第八章长期天气统计预报 众所周知,数理统计是从大量偶然的事件中寻 找内在的统计规律,因此既要根据不同的预报对 象选取合适的数字模型,又要选择有物理意义的 因子。 而长期预报中的预报对象一般认为是一些气象 要素的平均值(如月平均气温,月总降水量等), 所以统计分析在长期预报中是必不可少的。统计 学方法在长期预报方面有其它预报方法不能代替 的作用。 本章将分别介绍长期天气预报中的三种统计学 方法
第八章 长期天气统计预报 •众所周知，数理统计是从大量偶然的事件中寻 找内在的统计规律，因此既要根据不同的预报对 象选取合适的数字模型，又要选择有物理意义的 因子。 •而长期预报中的预报对象一般认为是一些气象 要素的平均值（如月平均气温，月总降水量等）， 所以统计分析在长期预报中是必不可少的。统计 学方法在长期预报方面有其它预报方法不能代替 的作用。 •本章将分别介绍长期天气预报中的三种统计学 方法
第一节韵律分析法 韵律:是长期天气预报中应用较广的 个概念。从广义上讲,韵律可以看作相 距一定时间的两种天气现象或天气过程 之间的联系 韵律分析:就是反映某种天气现象或天 气过程规律性的方法之
第一节 韵律分析法 • 韵律：是长期天气预报中应用较广的一 个概念。从广义上讲，韵律可以看作相 距一定时间的两种天气现象或天气过程 之间的联系。 • 韵律分析：就是反映某种天气现象或天 气过程规律性的方法之一
韵律的意义: 从天气学的角度研究大型天气过程的韵律活动 时,它的含义一般指经过一定的但又不完全相 等的时间间隔,某种相似天气形势(或相似的 环流机制)的重演的现象 从统计学的角度分析各种气象要素时间上的自 相关性时,韵律又被理解为自相关函数曲线上 出现峰和谷的现象。也有部分工作者把韵律理 解为除日变化和年变化以外,气象要素随时间 变化的准周期现象
韵律的意义： • 从天气学的角度研究大型天气过程的韵律活动 时，它的含义一般指经过一定的但又不完全相 等的时间间隔，某种相似天气形势（或相似的 环流机制）的重演的现象。 • 从统计学的角度分析各种气象要素时间上的自 相关性时，韵律又被理解为自相关函数曲线上 出现峰和谷的现象。也有部分工作者把韵律理 解为除日变化和年变化以外，气象要素随时间 变化的准周期现象
韵律活动的产生原因: 目前还没完全弄清楚,大致上存在三种看法。 第一种认为大气活动中心制约大气过程韵律 活动的客体,亦即韵律反映了大气活动中心 发展的相位; 第二种从理论研究工作中得到韵律与带状环 流的自振有关 ·第三种从研究太阳活动角度出发,发现地球 大气中的韵律和太阳活动的某些韵律相符 因而认为地球大气韵律是太阳活动的韵律引 起的
韵律活动的产生原因： • 目前还没完全弄清楚，大致上存在三种看法。 • 第一种认为大气活动中心制约大气过程韵律 活动的客体，亦即韵律反映了大气活动中心 发展的相位； • 第二种从理论研究工作中得到韵律与带状环 流的自振有关； • 第三种从研究太阳活动角度出发，发现地球 大气中的韵律和太阳活动的某些韵律相符， 因而认为地球大气韵律是太阳活动的韵律引 起的
从天气谚语中确定韵律 我国地域辽阔,有用天象和物象来预测天 气变化的,如:“终雷迟,夏雨多”(华北); 有用前期天气,气候变化的特点来预测后期天 气变化趋势的,如“秋后雨水多,来年淹山坡” (辽宁),“春风大,夏雨多”(长江流域) 也有用干支,历法,节气的对应关系预测各种 天气变化的,如:“清明无雨旱黄梅”(长江 流域);有的谚语是预报旱涝,冷暖趋势的, 如“腊月里多雪水煮梅”(长江中下游);有 的是预报冷空气、台风特殊天气天气的,如 “冬季北风多,来年台风多”(广东)
一 .从天气谚语中确定韵律 我国地域辽阔，有用天象和物象来预测天 气变化的，如：“终雷迟，夏雨多”（华北）； 有用前期天气，气候变化的特点来预测后期天 气变化趋势的，如“秋后雨水多，来年淹山坡” （辽宁），“春风大，夏雨多”（长江流域）； 也有用干支，历法，节气的对应关系预测各种 天气变化的，如：“清明无雨旱黄梅”（长江 流域）；有的谚语是预报旱涝，冷暖趋势的， 如“腊月里多雪水煮梅”（长江中下游）；有 的是预报冷空气、台风特殊天气天气的，如 “冬季北风多，来年台风多”（广东）
收集 整理 归类 验证:就是要在弄清天气谚语含义的基础上, 对天气谚语所反映的天气变化规律,用气象 资料进行统计学的对比分析、相似分析来进 行检验和考证,以便去粗取精,去伪存真, 从而得到具体预报规则或制成可供预报参考 的图表,确定使用的地区、季节,并不断了 解使用效果,在使用中不断的加以改进。 注意气候背景:比如华北地区“冬暖来年涝, 冬寒来年旱”,现在不适用了
• 收集 • 整理 • 归类 • 验证：就是要在弄清天气谚语含义的基础上， 对天气谚语所反映的天气变化规律，用气象 资料进行统计学的对比分析、相似分析来进 行检验和考证，以便去粗取精，去伪存真， 从而得到具体预报规则或制成可供预报参考 的图表，确定使用的地区、季节，并不断了 解使用效果，在使用中不断的加以改进。 • 注意气候背景：比如华北地区“冬暖来年涝， 冬寒来年旱”，现在不适用了
二.利用气象要素演变曲线确定韵律 比如:北方一些地区往往有150天左右的韵 律关系,预报人员发现北京2月的冷空气与7 月降水有一定的关系,往往在气压很高,而 气温很低时(A类)或者在气温很高,而气 压很低时(B类),150天之后有一次降水。 为了验证150天韵律是否存在,首先把前期 2月日平均气压P及日平均温度T点绘成曲线, 并表明天气,然后在每天的下边将150天后 的降水标出,分析曲线,找出韵律关系
二．利用气象要素演变曲线确定韵律 • 比如：北方一些地区往往有150天左右的韵 律关系，预报人员发现北京2月的冷空气与7 月降水有一定的关系，往往在气压很高，而 气温很低时（A类）或者在气温很高，而气 压很低时（B类），150天之后有一次降水。 • 为了验证150天韵律是否存在，首先把前期 2月日平均气压P及日平均温度T点绘成曲线， 并表明天气，然后在每天的下边将150天后 的降水标出，分析曲线，找出韵律关系
2月份气压P曲线 2月份气温T曲线 50天后的降水 选择多个150天后有降水的个例
2月份气压P曲线 2月份气温T曲线 150天后的降水量 20 毫 米 30 毫 米 10 毫 米 选择多个150天后有降水的个例
根据上面选的个例, 分别取大雨前150天前后各4天, 共9天的气温和气压,绘制下面图形 压F 气温 气压P +4+3+2+10-12-3-4+4+3+2+10-1-2-3-4 B型 A型
气压P 气温T 气温T 气压P +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 -4 +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 -4 B型 A型 根据上面选的个例， 分别取大雨前150天前后各4天， 共9天的气温和气压，绘制下面图形
利用天气现象或天气过程 时间间隔频数分布表确定韵律 以北京地区寒潮过程韵律为例 1、资料处理及冷空气过程的奇异点 奇异点的确定要根据两点 是冷空气的强度:北京逐日平均温度连续降 温达3C以上。 二是冷空气的开始时间:以出现降温的第一天 作为冷空气的起始日,定为冷空气过程的奇异 点
三. 利用天气现象或天气过程 时间间隔频数分布表确定韵律 以北京地区寒潮过程韵律为例： 1 、资料处理及冷空气过程的奇异点 奇异点的确定要根据两点： •一是冷空气的强度：北京逐日平均温度连续降 温达3 0C 以上。 •二是冷空气的开始时间：以出现降温的第一天 作为冷空气的起始日，定为冷空气过程的奇异 点