氣候統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)介

本詞條由“科普中國(guó)”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 。

氣候統(tǒng)計(jì)是氣候?qū)W一個(gè)分支。對(duì)氣象資料進(jìn)行審查、訂正，并利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法整理和分析資料，求出各項(xiàng)氣候指標(biāo)，研究氣候形成規(guī)律和特征的學(xué)科。氣候統(tǒng)計(jì)能廣泛地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門提供必要的氣候資料。

中文名稱

氣候統(tǒng)計(jì)

英文名稱

climatic statistics

定　　義

氣候分析中進(jìn)行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及采用的統(tǒng)計(jì)方法。

應(yīng)用學(xué)科

大氣科學(xué)（一級(jí)學(xué)科），氣候?qū)W（二級(jí)學(xué)科）

氣候統(tǒng)計(jì)量通常要求有較長(zhǎng)年代的記錄，以便使所得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較穩(wěn)定，一般取連續(xù)30年以上的記錄即可。為了對(duì)某區(qū)域或全球范圍的氣候進(jìn)行分析比較，必須采用相同年份或相同年代的資料。為此，世界氣象組織曾先后建議把1901～1930年和1931～1960年兩段各30年的記錄，作為全世界統(tǒng)一的資料統(tǒng)計(jì)年代。在一些氣候變化不大的地區(qū)，或?qū)τ谝恍┠觌H間變化較小的要素，其連續(xù)10年以上的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，也具有一定的代表性。

氣候資料的基本統(tǒng)計(jì)平均值

是基本氣候資料中最常用的統(tǒng)計(jì)量。必須統(tǒng)計(jì)平均值的氣象要素，有氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)速和云量等。日平均值是一晝夜的 24次、8次或 4次觀測(cè)值的平均數(shù)據(jù)。候平均值、旬平均值和月平均值，分別為每 5天、10天和30天（或31天）中的日平均值的平均數(shù)據(jù)。年平均值則為一年12個(gè)月的月平均值平均所得的數(shù)據(jù)。多年平均值為某要素逐年同期的平均值，在相當(dāng)長(zhǎng)（至少連續(xù)30年）的時(shí)期內(nèi)平均所得的數(shù)據(jù)。為了解氣候的變化或某氣象要素的變化，還常用距平值。它是一系列數(shù)值中的個(gè)別值與平均值之差。個(gè)別值大于平均值者稱正距平，小于平均值者稱負(fù)距平。主要有對(duì)多年平均值的偏差、氣候要素在某一特定地點(diǎn)的數(shù)值與該要素在該地所在緯圈的平均值之差等。

氣候資料的基本統(tǒng)計(jì)總量

是某氣象要素觀測(cè)值在一定時(shí)段內(nèi)的累積量。如：某年7月的月降水量，就是該年 7月1～31日所有各日降水量的總和；某年的年降水量則為該年 1～12月各月降水量的總和。統(tǒng)計(jì)總量的要素有：降水量、日照時(shí)數(shù)、蒸發(fā)量和輻射量等。

某氣象要素自有觀測(cè)記錄以來的極端數(shù)值或在某特定時(shí)段的極端數(shù)值。實(shí)際應(yīng)用的有平均極值、極端極值和一定保證率的極值等三種。平均極值是指對(duì)每天觀測(cè)到的某項(xiàng)極值(如最低溫度)進(jìn)行旬、月、年和多年平均的結(jié)果。如北京在1951～1970年的20年間,7月平均最高氣溫為31.1°C，1月平均最低氣溫為-10.0°C。極端極值是從某要素在某時(shí)段的全部極值觀測(cè)記錄中挑選出的最極端的數(shù)值（表1）。如北京在1951～1970年的20年中，極端最高氣溫曾達(dá)到40.6°C（1961年6月10日）,極端最低氣溫為-27.4°C（1966年2月22日）。

氣候資料中的極端極值同統(tǒng)計(jì)的時(shí)段（候、旬、月、年）和記錄的年代有關(guān)，時(shí)段和記錄的年代不同，極端極值就可能不同。

在解決許多實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)時(shí),往往不取極端極值,而取某種保證率的極值,如取30年（或50年、100年甚至更長(zhǎng)時(shí)段）一遇的極值。這種極值是根據(jù)一定時(shí)間的實(shí)測(cè)資料，按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)極值頻數(shù)分配理論計(jì)算出來的。

將某氣象要素的全部觀測(cè)序列，按數(shù)值大小分成若干組，各組中所含的次數(shù)稱為頻數(shù)；各組的頻數(shù)所占總次數(shù)（即各組頻數(shù)的總和）的百分比即稱為頻率。將頻率按一定順序逐個(gè)累加的結(jié)果，稱為累積頻率。

為表示某地在一定時(shí)間內(nèi)的風(fēng)向和風(fēng)速的頻率，常用形似玫瑰花朵的風(fēng)玫瑰圖。風(fēng)向一般用 8個(gè)方位或16個(gè)方位表示。風(fēng)向風(fēng)玫瑰的模量，表示各風(fēng)向的頻率。頻率最高，表示該風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)最多（圖1）。風(fēng)玫瑰圖通常有年、季和月等多種，也有按特定風(fēng)速繪制的風(fēng)玫瑰，如大于10.0米/秒或小于3.0米/秒的風(fēng)向風(fēng)玫瑰等。風(fēng)玫瑰圖可供城市規(guī)劃、 港口和機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)、工廠建筑設(shè)計(jì)以及氣候研究等方面使用。

表示氣象要素觀測(cè)資料序列變動(dòng)程度的數(shù)量。氣候?qū)W中一般用相對(duì)平均差()表示變率,即：

式中為各觀測(cè)值序列,塣 為多年平均值，為序列樣本數(shù)。在氣候?qū)W中，將上式的分子部分，即距平絕對(duì)值的平均稱為平均絕對(duì)變率,為以百分率表示的相對(duì)平均差，稱為平均相對(duì)變率，或簡(jiǎn)稱變率。

變率的大小表示該要素年際間變化的程度。降水變率是使用較廣的一種統(tǒng)計(jì)量，常用來比較不同地區(qū)降水的多年變化特征和旱澇特征。例如，開羅和仰光兩地降水量的年平均絕對(duì)變率雖然都是17毫米，但是年平均降水量卻分別為 34毫米和 2540毫米，所以開羅年降水量的平均相對(duì)變率為17/34=50%，而仰光則為17/2540=0.68%。這表明開羅年降水量的年際間變化很大；而仰光則很小，年降水量相當(dāng)穩(wěn)定。中國(guó)大部分地區(qū)的降水變率都比較大（表2）。

極端氣候的氣候指標(biāo)有：極端溫度、極端降水及其他指標(biāo)。

極端氣候極端溫度

極端溫度是指一天中觀測(cè)到的氣溫最高或最低值超過一定界限的情況。其統(tǒng)計(jì)方法如下：

對(duì)一年中各月的每日觀測(cè)項(xiàng)目中的最高溫度和最低溫度(逐日)，統(tǒng)計(jì)其最高和最低溫度的平均值就得到各月平均最高溫度和最低溫度。

從一年的各月逐日觀測(cè)項(xiàng)目中的最高溫度和最低溫度中挑出最大值和最小值即得到各月的絕對(duì)最高溫度或絕對(duì)最低溫度并記下其出現(xiàn)日期即得到絕對(duì)最高溫度或絕對(duì)最低溫度及其出現(xiàn)日期。因此，絕對(duì)最高溫度或絕對(duì)最低溫度，是指某一日、一月或一年中所僅僅發(fā)生的最高溫度、最低溫度。

年平均最高溫度和最低溫度，一般是指一年中最熱月或最冷月的平均最高和最低溫度。也有人統(tǒng)計(jì)其相應(yīng)的平均溫度。在歷年的各月絕對(duì)最高溫度或絕對(duì)最低溫度及出現(xiàn)日期中，選出最大和最小值即作為極端最高(低)氣溫與其出現(xiàn)日期(年份日期)以同樣的方法，對(duì)于地面溫度也可求得上述相應(yīng)的極端項(xiàng)目。例如，最高地面溫度和最低地面溫度(逐日)；平均最高地面溫度和最低地面溫度；絕對(duì)最高地面溫度或絕對(duì)最低地面溫度及其出現(xiàn)日期；年平均最高氣溫和最低氣溫；極端最高(低)地溫與其出現(xiàn)日期(年份日期)等。

極端氣候極端降水

極端降水是指日降水強(qiáng)度大，達(dá)到或超過1979/1980--2010/2011冬季日降水序列第90百分位的閾值、持續(xù)時(shí)間超過3天或不中斷的大范圍強(qiáng)降水現(xiàn)象。其統(tǒng)計(jì)方法如下：

對(duì)于某一地點(diǎn)或地區(qū)而言，首先應(yīng)以該地逐日降水量記錄資料為基礎(chǔ)，從中挑選出各個(gè)月份的一日最大降水量及其出現(xiàn)日期；各個(gè)月份的最長(zhǎng)連續(xù)雨日數(shù)；各個(gè)月份的最長(zhǎng)連續(xù)無雨日數(shù)，也可就此挑選出各季(或年)的上述統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。這里需要注意的是，最長(zhǎng)連續(xù)雨日數(shù)或最長(zhǎng)連續(xù)無雨日數(shù)都是對(duì)所統(tǒng)計(jì)時(shí)期而言的“連續(xù)”，不能有“中斷”。為了研究和業(yè)務(wù)需要，有時(shí)還要求對(duì)一段歷史時(shí)期(多年)中的歷年統(tǒng)計(jì)其相應(yīng)的極端降水指標(biāo)，比如，30年中的極端最大降水量及其出現(xiàn)日期(年份)；最長(zhǎng)連續(xù)雨日數(shù)；最長(zhǎng)連續(xù)無雨日數(shù)等。

極端氣候其他指標(biāo)

上述這些極端氣候指標(biāo)，都是從逐日氣候資料記錄中，經(jīng)過極其簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)得到的。其他各種氣候要素如風(fēng)速風(fēng)向、濕度、云量、日照時(shí)數(shù)與日照百分率、各種特殊天氣日數(shù)(如沙塵暴、霧、冰雹、雷暴、積雪、霜日及其初終期與間隔日數(shù)等)的極端值也都可作類似的統(tǒng)計(jì)。各級(jí)氣象部門一般都有現(xiàn)成的整編過的資料為用戶提供。然而，為了研究氣候變化，尤其是為了研究極端氣候事件及其變化的需要，原有的常規(guī)觀測(cè)項(xiàng)目中所能簡(jiǎn)單獲取的極端氣候指標(biāo)，往往不敷需要。不但要從整體上增加項(xiàng)目的覆蓋面，而且更應(yīng)深刻揭示其內(nèi)涵。

本詞條由“科普中國(guó)”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 。

氣候分析是指從研究一地氣候要素變化的規(guī)律著手，分析氣候隨時(shí)間的變化規(guī)律及其在空間分布的特征。

氣候分析是根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)和氣候?qū)W原理．對(duì)氣象資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。結(jié)合氣候調(diào)查，從中尋找氣候特征和規(guī)律，為預(yù)防自然災(zāi)害，開發(fā)利用氣候資源服務(wù)。

氣候分析主要包括氣候監(jiān)測(cè)、氣候重建、氣候診斷、氣候評(píng)價(jià)和氣候預(yù)測(cè)這五個(gè)方面的內(nèi)容。

中文名稱

氣候分析

英文名稱

climatic analysis

定　　義

根據(jù)氣候資料分析研究氣候特征及其變化規(guī)律。

應(yīng)用學(xué)科

海洋科技（一級(jí)學(xué)科），海洋科學(xué)（二級(jí)學(xué)科），海洋氣象學(xué)（三級(jí)學(xué)科）