統計氣候學

統計氣候學

統計氣候學是氣候學的一個分支,通過審查、訂正、整理和分析氣象資料,推斷未來氣候狀況,探討氣候指標,揭示氣候規律和特徵。

在目前對物理原因和形成機制還不清楚或難以弄清的情況下,採用氣候統計學的方法進行統計分析和預測研究還是比較切實可行或行之有效的。隨著電子計算機的普通使用,統計學氣侯正在迅速發展。

基本介紹

  • 中文名:統計氣候學
  • 外文名:Statistical climatology
  • 學科氣候學
  • 功能:揭示氣候規律和特徵
定義,內容,氣候統計學,影響與作用,

定義

統計氣候學是氣候學的一個重要分支。用機率論與數理統計學的方法分析、推斷和預測氣候及其變化的學科。由於氣侯現象的複雜性和隨機性,在目前對物理原因和形成機制還不清楚或難以弄清的情況下,採用氣候統計學的方法進行統計分析和預測研究還是比較切實可行或行之有效的。隨著電子計算機的普通使用,氣侯統計學正在迅速發展。
統計氣侯學是集中每天的觀測值、求出月的合計值、平均值,再求得年的合計值、平均值。還可以集中一個月或者一年的每天的值,求出現頻率和中值、極值等,或者可以求平均值的標準偏差、平均值、標準偏差、頻率分布、絕對值等等,可以通過統計處理所有的資料求得。此外,通過相關係數和因子分析求氣侯要素與氣侯因子的關係或是通過統計找出氣侯要素的變動特徵,都必須藉助於統計學。例如,最近,通過主成分分析,研究了日本附近夏季的氣溫分布的特徵。用這種方法來研究氣侯,並通過其統計值來表現氣候的科學稱為統計氣侯學。

內容

統計氣候學主要包括3個方面。
①審查大量氣象資料,對不符合要求者予以訂正。
②根據科學研究和生產部門的要求,套用機率論和數理統計方法,整理和分析資料,找出所反映的客觀規律。
③用數理統計方法,判斷現有氣候規律的準確性,或推斷未來氣候規律。隨著電子計算機的普及,氣候統計工作避免了大量的繁瑣手工勞動,使統計氣候學的理論和方法得到普遍推廣和套用。
天氣或氣候記錄序列的轉折特徵是一切預報問題最為關心的癥結之一。氣候統計分析是氣候感性認識的數值化方法,預報應以分析規律為基礎,因此,研究記錄序列的轉折特徵具有重要價值。
對於研究氣候變化來說,統計學方法大致可分為兩個方面:一是描述觀測記錄的整體特徵,又稱描述法;二是藉助於某種具有統計參數的數學模式從大量觀測資料(符合該模型)中提取那些反映氣候變化信號的統計特徵,又稱解析法。前者包括計算平均氣候狀態、氣候變率、偏度、峰度、極值機率或相關係數等統計特徵量;後者則根據氣候資料性質及研究目的,建立與歷史資料相吻合的描述氣候變化的適當的統計模型(數學模式)。

氣候統計學

氣候統計學是研究氣候資料統計原理和氣候統計技術的學科。氣候方法學的一個分支。研究內容包括:常規氣候統計、專業氣候統計、氣候統計的使用技術和處理設備利用不同的統計方法,對不同的氣候資科進行組合,可得出具有不同意義、為不同專業所需的氣候信息。統計技術和處理設備的進展.使氣候統計工作可以高效可靠快速完成,氣候統計學是統計氣候學的基礎。
氣候統計是研究天氣、氣候變化規律的有力工具。氣候統計分析在上世紀九十年代已成為現代氣候統計問題的主攻方向。研究這種重要而複雜的氣候變化的有力工具就是氣候統計理論與方法。氣候統計的基礎是數理統計學。
在統計氣候學中,通常所研究的各種問題多為用分布函式或頻數函式去描述和比較氣候記錄的機率結構或分布特徵,進而估計其未知參數值。

影響與作用

(1) 從本質上說,氣候的變化既有確定性的一面,更有不確定性的一面。實踐證明。氣候在很大程度上具有機率性。因此,從這個意義上說,在天氣氣候研究的各個領域中.統計氣候學方法具有不可替代的重要作用。從實踐中看,歷來許多重要氣候觀測事實的揭示往往都是通過統計學方法。
(2)氣候診斷就是根據氣候觀測資料或試驗結果(即模擬試驗),對氣候變化和氣候異常的程度、特徵及其原因進行定量分析判斷.從而歸納總結出氣候變化和異常的規律及成因機制。早期的診斷工具就是統計學方法,即便是近代氣候,最早也都利用統計學方法對大氣環流作出診斷。當然,由於近十多年來大氣科學的發展,現代氣候診斷已不僅僅藉助於統計學方法,還有其它方法(如數值模擬,物理氣候的方法等)。不過到目前為止,統計方法仍然是其最主要工具。在診斷的基礎上,研究建立氣候預測的方案、方法或模式,就可實現氣候預報,關於後者,目前統計方法仍略占優勢。
雖然目前有許多方法(如數值模擬,物理氣候學等)可供氣候預報和研究,但比較而言,統計氣候學方法,具有極其重要的作用和顯著的優點。
(3)
氣候記錄一般總是按時間序列的形式,分布於全球或區域的大量格線點或測站上,形成在時空域上浩如煙海的龐大氣候資料集。從理論上說,它們僅僅是這個在時空域上具有多維的隨機變數集中的一組抽樣。而這個有限的資料集中所蘊涵的種種氣候變化信號必然被各種“噪音”所混譜。統計學本身就是從大量觀測現象中找出其本質規律的一種科學方法。因此,若想從中分析歸納氣候變化規律,判斷其成因或據以預測未來的氣候變化,除了套用統計學理論與方法,結台氣候學的特殊情況建立各種適當的統計模型外,目前為止沒有更好的辦法。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們