000年共30年气象资料统计分析表明：一、气温1、全市多年（1971~2000年共30年）平均气温为12.0℃。
2、30年一遇的极端最高气温为40.6℃（2005年6月24日）；最低气温为–18.5℃（1971年1月5日）。
3、多年（30年）月平均气温见表1多年月平均气温表表1月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年平均气温-3.0 -1.2 4.5 12.1 18.0 22.7 25.6 24.9 20.2 13.9 6.3 -0.1 12.0 （℃）最热月出现在7月，最高月平均气温为25.6℃，最冷月出现在1月份，最低月平均气温只为-3.0℃；4、常年小于或等于-10℃的日数平均约为16天，最多年份达43天。
第一章 气象学与气候学
这一时期气象学与气候学的主要 研究成果有：关于海平面上风压关系 定律、气旋模式和结构、大气中光电 现象和云雨形成的初步解释、大气环 流的若干现象解释等。
我国气象学处于长期停顿状态。 在这一时期，帝国主义为了侵略我国， 纷纷在我国设立气象观测机构，收集 气象资料为其军事、经济侵略服务。
总之，在气象学萌芽时期，我国和希 腊是露过锋芒的，这时从学科性质来讲， 气象学与天文学是混在一起的，可以说具 有天象学的性质。
㈡发展初期
发展初期包括16世纪中叶到19世纪 末。1593年意大利学者伽利略 （Galileo)发明温度表。1643年意大 利学者托里拆利（Torricelli）发明气 压表。1783年索修尔（Saussure)发 明毛发温度表。1653年在意大利北部 首先建立气象台，此后其它国家亦相
在地理系、环境科学系等系科开设的 气象学与气候学是以普通气象学为基础， 以气候学为重点的专业基础课程，也是基 础技术训练课程，它的基本任务是：
㈠通过实践，掌握气象观测，气候统 计分析和气候调查的方法，来记叙所观测 到的气候现象，从定性和定量两方面说明 它们的特征。
㈡探讨它们的正确解释和研究它们的 发展规律，特别要掌握天气演变和气候形 成的规律性，了解和解释各不同地区的气 候特征，弄清气候资源及其地理分布，进 行气候分类和气候区划，研究气候变迁的 原因及其规律。
大气中的氧是一切生命所必须的，氧还 决定着有机物质的燃烧 、腐败及分解过程。
大气中的氮能够冲淡氧，使氧不致太浓，
氧化作用不过于激烈。
大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮湿
物体表面的水分蒸发和植物的蒸腾，并借助 空气的垂直交换向上输送。空气中的水汽含 量有明显的时空变化，一般情况是夏季多余 冬季。低纬度暖水洋面和森林地区的低空水 汽含量最大，按体积来说可占大气的4％，而 在高纬度寒冷干燥的陆面上，其含量则极少， 可低于0.01％。从垂直方向而言，空气中的 水汽含量随高度的增加而减少。观测证明， 在1.5～2km高度上，空气中水汽含量已减少 为地面的一半；在5km高度，减少为地面的 1/10；再向上含量就更少了。
人教版高中地理选择性必修第1册 第一章 1.2地球运动的地理意义(二)
昼短于夜的半球，纬度越高夜越长，极地附近出现极夜现 象。夜渐长则极夜范围渐大；夜最长则极夜范围最大（整个极 圈）；夜渐短则极夜范围渐小。
例如：
请分析2022年寒假（1月21日-2月14日）及暑假（7月15日9月1日）期间，广州的昼夜情况及变化趋势？
三、昼夜长短和正午太阳高度的变化
（一）正午太阳高度的变化 1.季节变化 在南北回归线之间各地，每年
受到太阳直射两次。
三、昼夜长短和正午太阳高度的变化
（一）正午太阳高度的变化
1.季节变化（规律总结）
太阳直射点靠近某地时， 某地正午太阳高度变大； 太阳直射点远离某地时， 某地正午太阳高度变小。
活动：描述当地正午太阳高度的年变化规律
活动：描述当地正午太阳高度的年变化规律
（二）正午太阳的方向
在南北回归线之间，一年内正 午太阳有时在南方，有时在北方。
在北回归线以北的地区，全年 正午太阳都在南方。
在南回归线以南的地区，全年 正午太阳都在北方。
活动：描述当地正午太阳高度的年变化规律
案例1： 图1.17a示意地球上四个特殊纬度年内正午太
A．A点所在纬度地区昼短夜长 B．C点所在纬度地区昼长夜短 C．B点所在纬度地区昼短夜长 D．P点所在纬度地区昼长夜短
答案：D 读图可知，当太阳直射点位于P点时，太阳直射北半球，A、P位于北半球，
昼长夜短，A错误，D正确；C位于南半球，昼短夜长，B错误；B位于赤道，昼 夜平分，C错误。故选D。
课后练习：
四、四季更替和五带划分
（一）四季更替
由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化，太阳辐射在 一年中呈现有规律的变化，形成了四季。
2010年福建省气候公报
2010年福建省气候公报(2010年) 为使公众和社会及时了解福建省的气候及其变化，现将2010年福建省各季和全年的基本气候概况、主要气候事件与气象灾害及其影响、2011年气候趋势展望公告如下: 综述2010年我省全年平均气温、降水皆属正常，四季分布如下：冬季全省气温大部偏高，降水大部偏多，其中有两次较严重的寒潮过程。
春季气温大部正常，降水正常～显著偏多，3月上旬南平、三明两市出现近年来最为严重的强对流天气过程。
夏季气温正常～显著偏高，降水正常～显著偏多，6月中旬闽江上游发生严重的洪涝灾害，8月上旬局地极端最高气温超过40.0℃，位居有气象记录以来的前列。
秋季气温正常～偏高，降水北部正常～显著偏少，南部正常～异常偏多，冷空气影响偏迟。
全年突出的气候灾害特点是：雨季持续性强降水和夏季热带气旋影响明显偏晚、偏多，且时空集中。
今年雨季开始时间偏早，结束略迟，北部强南部弱，总降水量偏多～异常偏多，其中6月13～27日，我省出现长时间、高强度、大面积的持续性暴雨过程，闽江上游发生自1998年以来最严重的洪涝灾害，造成直接经济损失144.6亿元。
今年共有5个热带气旋登陆我省，无影响热带气旋，与登陆我省最多的1990年持平，但初次登陆时间明显偏晚，呈现出登陆时间和登陆地点异常集中的特点，8月31日～9月20日连续4个热带气旋登陆惠安～漳浦沿海地区；10月下旬登陆的“鲇鱼”超强台风是1949年以来登陆我省最晚的台风，打破福建10月中旬后无登陆热带气旋的历史，也是登陆我省强度最强的秋季热带气旋。
；间气旋handa fngsu据不完全统计，2010年全省因气象灾害导致757.4万人受灾，死亡91人（其中雷灾死亡18人），失踪56人，直接经济损失228亿元。
综合分析，2010年气候年景偏差，气象灾害影响上半年较重，下半年较轻，闽北山区和闽南沿海局部较重，其余地区较轻。
第一章基本气候概况1.1气温2010年全年（1～12月）平均气温15.3～22℃，分布自南向北递减（图1），漳州、漳浦和南靖3个县（市）在21℃以上,其中最高漳州市达22.0℃；寿宁、屏南、浦城、泰宁4个县（市）在18℃以下,鹫峰山区气温最低，以寿宁县15.3℃为最低值。
招远市气候的基本特征
第一章气候的基本特征第一节气候类型和特征招远市位于我国东部季风区，根据干湿程度属于半湿润区，根据大于等于10℃积温情况属于暖温带，总体属于暖温带季风型大陆型半湿润气候区，按中国建筑气候分区招远市为第II气候区。
招远市气候一年四季分明，寒暑显著，气候温和。
春季：一般从4月中旬至6月下旬，平均69天。
该季干燥少雨，常春旱，冷暖无常，大风多，气压场分布比较复杂，冷暖气因进退不定，一日之内最大气温和最低气温可相差20℃以上。
夏季：始于6月下旬，迄于8月底，平均为72天。
从太平洋来的东南季风，天气炎热，湿润多雨，间有干旱。
季降雨量约占全年降水量的64%，月平均气温在22℃以上，7月份最高达25.4℃。
秋季：一般从9月上旬至10月下旬，平均为57天。
该季冷空气日趋活跃，暖空气势力渐退，风向由南风转北，气温迅速下降。
至10月，蒙古高压迅速增强，寒潮爆发南下。
寒潮过后，可出现初霜冻（10月下旬）降水量很快减少，其特点是晚秋干旱。
冬季：从10月下旬至第二年4月上旬，平均167天。
从西伯利亚来的西北季风，性质干燥寒冷，冬季长年气温少于和等于-10℃的严寒天气平均16天左右，最多年份达43天，降水量为30毫米左右，约占全年降水量的4.5%，为全年降雨量最少季节。
冰冻期一般从11月7日开始到次年4月10日结束。
多年冬常干冷，雨雪稀少是冬季气候特点。
第二节气候的基本因素气候的基本因素主要有气温、降水、日照、风象和湿度等。
根据招远市气象观测站1971~2000年共30年气象资料统计分析表明：一、气温1、全市多年（1971~2000年共30年）平均气温为12.0℃。
2、30年一遇的极端最高气温为40.6℃（2005年6月24日）；最低气温为–18.5℃（1971年1月5日）。
3、多年（30年）月平均气温见表1多年月平均气温表表1最热月出现在7月，最高月平均气温为25.6℃，最冷月出现在1月份，最低月平均气温只为-3.0℃；4、常年小于或等于-10℃的日数平均约为16天，最多年份达43天。
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
3）变差系数 标准差与平均值之比（%）
Vp
Sx x
1 x
1 n
n
（xi - x）2
i 1
表示变量的相对变化，
注意：
绝对变率和标准差的数量级与变量平均 值的量级有关。
有些同类型变量，彼此之间平均值差别 大，若要比较它们的变化性用绝对变率和 标准差不恰当，应当利用相对变率或变差 系数。
5）频率分布 累积频率概念的引入：
一、气象资料（研究对象）
1. 气象要素
大气温度、压力、空气湿度、风向和风速、降水、 云、雾、雷暴、辐射、能见度等
还有土壤、陆面植被、海洋等监测要素
2. 气象监测
全球监测系统
ARGO计划
气象监测意义：
1. 记录天气、气候的实际情况 2. 了解气候的基本状况 3. 分析研究气候变化规律 4. 气候预测 （第一张天气图的诞生）
33施能著气象统计预报气象出版社2009114吴洪宝等著气候变率诊断和预测方法气象出版社201065魏凤英著现代气候统计诊断与预测技术气象出版社20099教学内容教学内容第一章第一章气象资料及其表示方法气象资料及其表示方法第二章第二章气候稳定性检验气候稳定性检验第三章第三章选择最大信息的预报因子选择最大信息的预报因子第四章第四章一元线性回归分析一元线性回归分析第五章第五章多元线性回归分析多元线性回归分析第六章第六章气候趋势分析气候趋势分析第七章第七章主分量分析主分量分析第八章聚类分析1
大数定律
• 大数定律又称大数法则、大数率。 在一个随机事 件中，随着试验次数的增加，事件发生的频率趋 于一个稳定值；同时，在对物理量的测量实践中， 大量测定值的算术平均也具有稳定性。在数理统 计中，根据贝努利定理\辛钦定理：当n很大时， 算术平均值接近数学期望；频率以概率收敛于事 件的概率。
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第一部分
基本要求
考核方式 平时作业+期末笔试 平时作业 期末笔试
平时作业，共三次，占总成绩 平时作业，共三次，占总成绩40%； ； 期末闭卷笔试，占总成绩60%； 期末闭卷笔试，占总成绩 ；
作业的形式
主要以应用和实践形式为主， 主要以应用和实践形式为主，以利于大 家更好的理解和掌握气候统计方法。 家更好的理解和掌握气候统计方法。
•
第五章 气候变化趋势分析
线性倾向估计；滑动平均；累计距 线性倾向估计；滑动平均； 七和九点二次平滑； 平；五、七和九点二次平滑；五点三次 平滑等，变化趋势的显著性检验。 平滑等，变化趋势的显著性检验。
华丽娟
气候统计方法和应用
第二部分
大纲安排
应用知识
• 第六章 气候突变检测
滑动t检验， 检验； 方法， 滑动 检验，Mann-Kendall检验；Pettitt方法， 检验 检验 方法 标准正态归一检验（ ），Buishand 标准正态归一检验（SNHT）， ）， range 检验等。 检验等。
华丽娟
气候统计方法和应用
第一部分
基本要求
必备知识
本课程并不需要同学具有非常强的 数理以及大气科学背景知识； 数理以及大气科学背景知识； 具有较强的大气科学背景的同学将 更有利于接受本课程的内容； 更有利于接受本课程的内容； 具有一定的fortran或者其它计算 具有一定的 或者其它计算 机语言编程能力的同学有助于更好 的应用本课程的相关知识。 的应用本课程的相关知识。
华丽娟 气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
数值模式能否克服大气过程中的不确定？ 数值模式能否克服大气过程中的不确定？ • 即便是数值模式能完全体现大气活动涉 及的相关物理过程， 及的相关物理过程，由于存在动力扰动 混沌）（ ）（Lorenz，1963），我们仍然 ），我们仍然 （混沌）（ ， ）， 无法控制模式结果的正确性； 无法控制模式结果的正确性； • 在目前的数值模式计算，即便是一个微 在目前的数值模式计算， 小的改动（ 小的改动（或者说在两组初始条件非常 接近情况下的数值计算）， ），都有可能造 接近情况下的数值计算），都有可能造 成计算结果远远偏离实际情况（ 成计算结果远远偏离实际情况（两组结 果可能有显著的差异）。 果可能有显著的差异）。
气候统计描述
什么是统计学
• 统计学是在统计实践的基础上，自17世纪 统计学是在统计实践的基础上， 世纪 中叶产生并逐步发展起来的一门学科。 中叶产生并逐步发展起来的一门学科。它 是研究如何测定、收集、整理、 是研究如何测定、收集、整理、归纳和分 析反映客观现象总体数量的数据， 析反映客观现象总体数量的数据，以便给 出正确认识的方法论科学 ；
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
什么是统计学
• 收集和分析数据以得到结论并作出决策的 科学； 科学； • 统计不能完全代替判断； 统计不能完全代替判断； • 统计学关注的问题是“不确定”的，而统 统计学关注的问题是“不确定” 计方法可以估计或者量化这些不确定的问 并作出相应的参考或预测； 题，并作出相应的参考或预测； • 大气运动本身存在很多不确定性，假如这 大气运动本身存在很多不确定性， 些不确定性因素均不存在， 些不确定性因素均不存在，则不存在不准 确的天气预报， 确的天气预报，也不用我们学习气候统计 学的知识。 学的知识。
统计方法
• 譬如从一组数据中，可以摘要并且描述这组 譬如从一组数据中， 数据的集中和离散情形——描述性统计方法； 描述性统计方法； 数据的集中和离散情形 描述性统计方法 • 观测者以数据的形态，建立出一个用以解释 观测者以数据的形态， 其随机性和不确定性的数学模型， 其随机性和不确定性的数学模型，以之来推 论研究中的步骤或数据产生过程——推论统 论研究中的步骤或数据产生过程 推论统 计学； 计学；
华丽娟 气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
数值模式能否克服大气过程中的不确定？ 数值模式能否克服大气过程中的不确定？ • 而大气过程是不可能完全由观测得到的， 而大气过程是不可能完全由观测得到的， 也使得我们不可能给出与真实大气状况 完全一致的初始场； 完全一致的初始场； • 因而对未来大气状况和过程的预报将是 不确定的， 不确定的，概率预报或者说统计方法也 是气候预测不可或缺的工具。 是气候预测不可或缺的工具。
• 第一章 绪论
气候统计诊断的概念； 气候统计诊断的概念；气候统计诊断研究 的内容；气候统计诊断的一般步骤； 的内容；气候统计诊断的一般步骤；典型问题 和概念。 和概念。
•
第二章 基本气候状态的统计量
中心趋势统计量；变化幅度统计量； 中心趋势统计量；变化幅度统计量；分布 特征统计量；相关统计量。 特征统计量；相关统计量。
华丽娟 气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
推论性统计方法 • 推论性统计方法则是由许多方法和程序 组成， 组成，通过运用这些方法和程序理解数 据的产生过程； 据的产生过程； • 通过数据本身探寻其内在的物理含义。 通过数据本身探寻其内在的物理含义。
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
气候统计学的2个分支 气候统计学的 个分支 • 为了更便于了解气候统计学，将其分 为了更便于了解气候统计学， 为2支，即描述性统计方法 支 （descriptive statistics）和推论性 ） 统计方法（ 统计方法（inferential statistics）。 ）。
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
描述性统计方法 • 描述性统计方法意即对数据的组织以及 概括； 概括；
♦ 大气科学中既包括观测资料（地面、高空、 大气科学中既包括观测资料（地面、高空、
雷达、卫星资料等等），还包括模式模拟 雷达、卫星资料等等），还包括模式模拟 ）， 结果以及再分析资料等； 结果以及再分析资料等； ♦ 如何从大量的数据中有效的提取基本信息？ 如何从大量的数据中有效的提取基本信息？ ♦ 描述性统计方法并不是简单的数字游戏， 描述性统计方法并不是简单的数字游戏， 而是如何从中提取我们感兴趣的自然现象 的信息。 的信息。
华丽娟 气候统计方法和应用
第一部分
基本要求
参考书目
其它参考书： 其它参考书： Von Storch H., Zwiers F. W., Statistical analysis in climate research, Cambridge University Press, 1999 吴洪宝，吴蕾， 吴洪宝，吴蕾，《气候变率诊断和预测 方法》 气象出版社，北京， 方法》，气象出版社，北京，2005 么枕生，丁裕国， 气候统计》 么枕生，丁裕国，《气候统计》，气象 出版社，北京， 出版社，北京，1990
•
第七章 气候序列中振荡信号的时空特征 的提取
功率谱，最大熵谱，多通道奇异谱分析， 功率谱，最大熵谱，多通道奇异谱分析， MTM-SVD方法。 方法。
经验正交函数分解，旋转经验正交函数分解。 经验正交函数分解，旋转经验正交函数分解。
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
大气运动的不确定性
• 如果大气过程是定常的、周期性的，那么我们 如果大气过程是定常的、周期性的， 可以很容易以数学形式来描述这些过程， 可以很容易以数学形式来描述这些过程，天气 预报也会变得更加的容易， 预报也会变得更加的容易，气象学就失去了魅 力； • 当然，大气的变化在很大程度上是不确定的， 当然，大气的变化在很大程度上是不确定的， 无规律的， 无规律的，这促使我们大量的收集和分析各种 气象要素数据来寻找它的变化规律。 气象要素数据来寻找它的变化规律。 • 气候是一种受到多种因素影响的动力系统，如 气候是一种受到多种因素影响的动力系统， 果我们能精确知道影响气候变化的动力过程， 果我们能精确知道影响气候变化的动力过程， 我们将不需要统计，但我们不能； 我们将不需要统计，但我们不能；
华丽娟 气候统计方法和应用
第一部分
基本要求
课后要求
本课程要求会利用计算机程序处理 气候或者地球科学中的相关问题； 气候或者地球科学中的相关问题； 但本课程不会占用课堂时间进行上 机实践， 机实践，因此要求大家利用课后时 间进行上机实习。 间进行上机实习。
华丽娟
气候统计方法和应用
第二部分
大纲安排
基础知识
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
气候统计方法有存在的必要吗？ 气候统计方法有存在的必要吗？
• 数值模式的快速发展和日臻成熟： 数值模式的快速发展和日臻成熟：
– 业务预报中的广泛应用； 业务预报中的广泛应用； – 科学研究中的大量应用； 科学研究中的大量应用；
• 气候统计方法还有生命力吗？ 气候统计方法还有生命力吗？
•
第三章 基本气候状态的统计检验
统计检验概述；气候稳定性检验； 统计检验概述；气候稳定性检验；相关性 检验；分布的统计检验。 检验；分布的统计检验。
华丽娟 气候统计方法和应用
第二部分
大纲安排
应用知识 • 第四章 回归分析
一元线性回归；多元线性回归； 一元线性回归；多元线性回归；逐 步回归；回归分析在气象中的应用。 步回归；回归分析在气象中的应用。
华丽娟
气候统计方法和应用
第三部分
气候统计描述
数值模式能否克服大气过程中的不确定？ 数值模式能否克服大气过程中的不确定？ • 回答是否定，原因是： 回答是否定，原因是：
♥ 即便模式本身足够好，使大气运动的预报 即便模式本身足够好，
演变为纯粹的初值问题， 演变为纯粹的初值问题，我们仍然无法得 到完全精确的初始场； 到完全精确的初始场； ♥ 大气模式是对真实大气过程的相当程度的 逼近， 逼近，并不能完全代表控制大气活动的整 个物理过程； 个物理过程； ♥ 尤其是对于小尺度扰动，大气模式无法给 尤其是对于小尺度扰动， 出这些小扰动代表的物理过程。 出这些小扰动代表的物理过程。