统计气候学

气候学的一个分支

统计气候学(Statistical climatology)是气候学的一个分支，通过审查、订正、整理和分析气象资料，推断未来气候状况，探讨气候指标，揭示气候规律和特征。

定义

统计气候学是气候学的一个重要分支。用概率论与数理统计学的方法分析、推断和预测气候及其变化的学科。由于气侯现象的复杂性和随机性，在对物理原因和形成机制还不清楚或难以弄清的情况下，采用气候统计学的方法进行统计分析和预测研究还是比较切实可行或行之有效的。随着电子计算机的普通使用，气侯统计学正在迅速发展。

统计气侯学是集中每天的观测值、求出月的合计值、平均值，再求得年的合计值、平均值。还可以集中一个月或者一年的每天的值，求出现频率和中值、极值等，或者可以求平均值的标准偏差、平均值、标准偏差、频率分布、绝对值等等，可以通过统计处理所有的资料求得。此外，通过相关系数和因子分析求气侯要素与气侯因子的关系或是通过统计找出气侯要素的变动特征，都必须借助于统计学。例如，最近，通过主成分分析，研究了日本附近夏季的气温分布的特征。用这种方法来研究气侯，并通过其统计值来表现气候的科学称为统计气侯学。

内容

统计气候学主要包括3个方面。

①审查大量气象资料，对不符合要求者予以订正。

②根据科学研究和生产部门的要求，应用概率论和数理统计方法，整理和分析资料，找出所反映的客观规律。

③用数理统计方法，判断现有气候规律的准确性，或推断未来气候规律。随着电子计算机的普及，气候统计工作避免了大量的繁琐手工劳动，使统计气候学的理论和方法得到普遍推广和应用。

天气或气候记录序列的转折特征是一切预报问题最为关心的症结之一。气候统计分析是气候感性认识的数值化方法，预报应以分析规律为基础，因此，研究记录序列的转折特征具有重要价值。

对于研究气候变化来说，统计学方法大致可分为两个方面：一是描述观测记录的整体特征，又称描述法；二是借助于某种具有统计参数的数学模式从大量观测资料(符合该模型)中提取那些反映气候变化信号的统计特征，又称解析法。前者包括计算平均气候状态、气候变率、偏度、峰度、极值概率或相关系数等统计特征量；后者则根据气候资料性质及研究目的，建立与历史资料相吻合的描述气候变化的适当的统计模型(数学模式)。

气候统计学

气候统计学是研究气候资料统计原理和气候统计技术的学科。气候方法学的一个分支。研究内容包括：常规气候统计、专业气候统计、气候统计的使用技术和处理设备利用不同的统计方法，对不同的气候资科进行组合，可得出具有不同意义、为不同专业所需的气候信息。统计技术和处理设备的进展．使气候统计工作可以高效可靠快速完成，气候统计学是统计气候学的基础。

气候统计是研究天气、气候变化规律的有力工具。气候统计分析在上世纪九十年代已成为现代气候统计问题的主攻方向。研究这种重要而复杂的气候变化的有力工具就是气候统计理论与方法。气候统计的基础是数理统计学。

在统计气候学中，通常所研究的各种问题多为用分布函数或频数函数去描述和比较气候记录的概率结构或分布特征，进而估计其未知参数值。

影响与作用

（1）从本质上说，气候的变化既有确定性的一面，更有不确定性的一面。实践证明。气候在很大程度上具有概率性。因此，从这个意义上说，在天气气候研究的各个领域中．统计气候学方法具有不可替代的重要作用。从实践中看，历来许多重要气候观测事实的揭示往往都是通过统计学方法。

（2）气候诊断就是根据气候观测资料或试验结果(即模拟试验)，对气候变化和气候异常的程度、特征及其原因进行定量分析判断．从而归纳总结出气候变化和异常的规律及成因机制。早期的诊断工具就是统计学方法，即便是近代气候，最早也都利用统计学方法对大气环流作出诊断。当然，由于近十多年来大气科学的发展，现代气候诊断已不仅仅借助于统计学方法，还有其它方法(如数值模拟，物理气候的方法等)。不过统计方法仍然是其最主要工具。在诊断的基础上，研究建立气候预测的方案、方法或模式，就可实现气候预报，关于后者，统计方法仍略占优势。

虽然有许多方法(如数值模拟，物理气候学等)可供气候预报和研究，但比较而言，统计气候学方法，具有极其重要的作用和显著的优点。

（3）

气候记录一般总是按时间序列的形式，分布于全球或区域的大量网格点或测站上，形成在时空域上浩如烟海的庞大气候资料集。从理论上说，它们仅仅是这个在时空域上具有多维的随机变量集中的一组抽样。而这个有限的资料集中所蕴涵的种种气候变化信号必然被各种“噪音”所混谱。统计学本身就是从大量观测现象中找出其本质规律的一种科学方法。因此，若想从中分析归纳气候变化规律，判断其成因或据以预测未来的气候变化，除了应用统计学理论与方法，结台气候学的特殊情况建立各种适当的统计模型外，没有更好的办法。

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