气候统计

气候学一个分支

气候统计是气候学一个分支。对气象资料进行审查、订正，并利用数理统计方法整理和分析资料，求出各项气候指标，研究气候形成规律和特征的学科。气候统计能广泛地为国民经济各部门提供必要的气候资料。

目的与任务

气候统计是研究天气、气候变化规律的有力工具。气候资料的统计分析成果既是研究大气运动的数据基础，又是农林、水利、交通、航空、建筑以及医疗卫生等部门生产、规划、服务和设计所必须参考的自然环境依据。

气候统计的任务是：

(1) 推求各种气候指标的统计估值，以便描述气候特征，分析气候演变的客观规律；

(2) 运用实验分布函数或推导理论分布函数分析各地气候的客观规律；

(3) 处理记录、订正资料，以便取得更可靠的数据，正确反映气候的特征。

主要内容

气候统计，主要包括气温、降水、风以及其他气候要素的统计，以及多个气候要素的联合统计，气候分区与区域的统计，气候要素的时域和频域统计，气候要素的马尔科夫链统计以及气候记录的审查与订正。

研究某地的气候，必须实事求是地对多年的气象观测资料进行整理，才能得出气候的特点及其变化的规律来。整理气候资料，首先要对收集到的资料进行选择，加以必要的订正，再用统计学的方法进行统计，并对统计结果进行分析，最后编写成各种说明气候情况的材料。整理气候资料，最主要的任务就是对各气候要素作出基本的数量的分析。也就是说，运用统计方法，从大量的历史气象资料中找出能够反映气候特征的数值——气候指标。利用气候指标，一方面可以从数量的概念上来说明各地的气候特征，另一方面，还便于对各地的气候情况进行比较。

常用气候统计项目

1．平均值

统计各要素的平均值，就可以表明气候的一般情况。所以平均值就成为一个常用的气候统计值。平均值的统计方法有算术平均值和滑动平均值两种。

（1）算术平均值

先将某个气候要素的数值(,,,..,)，逐时或逐日(或逐候、逐句、逐月、逐年)地相加，再除以相加的次数(n)，就可以得到该气候要素在一日(或一月、一年、多年)的算术平均值。以式表示为：

（2）滑动平均值

在研究气候长期变化时，常采用十年滑动平均值来观察某一气候要素的演变情况。以上海降水为例，上海自1873年开始就有观测记录，将起始年(1873年)到第十年(1882年)的降水取平均值，再计算第二年(1874年)到第十一年(1883年)的平均值，这样依次类推，将所有的十年平均值都求出来，就可得出上海近百年来的降水的十年滑动平均值。滑动平均值可以滤去气象资料中的一些短期不规则变化，从而可以找出气象要素的较长时间的变化规律，用以研究气候的变化趋势和变化周期。

2．众数

众数指某气象要素的一列数值中出现次数最多的一个数，它能代表大多数情况。众数一般是在求算术平坶值已没有代表意义，而又要知道出现次数最多的数值时应用。例如，风向，求其平均值就没有代表意义，不能说北风(0°)与南风(180°)的平均值是东风(90°)，但却需要知道该地某一时间内出现最多的风向是什么。如右表为北京某年1月份风向出现次数，由表可以看出北风出现次数最多，达140次，因此，北风为北京1月份风向的众数。

3．中位数

将某个气象要素观测所得的数值，按大小顺序排列起来，如这一组数列为奇数，则居中的数值就是中位数。如果数列为偶数，则取中间两个数的算术平均值，作为中位数。‘它也是当某一气候要素(例如，干燥地区的雨量)的平均值失掉其实际意义时采用。

4．极端值

为了了解气象要素的变化情况，有必要统计它们在一定时期内的最大值和最小值，这两个值称为极端值。极端值又可分为绝对极端值和平均极端值两种。绝对极端值是指某要素在所统计的时期内的最大值或最小值。平均极端值则是指各段时间内的绝对极端值的平均数。

5．较差

同一时期内最大值和最小值之差，称为较差，或称为振幅。绝对最大值和绝对最小值之差，称为绝对较差，或称为绝对振幅。绝对较差表示所统计的时期内某个气象要素的可能变动范围。例如，某地多年的绝对最高气温和绝对最低气温分别为41．2℃和～10.5℃，则说明该地可能出现的气温值的变化范围达51.7℃。平均最大值和平均最小值之差，称为平均较差，或称为平均振幅。平均较差表示在所统计的时期内气象要素的一般变动范围。例如，某地多年的平均最高气温和平均最低气温分别为21.1℃和12.2℃，则说明该地最常出现的气温值的变化范围只有8.9℃。

6．频率

频率指某个气象要素(或某个气象要素值)在某段时期内出现的次数与观测总次数的百分比。例如，某地某年六月份30天中，19时出现雷暴达9次，故

该月19时雷暴的出现频率=

7．保证率

保证率指某个气象要素值小于(或大于)某一数值的可靠程度。通常以某个气象要素在长时期内小于(或大于)某一数值的频率(累积频率)来表示这种可靠程度，如右表。

8．距平和平均距平

将某年的气象要素值减去该气象要素多年平均值便可求出该年的距平。距平可正，可负。正距平说明该年的气象要素高于多年的平均值，负距平说明该年的气象要素值低于多年的平均值。如果要表示多年气象要素值平均的变动情况，则需要计算平均距平。方法是将各年的距平（取绝对值）相加，再以相加的年数来除，得到平均距平（又称平均变率）。由于气候要素值的变动可能高于或低于多年的平均值，故平均距平的数值前要加正号、负号。平均距平越大，说明气象要素变动越大，反之说明变动越小。

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