气象统计方法实习报告.doc

. . 目录实习一 求500hPa高度场气候场、距平场和均方差场31、资料介绍32．要求33、实习结果31）、FORTRAN源程序3(2)、grads文件 5（3）、实习结果6实习二 计算给定数据资料的简单相关系数和自相关系数111、资料介绍112、要求113、实习结果12（1）、Fortran源程序12（2）、程序运行结果：14实习三 分析中国夏季降水线性趋势的分布特征151.资料介绍与要求：152.实习结果15（1）.matlab程序15（2）.程序运行结果16实习四 求给定数据的一元线性回归方程171、资料介绍与要求172、实习结果18（1）、MATLAB程序18（2）、程序运行结果18（3）、结果分析19实习五 对给定的海温数据进行EOF分析211、资料介绍212、要求213、实习结果：21（1）、FORTRAN源程序21（2）空间场和时间序列的ctl文件23（3）运行结果24（4）分析26实习三（附加） 计算给定数据的11年滑动平均和累积距平281、资料介绍282、要求283、实习结果28实习四（附加） 求给定数据的多元线性回归方程311、说明 312、要求313、实习结果：31（1）Matlab源程序31（2）运行结果35实习一 求500hPa高度场气候场、距平场和均方差场1、资料介绍有一500hPa高度场资料，文件名h500.dat，围：60~150E，0~40N.时段：1982.1~1985.12共48个月。

水平分辨率：2.5*2.5，格点数：37*172．要求编fortran程序，求500hPa高度场的（1）气候场；（2）距平场；（3）均方差场并能用Grads做出图形,实习报告中气候场、距平场、均方差场任意给出两图，图注要清楚，即要注明是哪个时间的图形，并做简单分析注：h500.For给出了如何用fortran读取ASCII码资料h500.dat.3、实习结果1）、FORTRAN源程序program ex_grads implicit none integer,parameter::nx=37,ny=17,nz=4,nt=12 integer i,j,iz,itreal var(nx,ny,nz,nt),cl(nx,ny,nt),sum,jp(nx,ny,nz,nt),jfc(nx,ny,nt)! Opening file open(10,file='g:\gradsdata\h500.dat') do iz=1,nz do it=1,nt read(10,1000) read(10,3000) ((var(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) enddo enddo1000 format(2i7)2000 format(37f6.2)3000 format(37f8.1)4000 format(37f7.2) close(10)!Output open(16,file='g:\gradsdata\h500.grd',form='binary') do iz=1,nz do it=1,nt write(16) ((var(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) enddo enddo!Calculating the Climatological Field do it=1,nt do i=1,nx do j=1,ny sum=0 do iz=1,nz sum=sum+var(i,j,iz,it) enddo cl(i,j,it)=sum/4 enddo enddoenddo! Output climate-file open(12,file='g:\gradsdata\climate.grd',form='binary') do it=1,nt write(12) ((cl(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) enddo !Calculating the Anomaly do iz=1,nz do it=1,nt do i=1,nx do j=1,ny jp(i,j,iz,it)=var(i,j,iz,it)-cl(i,j,it) enddo enddo enddo enddo open(13,file='g:\gradsdata\anomaly.grd',form='binary')!Output anomaly-file do iz=1,nz do it=1,nt write(13) ((jp(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) enddo enddo!Calculating the Mean-square Deviation do it=1,nt do i=1,nx do j=1,ny sum=0 do iz=1,nz sum=sum+(jp(i,j,iz,it))**2 enddo jfc(i,j,it)=sqrt(sum/4) enddo enddoenddo!Output mean-square deviation-file open(14,file='g:\gradsdata\deviation.grd',form='binary') do it=1,nt write(14) ((jfc(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) enddo end(2)、grads文件'open g:\gradsdata\***.ctl' (***为所求场对应的ctl文件名)'set lat 0 40''set lon 60 150''set lev 500''enable print g:\gradsdata\***.gmf' （***为所求场名称）i=1while(i<=48(或 12))'set t 'i'd h''print''c'i=i+1endwhile'disable print';（3）、实习结果①、原始场1982年1月1982年7月结果分析：冬季（此处以1月为代表）等高线分布整体平缓，说明高度场分布相对均匀，且北部接近极地位势高度低，赤道地区位势高度高，这与太阳直射点在1月在南半球，使北半球整体的辐射吸收随纬度增加而减小有关。

北半球的气块受热随纬度递增而递减，因而膨胀率递减，故南方接近赤道地区的气体膨胀大，位势高，而北方近极地地区气体膨胀小，位势低夏季（此处以7月为代表），大洋上空出现副热带高压（588线位置），在东亚地区存在较为明显的位势高度槽，即东亚大槽夏季在30°N以北的地区位于西风带中，从图中可看出明显的西风带长波特征除东亚大槽外，在中亚地区也存在一长波槽，这些槽线发生长波调整时，会在部分地区发生较剧烈的天气变化此外，从图中可以看出，1982年7月副热带高压脊线的平均位置位于25°N ,125°E附近，我东地区位于副高北侧西南气流控制下，西南气流为水汽输送的主要通道，该地区发生降水较为频繁从图中还可以看出冬夏季的位势高度分布存在明显差异，这与太阳直射点的年纪变化密切相关②、气候场2月8月结果分析：气候场是多年数据中同时段的平均值序列，表征了区域多年平均的位势高度变化从气候场图形可以看出多年平均的500hPa高度场中，冬季（此处以多年平均的2月气候场为代表）等高线较平直，大陆上等高线较稀疏，而海洋上等高线较密集，这说明大陆上空的位势高度变化率较海洋小此外，冬季等位势高度线分布平直，还说明冬季的天气变化显著。

夏季（此处以多年平均的8月气候场为代表）在太平洋上有副热带高压，副高是深厚的系统，所以可以一直延伸到500hPa高度东亚地区存在明显的西风带长波槽，即东亚大槽，东亚大槽的移动和变化配合副热带高压和夏季风的影响，会使我国大部分地区天气造成强烈变化，如形成大围降水或强对流天气同时，孟加拉湾处存在一低涡由于高原的阻挡作用，这一系统对我国的影响并不显著图中副高脊线8月的多年平均位置位于30°N以北，且东部长波槽位于110°E附近，故由气候场分析，华北地区位于长波槽前，又槽线受到副高的阻挡作用，因而华北地区容易形成降水③、距平场1982年1月1982年7月结果分析：距平场指示了位势高度的震荡趋势，因距平的平均值为0，则大于0的值说明位势高度偏高，小于0的值表示位势高度偏低从图中可看出冬季（此处以1982年1月距平场做代表）在大陆位势高度为正距平，而在大洋则存在明显的负距平则由距平场的性质得，冬季在大洋上位势高度偏高，在大陆上位势高度偏低其原因是，海水的比热大于陆地，则冬季海洋温度比陆地高，所以海洋上气块膨胀更多，位势高度更高夏季（此处以1982年7月距平场做代表）相反，大洋上位势高度偏低，而陆地偏高。

在70°E~90°E附近位势偏高的原因在于夏季青藏高原承受太阳辐射使之在对流层中层形成热源，位势高度因比大陆其他位置高由此可见，位势高度的变化不仅与海陆差异有关，同时也与地形有关在海洋上副热带高压所在的位置存在证据平值④、均方差场6月12月结果分析：均方差场反应同一时段的位势高度变化幅度的大小由图可以看出，整体位势高度在大陆上的变化幅度比海洋小，且海洋上冬季的变化幅度比夏季大，而陆地上相反，冬季的变化幅度比夏季小因为陆地的比热小，所以陆地在夏季白天与夜间的温差大于冬季，对应的高度场震荡就比冬季剧烈海洋上的位势高度变化幅度的影响方面温差为次要因素，其主要受到副热带高压，西风带长波槽脊影响，位势高度根据天气系统的移动而变化，所以震荡幅度较大除受到天气系统影响外，海洋上的位势高度场还受到洋流等因素的影响实习二 计算给定数据资料的简单相关系数和自相关系数1、资料介绍根据下表中年平均气温和冬季平均气温的等级数据进行以下计算：1）计算两个气温之间的简单相关系数2）分别找出两个气温数据自相关系数绝对值最大的滞后时间长度滞后长度τ最大取10）2、要求实习报告中附出简单相关系数或自相关系数程序答案：r=0.47 年平均气温在滞后长度j=3、冬季序列在j=4最大。

3、实习结果（1）、Fortran源程序PROGRAM EXAMIMPLICIT NONEINTEGER,PARAMETER::N=20INTEGER i,j,k,ty,tw,tywREAL::avr_y=0,avr_w=0,sy=0,sw=0,rxy=0,max_y=0,max_w=0,max_yw=0REAL y(N),w(N)DATA y/3.4,3.3,3.2,2.9,3.4,2.8,3.6,3.0,2.8,3.0,3.1,3.0,2.9,2.7,3.5,3.2,3.1,2.8,2.9,2.9/。