1气象资料及其表示分解.ppt

复习思考题 理解并掌握统计量平均值、距平、标准差、协方差的概念，特别是其在气象上的意义。 思考如何求出北半球1980-1989年10年逐月850hPa纬向风场的气候场、异常场和均方差场。？ 理解总体、样本、频率分布、累计频率、分布函量、频率表与分布列、资料矩阵、均值向量等的概念。 何谓中心化、标准化、正态化，做这样资料处理的必要性为何?如何处理？ 如何整理区域资料。  1、资料介绍 500hPa高度场，资料文件名h500.dat； 范围：60~150E，0~40N； 时段：1982.1~1985.12共48个月； 分辨率：2.5*2.5； 格点数：37*17。 实习一 求500hPa高度场的气候场、 距平场和均方差场 2．要求 编写fortran程序，求500hPa高度场的 （1）气候场（2）距平场（3）均方差场。 并能用Grads做出图形。 H500.For给出了如何用fortran读取资料h500.dat. 上述要求也可以在GrADS中编程实现 近100年北半球海平面气压场的方差分布图 图中是否会有负值？ 图中高，低值分别表示什么意思？ 资料的标准化处理 Why standardized? 在气象要素中，各个要素的单位不一样，平均值及方差也不同。为使它们能在同一水平上进行比较，采用标准化办法，使它们变成同一水平的无单位(量纲)的变量----标准化变量。 在气候诊断分析中，也常对资料进行标准化处理,得到标准化序列来代替气候变量本身的观测数据。 气象变量xi，样本容量为n， 为平均值，方差是s2，标准化后变量为xzi，平均值为 ，方差为 任何气候变量序列经过标准化处理后，都可以化为平均值为0、方差为1的序列 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； 2）标准化处理后，变量的值一般在（-3～3）之间，绘图方便；变量值不在（-3～3）之间的概率仅为0.0027。 3）一般距平达到或者大于2倍均方差概率不到5%，（确定旱涝年）。 4）可以检查资料的可靠性和正确性。 3、变率和变差系数 1）意义： 说明变量值变化的大小。 2）变率： 绝对变率：距平绝对值的平均。 相对变率：绝对变率与平均值之比（百分比）。 3）变差系数： 标准差与平均值之比（%），表示变量的相对变化。 注意： 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。 ★累积频率是反映分布形态统计量的一个指标。 概念的引入： t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均值 均方差 x -6 -5 -4 -3 -2 0 0 1 2 4 6 7 0 4.04 y -8 -5 0 0 0 0 0 0 0 0 3.15 9.85 0 4.04 平均值和均方差相同，但取值很大区别，为区别其特征，需引入新的统计量------累积频率。 ★累积频率(样本特征)----有限样本的统计 累积频率的定义：变量小于某上限值的次数 与总次数之比。 上限 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 X的累积频率 0 0 0 1/12 2/12 3/12 4/12 5/12 Y的累积频率 0 1/12 1/12 1/12 2/12 2/12 2/12 2/12 t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均值 均方差 x -6 -5 -4 -3 -2 0 0 1 2 4 6 7 0 4.04 y -8 -5 0 0 0 0 0 0 0 0 3.15 9.85 0 4.04 上限 0 1 2 3 4 6 7 10 X的累积频率 5/12 7/12 8/12 9/12 9/12 10/12 11/12 12/12 Y的累积频率 2/12 10/12 10/12 10/12 11/12 11/12 11/12 12/12 上限 分布函量:无限总体中的累积频率。 为概率密度函数,其常见的函数形式为 正态分布: 上限 μ和σ为变量ξ的总体平均值（数学期望）和均方差 对于气温、气压及降水量等气象要素，观测值在正、负无穷之间，这种类型要素可看成为连续型随机变量。 气象中一些气象要素,如冰雹、晕、雾等天气现象，气象资料中仅记录为“有”或“无”可用“1”或“0”二值数字化表征，这类变量可看成离散型随机变量。其中云量，常用1～10来分级也属于这一类型。 状态资料及其统计特征： 状态资料：表征气象要素的各种状态，观测结果无法用数据表示。 如雾、冰雹、霜