气象统计方法-第六章-气候趋势分析解析.ppt

《气象统计方法-第六章-气候趋势分析解析.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、气象统计方法主讲：温娜南京信息工程大学大气科学学院2014年9月本课件主要参考南信大李丽平老师的课件第六章气候变化趋势分析1.1861年以来，全球的气温变化趋势如何？2.找出20世纪气温增幅最大的两个时期。可能的影响健康天气原因的死亡现象传染病自然灾害频率地理分布强度水资源水量水质用水竞争海岸带沿岸侵蚀沿岸土地淹没沿岸城乡保护的成本自然生态区物种和栖息地的丧失农业作物产量灌溉用水的需求变化气候变化气温降水海平面上升气候变化的影响2008年春节前后中国雪灾2009年11月11日大雪（太原/石家庄）2009年11月10日湖北冰雹十级大风渔民吓得

2、腿软2010年西南干旱挖地八天找水这是2006年2月,德国南部部分地区遭遇暴风雪天气。据当地气象学家称，这是德国南部近十年来遭遇的最强降雪。这是2006年2月23日，距菲律宾首都马尼拉东南675公里的吉恩萨贡村2月17日被暴雨引发的泥石流袭击，造成上千人丧生。这是2006年5月10日，一名男子在喷泉中享受清凉。当日，巴基斯坦部分地区最高温度达到49摄氏度。2006年7月18日，一名青年跳入英国的泰晤士河游泳。7月，英国出现了据称是近百年来的最高气温。2006年7月23日，在法国东南部的里昂，一只猴子端起瓶子喝水。在今年热浪袭击期间，法国共有

3、112人直接死于高温2006年7月19日，在德国东部的一片麦田中，一位农民手捧受到高温干旱影响而颗粒干瘪的麦穗。气候变暖，雪线升高，气候变冷，雪线下降。第一节线性倾向估计基本概念：---气候时间序列：随时间变化的一列气候数据。如年降水总量序列、月海表温度序列、季平均气温序列等。---气候序列的基本特点：1）数据取值随时间变化；2）每一时刻取值的随机性；3）前后时刻数据之间存在相关性、持续性；4）序列整体有上升或下降趋势，呈周期振荡5）某一时刻数据取值出现转折或突变。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

4、(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）

5、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1b1976年是个明显的转折点,在这之前累积曲线基本上呈上升

6、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1c1981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

7、）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

8、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