气象统计实习.docx
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气象统计实习
《气象统计方法课程实习》
学生姓名xx
学号xxxxxxxxxxxx
院系大气科学
专业大气科学
任课教师xx
二O一四年十二月二十日
实习一求500hPa高度场气候场、距平场和均方差场
(1)气候场二月份高度场的气候场呈现南高北低的状态,陆地上的高度场比较稀疏,
而在西太平洋上高度场比较密集
7月份高度场的气候场总体呈现东高西低的状态,在印度半岛出现低压中心,而在赤道西太平洋地区出现高压中心,位置在130°E,25°N附近。
35N以北高度分布很密集,而35°N以南比较稀疏。
(2)距平场
1982年
5月距平场在我国华东地区出现负距平,在亚洲西南部也出现低压中心,在青
1984年4月距平场在日本东部海洋地区形成低压中心,印度半岛的西部有一低压中心,在35°N-40°N基本都为正距平。
(3)均方差场
高度的均方差场整体呈现南小北大的状态。
说明低纬地区高度的波动幅度比
较小,而中高纬地区高度的波动比较大。
在太平洋北部波动最大。
十月份高度的均方差场在西太平洋有极大值,其余地区波动都较小。
实习二计算给定数据资料的简单相关系数和自相关系数单相关系数和自相关系数程序:
programmain
parameter(n=20,m=10)
integeri,j,t,max1,max2
realr,s1,s2
reala(n),b(n),ano1(n),ano2(n),bzh1(n),bzh2(n),r1(m),r2(m)
realave1,ave2,sum12,sum11,sum22
data
a/3.40,3.30,3.20,2.90,3.40,2.80,3.60,3.00,2.80,3.00,3.10,3.00,2.90,2.70,3.50
3.20,3.10,2.80,2.90,2.90/data
b/3.24,3.14,3.26,2.38,3.32,2.71,2.84,3.94,2.75,1.83,2.80,2.81,2.63,3.20,3.60,3.40,3.07,1.87,2.63,2.47/
!
求平均
ave1=0.0
ave2=0.0
doi=1,n
ave1=ave1+a(i)
ave2=ave2+b(i)
enddo
ave1=ave1/n
ave2=ave2/n
!
求距平
ano1(n)=0.0
ano2(n)=0.0
doi=1,n
ano1(i)=a(i)-ave1
ano2(i)=b(i)-ave2
Enddo
!
求标准差
s1=0.0
s2=0.0
doi=1,n
s1=s1+ano1(i)*ano1(i)
s2=s2+ano2(i)*ano2(i)
enddo
s1=sqrt(s1/n)
s2=sqrt(s2/n)
!
标准化
bzh1(n)=0.0
bzh2(n)=0.0
doi=1,n
bzh1(i)=ano1(i)/s1
bzh2(i)=ano2(i)/s2
enddo
!
求相关系数
sum12=0.0
sum11=0.0
sum22=0.0
doi=1,n
sum12=sum12+ano1(i)*ano2(i)
sum11=sum11+ano1(i)*ano1(i)
sum22=sum22+ano2(i)*ano2(i)
enddo
r=sum12/sqrt(sum11*sum22)
print*
print*,'中国1970-1989年年平均和冬季平均气温的相关系数为r=',r
print*
!
求自相关系数
r1(m)=0.0
r2(m)=0.0
dot=1,m
doj=1,n-t
r1(t)=bzh1(j)*bzh1(j+t)+r1(t)
r2(t)=bzh2(j)*bzh2(j+t)+r2(t)
enddo
r1(t)=r1(t)/(n-t)
r2(t)=r2(t)/(n-t)
enddo
!
比较自相关系数绝对值大小
max1=1
max2=1
dot=2,m
if(abs(r1(t))>abs(r1(max1)))max1=t
if(abs(r2(t))>abs(r2(max2)))max2=t
enddo
print*,'年平均气温自相关系数绝对值最大的滞后时间长度t为:
',max1,r1(max1)print*
print*,'冬季平均气温自相关系数绝对值最大的滞后时间长度t为:
',max2,r2(max2)
print*
end
析:
中国1970-1989年年平均和冬季平均气温相关系数为0.47,为正相关;年平均气温自相关系数绝对值最大的滞后时间长度为7,自相关系数为负,呈负相关;冬季平均气温自相关系数绝对值最大的滞后时间长度为4,自相关系数为负,呈负相关
实习三(附加)
计算给定数据的落后交叉相关系数和偏相关系数
程序:
programmain
parameter(n=30,m=10)
integeri,j,t
realave1,ave2,ave3,r12,r13,r23,ry1,ry2,ry3
reala(n),b(n),c(n),ano1(n),ano2(n),ano3(n),bzh1(n),bzh2(n),bzh3(n)
realrt12(m),rt13(m)
!
a-12月;b-1月;c-2月--(30个数据)
data
a/1.0,-5.3,-2.0,-5.7,-0.9,-5.7,-2.1,0.6,-1.7,-3.6,-3.0,0.1,-2.6,-1.4,-3.9,-4.7,-6.0,-1.7,-3.4,-3.1,-3.8,-2.0,-1.7,-3.6,-2.7,-2.4,-0.9,-2.7,-1.6,-3.9/
data
b/-2.7,-5.9,-3.4,-4.7,-3.8,-5.3,-5.0,-4.3,-5.7,-3.6,-3.1,-3.9,-3.0,-4.9,-5.7,-4.8,-5.6,-6.4,-5.6,-4.2,-4.9,-4.1,-4.2,-3.3,-3.7,-7.6,-3.5,-4.2,-4.5,-4.8/
datac/-4.3,-3.5,-0.8,-1.1,-3.1,-5.9,-1.6,0.2,2.0,1.3,-0.8,-1.1,-5.2,-1.7,-2.5,-3.3,-4.9,-5.1,-2.0,-2.9,-3.9,-2.4,-2.0,-2.0,0.1,-2.2,-2.3,-0.5,-2.9,-1.4/
!
求平均
ave1=0.0
ave2=0.0
ave3=0.0
doi=1,n
ave1=ave1+a(i)
ave2=ave2+b(i)
ave3=ave3+c(i)
enddo
ave1=ave1/n
ave2=ave2/n
ave3=ave3/n
!
求距平
ano1(n)=0.0
ano2(n)=0.0
ano3(n)=0.0
doi=1,n
ano1(i)=a(i)-ave1
ano2(i)=b(i)-ave2
ano3(i)=c(i)-ave3
enddo
!
求标准差
s1=0.0
s2=0.0
s3=0.0
doi=1,n
s1=s1+ano1(i)*ano1(i)
s2=s2+ano2(i)*ano2(i)
s3=s3+ano3(i)*ano3(i)
enddo
s1=sqrt(s1/n)
s2=sqrt(s2/n)
s3=sqrt(s3/n)
!
标准化
bzh1(n)=0.0
bzh2(n)=0.0
bzh3(n)=0.0
doi=1,n
bzh1(i)=ano1(i)/s1
bzh2(i)=ano2(i)/s2
bzh3(i)=ano3(i)/s3
enddo
!
求落后交叉相关系数(滞后长度τ最大取10)12月与1月rt12;12月与2月rt13rt12(m)=0.0rt13(m)=0.0dot=1,m
doi=1,n-t
rt13(t)=bzh1(i)*bzh3(i+t)+rt13(t)
rt12(t)=bzh1(i)*bzh2(i+t)+rt12(t)
enddo
rt12(t)=rt12(t)/(n-t)
rt13(t)=rt13(t)/(n-t)
enddo
print*,'12月气温与1月气温的落后交叉相关系数依次为(1-10年):
'
print'(10f6.2)',rt12
print*
print*,'12月气温与2月气温的落后交叉相关系数依次为(1-10年):
'
print'(10f6.2)',rt13
print*
!
求相关系数,12月和1月r12;12月和2月r13,1月和2月r23
r12=0.0
r13=0.0
r23=0.0
doi=1,n
r12=r12+bzh1(i)*bzh2(i)
r13=r13+bzh1(i)*bzh3(i)
r23=r23+bzh2(i)*bzh3(i)
enddo
r12=r12/n
r13=r13/n
r23=r23/n
!
求偏相关系数,12月和2月(消除1月)ry1;1月和2月(消除12月)ry2;12月和1月(消除2月)ry3
ry1=(r13-r12*r23)/sqrt((1-r23*r23)*(1-r12*r12))
ry2=(r23-r12*r13)/sqrt((1-r13*r13)*(1-r12*r12))
ry3=(r12-r13*r23)/sqrt((1-r23*r23)*(1-r13*r13))
print*,'消除1月影响,12月与2月气温的偏相关系数:
',ry1
print*
print'(a,f11.7)','消除12月影响,1月与2月气温的偏相关系数:
',ry2
print*
print*,'消除2月影响,12月与1月气温的偏相关系数:
',ry3
print*
end
分析:
消除1月影响,12月与2月气温的偏相关系数为正,呈正相关;
消除12月影响,1月与2月气温的偏相关系数为正,呈正相关;
消除2月影响,12月与1月气温的偏相关系数为正,呈正相关
实习四求给定数据的一元线性回归方程
程序
programmain
parameter(n=20)
integeri
!
x为环流指标(预报因子),y为气温(预报量)
realx(n),y(n)
realave1,ave2,s12,s1,s2,b,b0,r,F
datax/32,25,20,26,27,24,28,24,15,16,24,30,22,30,24,33,26,20,32,35/
data
y/0.9,1.2,2.2,2.4,-0.5,2.5,-1.1,0,6.2,2.7,3.2,-1.1,2.5,1.2,1.8,0.6,2.4,2.5,1
.2,-0.8/
!
求平均
ave1=0.0
ave2=0.0
doi=1,n
ave1=ave1+x(i)
ave2=ave2+y(i)
enddo
ave1=ave1/n
ave2=ave2/n
!
求协方差、预报因子预报量的方差
s12=0.0
s1=0.0
s2=0.0
doi=1,n
s12=s12+(x(i)-ave1)*(y(i)-ave2)
s1=s1+(x(i)-ave1)
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- 气象 统计 实习
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