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。

 

 

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0.25，3.5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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