氣象統(tǒng)計實習(xí)

1、氣象統(tǒng)計方法課程實習(xí) 學(xué)生姓名 x x 學(xué) 號 xxxxxxxxxxxx 院 系 大氣科學(xué) 專 業(yè) 大氣科學(xué) 任課教師 x x 二一四年十二月二十日實習(xí)一 求500hPa高度場氣候場、距平場和均方差場（1）氣候場二月份高度場的氣候場呈現(xiàn)南高北低的狀態(tài)，陸地上的高度場比較稀疏，而在西太平洋上高度場比較密集。7月份高度場的氣候場總體呈現(xiàn)東高西低的狀態(tài)，在印度半島出現(xiàn)低壓中心，而在赤道西太平洋地區(qū)出現(xiàn)高壓中心，位置在130°E，25°N附近。35°N以北高度分布很密集，而35°N以南比較稀疏。（2）距平場1982年5月距平場在我國華東地區(qū)出現(xiàn)負距平,在亞洲西南

2、部也出現(xiàn)低壓中心，在青藏高原處為正距平。1984年4月距平場在日本東部海洋地區(qū)形成低壓中心，印度半島的西部有一低壓中心，在35°N-40°N基本都為正距平。（3）均方差場三月份高度的均方差場整體呈現(xiàn)南小北大的狀態(tài)。說明低緯地區(qū)高度的波動幅度比較小，而中高緯地區(qū)高度的波動比較大。在太平洋北部波動最大。十月份高度的均方差場在西太平洋有極大值，其余地區(qū)波動都較小。實習(xí)二 計算給定數(shù)據(jù)資料的簡單相關(guān)系數(shù)和自相關(guān)系數(shù)單相關(guān)系數(shù)和自相關(guān)系數(shù)程序：program mainparameter(n=20,m=10)integer i,j,t,max1,max2real r,s1,s2real

3、 a(n),b(n),ano1(n),ano2(n),bzh1(n),bzh2(n),r1(m),r2(m)real ave1,ave2,sum12,sum11,sum22data 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/

4、!求平均ave1=0.0ave2=0.0do i=1,nave1=ave1+a(i)ave2=ave2+b(i)enddoave1=ave1/nave2=ave2/n!求距平ano1(n)=0.0ano2(n)=0.0do i=1,nano1(i)=a(i)-ave1ano2(i)=b(i)-ave2 Enddo !求標(biāo)準(zhǔn)差 s1=0.0 s2=0.0 do i=1,n s1=s1+ano1(i)*ano1(i) s2=s2+ano2(i)*ano2(i)enddos1=sqrt(s1/n)s2=sqrt(s2/n)!標(biāo)準(zhǔn)化bzh1(n)=0.0bzh2(n)=0.0do i=1,nbzh1(

5、i)=ano1(i)/s1bzh2(i)=ano2(i)/s2enddo!求相關(guān)系數(shù)sum12=0.0sum11=0.0sum22=0.0do i=1,nsum12=sum12+ano1(i)*ano2(i)sum11=sum11+ano1(i)*ano1(i)sum22=sum22+ano2(i)*ano2(i)enddor=sum12/sqrt(sum11*sum22)print*print*,'中國1970-1989年年平均和冬季平均氣溫的相關(guān)系數(shù)為r=',rprint*!求自相關(guān)系數(shù)r1(m)=0.0r2(m)=0.0do t=1,mdo j=1,n-tr1(t)=bz

6、h1(j)*bzh1(j+t)+r1(t)r2(t)=bzh2(j)*bzh2(j+t)+r2(t)enddor1(t)=r1(t)/(n-t)r2(t)=r2(t)/(n-t)enddo!比較自相關(guān)系數(shù)絕對值大小max1=1max2=1do t=2,mif(abs(r1(t)>abs(r1(max1)max1=tif(abs(r2(t)>abs(r2(max2)max2=tenddoprint*,'年平均氣溫自相關(guān)系數(shù)絕對值最大的滯后時間長度t為:',max1,r1(max1)print*print*,'冬季平均氣溫自相關(guān)系數(shù)絕對值最大的滯后時間長度t為:

7、',max2,r2(max2)print*end分析：中國1970-1989年年平均和冬季平均氣溫相關(guān)系數(shù)為0.47，為正相關(guān);年平均氣溫自相關(guān)系數(shù)絕對值最大的滯后時間長度為7，自相關(guān)系數(shù)為負，呈負相關(guān);冬季平均氣溫自相關(guān)系數(shù)絕對值最大的滯后時間長度為4，自相關(guān)系數(shù)為負，呈負相關(guān)實習(xí)三（附加） 計算給定數(shù)據(jù)的落后交叉相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)程序：program mainparameter(n=30,m=10)integer i,j,treal ave1,ave2,ave3,r12,r13,r23,ry1,ry2,ry3real a(n),b(n),c(n),ano1(n),ano2(n),

8、ano3(n),bzh1(n),bzh2(n),bzh3(n)real rt12(m),rt13(m)!a-12月；b-1月；c-2月-(30個數(shù)據(jù))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

9、,-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/data c/-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=0.0ave2=0.0ave3=0.0do i=1,nave1=ave1+a(i)ave2=ave2+b

10、(i)ave3=ave3+c(i)enddoave1=ave1/nave2=ave2/nave3=ave3/n!求距平 ano1(n)=0.0 ano2(n)=0.0 ano3(n)=0.0 do i=1,n ano1(i)=a(i)-ave1 ano2(i)=b(i)-ave2ano3(i)=c(i)-ave3enddo!求標(biāo)準(zhǔn)差s1=0.0s2=0.0s3=0.0do i=1,ns1=s1+ano1(i)*ano1(i)s2=s2+ano2(i)*ano2(i)s3=s3+ano3(i)*ano3(i)enddos1=sqrt(s1/n)s2=sqrt(s2/n)s3=sqrt(s3/n)

11、!標(biāo)準(zhǔn)化bzh1(n)=0.0bzh2(n)=0.0bzh3(n)=0.0do i=1,nbzh1(i)=ano1(i)/s1bzh2(i)=ano2(i)/s2bzh3(i)=ano3(i)/s3enddo!求落后交叉相關(guān)系數(shù)（滯后長度最大取10）12月與1月rt12；12月與2月rt13rt12(m)=0.0rt13(m)=0.0do t=1,mdo i=1,n-trt13(t)=bzh1(i)*bzh3(i+t)+rt13(t)rt12(t)=bzh1(i)*bzh2(i+t)+rt12(t)enddort12(t)=rt12(t)/(n-t)rt13(t)=rt13(t)/(n-t)e

12、nddo print*,'12月氣溫與1月氣溫的落后交叉相關(guān)系數(shù)依次為(1-10年):'print '(10f6.2)',rt12print*print*,'12月氣溫與2月氣溫的落后交叉相關(guān)系數(shù)依次為(1-10年):'print '(10f6.2)',rt13print*!求相關(guān)系數(shù)，12月和1月r12；12月和2月r13，1月和2月r23r12=0.0r13=0.0r23=0.0do i=1,nr12=r12+bzh1(i)*bzh2(i)r13=r13+bzh1(i)*bzh3(i)r23=r23+bzh2(i)*bzh3(

13、i)enddor12=r12/nr13=r13/nr23=r23/n!求偏相關(guān)系數(shù)，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)ry3ry1=(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月影響，12月與2月氣溫的偏相關(guān)系數(shù):',ry1print*print '(a,f11.7)',&

14、#39; 消除12月影響，1月與2月氣溫的偏相關(guān)系數(shù):',ry2print*print*,'消除2月影響，12月與1月氣溫的偏相關(guān)系數(shù):',ry3print*end分析：消除1月影響，12月與2月氣溫的偏相關(guān)系數(shù)為正，呈正相關(guān);消除12月影響，1月與2月氣溫的偏相關(guān)系數(shù)為正，呈正相關(guān);消除2月影響，12月與1月氣溫的偏相關(guān)系數(shù)為正，呈正相關(guān)實習(xí)四 求給定數(shù)據(jù)的一元線性回歸方程程序program mainparameter(n=20)integer i! x為環(huán)流指標(biāo)（預(yù)報因子），y為氣溫（預(yù)報量）real x(n),y(n)real ave1,ave2,s12,s1,s

15、2,b,b0,r,Fdata x/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=0.0ave2=0.0do i=1,nave1=ave1+x(i)ave2=ave2+y(i)enddoave1=ave1/nave2=ave2/n!求協(xié)方差、預(yù)報因子預(yù)報量的方差s12=0.0 s1=0.0 s2=0.0do i=1,ns12=s1

16、2+(x(i)-ave1)*(y(i)-ave2)s1=s1+(x(i)-ave1)*(x(i)-ave1)s2=s2+(y(i)-ave2)*(y(i)-ave2)enddos12=s12/ns1=s1/ns2=s2/n!求b，b0b=s12/s1b0=ave2-b*ave1!求回歸方程print*,'氣溫和環(huán)流指標(biāo)之間的一元線性回歸方程為：'print'(a,f5.2,f5.2,a)',' y=',b0,b,'x'print*!檢驗Fr=sqrt(s1/s2)*bF=r*r/(1-r*r)/(n-2)print'(a,

17、f8.4)',' F =',Fend分析：F=20.40>F=4.41，回歸方程顯著實習(xí)五（附加）求給定數(shù)據(jù)的多元線性回歸方程實習(xí)六（附加）分析中國夏季降水線性趨勢的分布特征程序：program mainparameter(m=160,n=25)integer i,t(n),avetinteger sta(m)!站號real lon(m),lat(m),f(m,n)!經(jīng)，維，記錄real ave(m),ano(m,n),anot(n)real b(m),sxy(m),streal timeinteger level1000format(3a,25i)2000for

18、mat(25f8.1)!讀數(shù)據(jù)open(5,file='d:qxtj6160zhan-rainfall-summer.txt')read(5,1000)do i=1,mread(5,*),sta(i),lon(i),lat(i),(f(i,j),j=1,n)enddo!計算數(shù)據(jù)平均，距平，得到距平數(shù)組ano(m,n) ave(m)=0.0ano(m,n)=0.0do i=1,mdo j=1,nave(i)=ave(i)+f(i,j) end doave(i)=ave(i)/ndo j=1,nano(i,j)=f(i,j)-ave(i) end do enddo !計算時間距平a

19、not(n)t(n)=0avet=0anot(n)=0do i=1,nt(i)=1981+iavet=t(i)+avetenddoavet=avet/ndo i=1,nanot(i)=t(i)-avetenddo!計算b(m)(160個)b(m)=0 sxy(m)=0.0st=0.0do j=1,nst=anot(j)*anot(j)+st Enddo do i=1,m do j=1,nsxy(i)=ano(i,j)*anot(j)+sxy(i)enddob(i)=sxy(i)/stenddoprint*print*,'160站夏季降水線傾向率:'print '(10f

20、7.2)',(b(i),i=1,m)print*End分析：b(m)為正時，降水有隨時間增多的 趨勢；b(m)為負時，降水有隨時間減小的趨勢實習(xí)七 計算給定數(shù)據(jù)的11年滑動平均和累積距平程序：program mainparameter(n=85,k=11,nyear=1922)real dat(n),ano(n),h(n-k+1),l(n)real ave1000 format(f3.1)2000 format(f5.1)3000 format(10f5.1)4000 format(5f5.1)!讀文件open(5,file='d:qxtj7ma.dat')do i=1,nread(5,*) dat(i)enddo!求距平ave=0.0ano(n)=0.0do i=1,nave=ave+dat(i)enddoave=ave/ndo i=1,nano(i)=dat(i)-ave enddo !滑動平均h(n-k+1) h(n-k+1)=0 do i=1,n-k+1 do j=i,i-1+kh(i)=h(i)+dat(j)enddoh(i)=h(i)/kenddo!累計距平l(n)l(n)=0.0do i=1,ndo j=1,il(i)=l(i)+ano(j)enddoEnddo !輸出 open(6,file=&