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用两个波表达日本的气压的年变化的情况

已有 1654 次阅读 2021-7-21 13:05 |个人分类:气候公式2020|系统分类:科研笔记

用两个波表达日本的气压的年变化的情况

张学文,2021 07 21

我们曾经用1个余弦函数表达气温等气象变量的年变化,如http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1295241.html 等等。其特点是拟合的公式的质量很高,其R平方经常在0.95以上是其体现。而最近又发现有些气象变量如果补进去第2个波动(周期比第1给波动快一倍),则其相关质量还可以进一步提高。新疆的和布克赛尔气象站的气压年变化就是例子 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2024&do=blog&id=1295528  

这里介绍把这个方法用到日本的情况。

本以为在日本面临海洋,气压变化的规律性应当比新疆更简单清楚。但是情况并非如此。日本的气温年变化即便补进去第2个波(半年周期),其气压与月份的余弦关系依然相关质量不算很好。

image.png

 

 

上面的图是日本东京的月平均气压的年变化与月份的余弦关系图。纵坐标表示气压的月平均值。1010是其年平均值,5.3054是气压年变化值的二分之一。而x是月份m的两个余弦函数(12个月的周期与6个月的周期)的合计值。即它对应的方程是

p=1010+5.3054(0.7cos(m-0.25)+0.3cos(2m+3.5))

公式显然提示12个月的周期的贡献占70%6个月周期的贡献是30%。而0.253.5是余弦函数的月份的位移量(注意其具体符号)。

以上的2波拟合的R平方值是0.8942,比不补进去第2波,仅以1波拟合的质量从0.7191提高到现在的0.8942.这说明补充了第2波,相关质量确实是明显提高了。

我还分析,计算了日本的另一个气象站的情况,结果与此差不多。它们的R平方值在补充了半年周期函数以后的提高情况见于下表。

气象站(站号)

没有引入2波的R平方值

引入第2波以后的R平方值

R平方提高

东京(47662

0.7191

0.8942

0.1751

47401气象站

0.5552

0.8851

0.3299

 




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4 杨学祥 宁利中 杨正瓴 周少祥

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