气象统计的领地还有很大的扩展空间

张学文

气象统计的领地还有很大的扩展空间

张学文,原2013/1/14，贴于科学网博客，现在2013.10.16转贴这里

当今气象资料很多，人们也开展了大量的关于气象资料的统计分析。但是细分析起来，这种分析多以气象资料的时间域的统计分析为主。关于气象变量在面积方面的统计则长期被忽视。

气候学里大量地使用气象变量的时间平均值，经常给出某地区（本省、本国、北半球…）各地的温度等气象变量的平均值的地理分布图。但是其工作大多止步于温度时间平均值的地理分布的定性描述，连本区域的温度平均值也不过问了。气象学者或者气象局长，可以就平均温度的分布讲得头头是道，可他不知道温度对面积的统计分布。这体现在气象统计还缺一个重要环节：气象变量在面积域的统计分布分析。

确实，温度对时间的统计分析不止是求平均值，什么标准差，还有概率分布函数分析。与此对应，气象变量（如温度）对面积的统计也不仅局限于求面积上的平均值。不同气象变量笼罩的相对面积则对应着一个概率分布函数，我们也可以求温度在面积分布的标准差…

我最早感到这个问题是水文工作者提示的所谓降水时面深问题。我发现一场暴雨在各地所形成的不同雨量，恰好体现出雨量与其笼罩面积符合负指数关系。而不同雨量与对应面积的乘积值的合计值恰好对应这个暴雨带来的降水资源量，这些统计计算最后看起来都不复杂，但是至今似乎多数气象工作者不知道这种气象变量面积统计的意义与价值。

不同的太阳能笼罩的地球的多少面积？--它是否存在理论分布函数？

不同的温度分布笼罩了地球的多少面积？--它的概率分布你是否可以给予理论说明？

不同的大气压力分布占据了地球的多少面积？--它具有时间不变性吗？

不同的风速分布占有了全球的多少面积？--它也符合一个漂亮的概率分布函数？

不同的相对湿度占有面积应当符合什么概率分布，为什么？

我们分析过了那么多的时间平均值的地理分布，难道不应该分析面积平均值的时间变化吗？

我们承认中国或者世界气候的多样性，但是你能用对应的分布函数定量地体现温度、压力、风力、湿度的多样性吗？

这些问题还可以提出很多很多，它们都可以归入笼罩面积的分布函数问题。

我们在熵气象学里对此有基本的归纳，这种归纳很重要。但是也仅是初步。而今天看来，我们需要站在气象统计需要扩展到面积域角度，把它们统一归入气象统计的新的一翼：气象变量的笼罩面积所对应的平均值、标准差、分布函数、降水资源量、其时间变化及致理论成因。

这样气象统计就不再局限于气候上的时间平均值探索了。

气象统计的领地还有很大的扩展空间。

本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-653012.html

lqouc

嗯嗯，有道理，张老师能不能给介绍一些关于‘面积’研究的权威人物或者重要发现？

张学文

1981年我从理论上提出一场暴雨过程的总雨量在面积上的分布，符合负指数关系，后来高原气象        1991年，10卷，3期，225-232页        张学文、杨秀松用100场暴雨资料证实这个关系符合暴雨实际。
在1992年出版的熵气象学一书中提出的气象变量笼罩面积分布可能一近30个，其中一部分是有理论公式和资料验证的。
从2012年8月开始我每天公布中国24小时的不同降水量的笼罩面积（分布函数），今年我每天公布新疆的面积平均温度、相对湿度以及不同的温度笼罩面积数据。这些都公布在科学网上我的博客中http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2024，欢迎关注。

言深深

统计的最大局限性在于其只能描述已经发生的事实，对于接下来的是否仍然满足这样规律是完全不能确定的。因此，倘若想继续发展，恐怕需要结合动力学的机理，发展新的统计学理论。

才仔

{:5_213:}好高深的样纸

lqouc

言深深 发表于 2013-10-16 12:32

                               
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统计的最大局限性在于其只能描述已经发生的事实，对于接下来的是否仍然满足这样规律是完全不能确定的。因此 ...

确实是这样，不过模式其实不也基于很多以往的观测和经验，个人感觉有时候统计的预测比当前的模式还是要好一点的

余辉

长见识了今天，持续关注中

qxtjls

写的很好，一定关注博客

飘逸

是啊！气象统计分析有很大的发展空间！