各地日光统计分析—1.前言

张学文，20190916

今年7月我突然想到地球的任何地点在一年中处于白天（太阳中心在地平线以上）状态的时间总长度都是半年，即全球各地全年中昼，夜占有的时间其实是相同的http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1188436.html 。现在看这个推测是对的。而这个事也促使我考虑对全球各地日光的某些方面也作一些统计分析。本博客算此类分析的开场白吧。

其实地球各地看到的日光情况主要是确定性的问题，即太阳能的多少，地球的自转与公转，地轴的倾斜，太阳与地球的距离这些确定性因素决定着各地日光的情况。这里似乎没有统计存身之地。

搞确定性事物的统计是否是多余的，甚至是错误的？

我不认为这是错误。关于各地日光统计的一些细节容我后面慢慢收拾。作为开场白我这里着重谈一谈确定性事物也可以统计的认识问题。

l  中学物理已经告诉我们自由落体是等加速运动。由此我们可以知道物体在降落的每个时刻的速度和位置。这里一切都是有确定规律可以定量计算的。而人们也无需分析例如不同的速度各有多少时间等等的统计学问题。确实，在已经知道确定性规律的情况下，人们不去考虑其中的统计特征。但是不考虑它不等于不存在、不可能和不需要。其实确定性事物也可以统计，而且它们可能另有用途。

l  这里进行的日光统计就是对确定性事物的一些统计。应当承认这种统计丰富了我们对太阳能、日光知识。其实此类知识有时也便于应用。是的确定性事物的统计知识也是我们认识客观事物的一个方面和角度。

l  在统计学中，有关的概率分布知识是基本统计知识。我们在日光与太阳能的统计中则主要是统计出气象变量为不同数值的情况占有了多少时间，或者占有了多少面积等等。这种问题完全对应（等价）于概率论中的概率分布（或者在概率密度分布函数）。确实知道了这个分布函数，有关的平均值等等特征量都可以进一步按照统计学公式而求得。

l  各地日光时刻都在变化，这种变化是规律明确的。而在统计学角度下，这是随机过程或者说随机场的变化的特例。

l  一提到统计人们先需要有大量的数据，但是鉴于关于日光的统计是对确定性事物的统计。所以依据对应的确定性规律就可以直接求得统计学要求的规律，而不需要基于大量观测的数据。这也是确定性事物的统计分析的特征。

l  既然不需要大量的数据，那么就需要依赖有关的确定性规律。为此，我们在开展统计分析时，需要扼要介绍有关日光、太阳能的确定性知识。

我估量自己没有足够的能力分析本标题的各种基本问题，但是鉴于提出问题比解决问题更重要，我还是把某些我没有解决的问题也提出来。确实，我可能仅可以就本研究领域的部分问题给出明确的答案，而有时则仅给出对应的推测。其是否正确有待（欢迎）大家进一步推证。