气象统计方法第六章气候趋势分析资料.ppt

1）根据拉萨站夏季气温资料，利用气候趋势三种分析方法判断该地区气温随时间的变化情况。2）对上述序列进行五点二次平滑并作图（包括原始序列和滑动平均序列） 作业 -50% -40% -30% -20% -10% 0 10% 20% 30% 40% 50% 全球年降水量的变化趋势（1900－2000年） 气象统计方法主讲：温娜， 主要参考南京信息工程大学大气科学学院李丽平老师课件 气象统计方法主讲：温娜 本章主要参考南信大李丽平老师课件 拉萨站冬季气温的异常（1958-2007） 对样本量为n、预报量y与预报因子x(时间变量)的一组样本，如果认为y与x是一种统计线性关系，预报量的估计量与x有如下关系： 1，回归系数b 回归系数b表示了变量y的趋势倾向。b符号 为正，说明变量随时间t的增加呈上升趋势，反 之则为下降趋势，b值的大小反应了上升和下降 的速率，即倾向程度。 2，相关系数r 变量与时间的相关系数表示变量y随时间变 化程度。要判断变化趋势的程度是否显著，就要 对相关系数进行显著性检验。 举 例 1 举 例 2 第二节 累积距平 一、方法概述 累积距平也是一种常用的、由曲线直观判断 变化趋势的方法。对于序列x,其某一时刻t的累 积距平表示为： 其中， 二、计算步骤 （1）计算出x的均值； （2）根据上式逐一计算出各个时刻的 累积距平值。 注意：最后一个累积距平值为0(相当于全部距平的和，当然为0)。 三、计算结果分析 1）累积距平曲线呈上升趋势，表示距平值增加(正距平为主)； 2）呈下降趋势，表示距平值减小(负距平为主) ； 3）从曲线明显的上下起伏，可以判断其长期显著的的演变趋势及持续性变化，甚至还可以判断出发生突变的大致时间。从曲线小的波动可以考察其短期的距平值变化。 b 西风漂流区的年平均海温距平(实线) 和累积曲线(虚线) ;c 赤道太平洋区年平均海温距平(实线) 和累积曲线(虚线). 图1b 1976 年是个明显的转折点, 在这之前累积曲线基本上呈上升趋势, 海温以正距平主, 这之后累积曲线呈下降趋势, 海温以负距平为主。1951- 1975 年平均海温距平为0.2℃, 而1977- 1993 年平均海温距平为-0.28℃。这就是说西风漂流区年平均海温从1951- 1975 年至1977- 1993 年下降了0.48℃。 图1c 1981 年是个明显的转折点, 在这之前累积曲线呈下降趋势, 海温以负距平为主, 这之后累积曲线呈上升趋势, 海温以正距平为主。1951- 1980 年平均海温距平为-0.08℃, 1982- 1993 年为0.21℃, 赤道太平洋年平均海温1981 年后比1981 年前增加了0.29℃。 第三节 滑动平均（wei47） 一、方法概述 滑动平均是趋势拟合技术最基础的方法， 它相当于低通滤波器。用确定时间序列的平滑 值来显示变化趋势。 对样本量为n的序列x，其滑动平均序列 为： 其中，k为滑动长度，k最好取奇数，以使平 均值可以加到时间序列中项的时间坐标上。 二、计算步骤 n个数据可以得到n-k+1的平滑值。先 用前k个数据求和，得到一个数字，然后依 次用这个数字减去平均时段的第一个数 字，并加上第k+1个数据，再用求出的值除 以k，循环这样的过程计算出第2个到第n- k+1个平滑值。第一个平滑值就是前k个数 据的平均值。 三、计算结果分析 主要从滑动平均序列曲线图来诊断其变化趋势。例如：看其演变趋势有几次明显的波动，是呈上升还是下降趋势。 三、五、七和九点二次平滑 一、方法概述 对时间序列做三点二次、五点二次、七点二次和九点二次平滑，与滑动平均一样，也起到低通滤波的作用，以展示出变化趋势。 优点：可以克服滑动平均削弱过多波幅的缺点。