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2.3气象统计中的时间是2维的?--气象统计学私探(7)

已有 387 次阅读 2020-8-11 11:12 |个人分类:统计气象学19|系统分类:科研笔记

2.3气象统计中的时间是2维的?--气象统计学私探(7)

张学文 2020 08 11

在气候学的分析中,在中学的地理书中,经常介绍某地的月平均气温的年变化或者月降水量的年变化。显然,不同的月份在气候学中就是不同时间的刻度,坐标。确实,气温与降水量的年变化在各地都是很突出的现象,气象学时间的周期性的轮回现象突出!。不妨说,12个月的年周期就是气候学中的时间---这个时间居然是轮回的,有限的。

但是我们注意到气温也好气压也好也都有日变化。于是在气候学意义下我们需要在年变化与日变化两个时间周期中分析气象变量的变化。

确实,上亿年来地球围着太阳做公转,每年一轮回。确实,上亿年来地球还平稳的做着24小时一轮回的自转。而且这两种旋转都是时间稳定的。这种旋转导致了地球获得的太阳能存在两个明显的周期变化。而这正是地球上各地的气温等等变量存在明显的年变化与日变化的原因。于是我们需要从日光的日变化与年变化的角度分析气候的对应的日变化与年变化。

同时鉴于地球自转与公转的高度稳定性,我们也需要承认,除了气候的日变化与年变化外,气候的基本特征是高度稳定的(多年平均值的变化很小)。

因此,气象状态的日变化的规律性,气象状态年变化的规律性都是气候统计分析的内容。这在一定的意义下,让我们把气候学的时间看作是2维的有上下界的周期性变量。

后面可以看到,我们经常以12个月份(或者24个节气)为一个坐标,以24小时为另外一个独立坐标,在一个平面上分析气象变量的统计情况。

如果不研究气候的长期变化(地球自转与公转长期以来是高度稳定的!),气候统计中的时间就成为2维的长度有限的变量了。而这显然与动力气象学中的时间(一维的,长度无限)是有明显区别的。

如果研究气象状态的多年变化,那么气候学中的时间就是三维的(地质时期,等等)。

 





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2 檀成龙 周少祥

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