关于因子显著性问题的F-信度检验法

在时序方差分析周期外推预测、双重检验逐步回归预测及其他相关问题的分析中,需要从若干因子的F-统计量中选取最大值进行 F-检验来确定这类问题的显著性.研究发现这种检验方法是有问题的、不准确的和会影响气候预测的准确性.这是由于 F-检验是对 F-分布的分位数的检验,其检验标准受到两个自由度的制约而成为变数;存在 F-统计量最大的因子与显著性最高的因子不对应问题.为此提出 F-信度检验法,它是对 F-分布的分布函数的检验.定义因子达到的 F-信度为 F-分布的分布函数值的百分数Pi=(1-α)×100%,它必须利用 F-统计量和两个自由度去计算.设显著性水平为α,则临界 F-信度值为Pα=(1-α)×100%.在理论上这种检验法的临界 F-信度值是唯一的,因而可从若干 F-信度值中选取最大值进行检验.实践证明这种检验法可明显提高对因子显著性问题的判别能力和气候预测水平.     

气温序列非均一性检验方法的研究

采用距平累加法、连续t-检验及回归检验法对分布於25个省(区)31个站的气温序列进行了非均一性检验。结果表明这3种方法在显著性水平α=0.01时，能有效地检验气温序列的非均一性，其结论适用於全国。     

气候检测与归因的格兰杰检验法

为揭示气候变化并探索其可能原因,引入了格兰杰因果检验法。在叙述其基本原理的基础上,对影响中国气温变化的若干因子进行了检验。论证了通过检验的因子与中国气温变化的可能物理联系,着重说明了二氧化碳增加对中国气温变化的影响,解释了我国增温滞后于全球气温变化的原因。由此证实格兰杰因果检验法是气候变化检测与归因的一种有用的新方法。通过计算和分析,证实了格兰杰检验法的可用性。     

气候检测与归因的格兰杰检验法

 为揭示气候变化并探索其可能原因,引入了格兰杰因果检验法。在叙述其基本原理的基础上,对影响中国气温变化的若干因子进行了检验。论证了通过检验的因子与中国气温变化的可能物理联系,着重说明了二氧化碳增加对中国气温变化的影响,解释了我国增温滞后于全球气温变化的原因。由此证实格兰杰因果检验法是气候变化检测与归因的一种有用的新方法。通过计算和分析,证实了格兰杰检验法的可用性。     

基于Г分布的气压序列非均一性检验方法初探

通过对安徽省内23个代表台站1961--2006年平均气压序列均一性检验的研究,提出了一种基于Г分布气压序列非均一性检验方法——Г检验法。以桐城市数据为例,给出了检验和分析的具体过程,最后将该方法检验结果与常见的基于正态分布的SNHT法检验结果进行了对比分析,结果表明：该方法具有更广泛的使用范围和较高的准确性,可以检验大部分年平均气压的非均一性。检验结果表明：气压计高度的调整、台站迁址是安徽省内气压序列非均一性的主要原因。     

基于Γ分布的气压序列非均一性检验方法初探

通过对安徽省内23个代表台站1961—2006年平均气压序列均一性检验的研究,提出了一种基于Γ分布气压序列非均一性检验方法——Γ检验法。以桐城市数据为例,给出了检验和分析的具体过程,最后将该方法检验结果与常见的基于正态分布的SNHT法检验结果进行了对比分析,结果表明:该方法具有更广泛的使用范围和较高的准确性,可以检验大部分年平均气压的非均一性。检验结果表明:气压计高度的调整、台站迁址是安徽省内气压序列非均一性的主要原因。     

山东省45年年平均气温均一性检验

采用回归检验法对山东省120个台站1961~2005年的年平均气温序列进行了显著非均一性检验。通过与台站历史沿革信息的比较分析,表明在显著性水平α=0.01时回归检验法能有效地检验出年平均气温序列的非均一性。分析结果显示,气象台站的位置、环境、观测方法和时制、仪器类型和高度等变动,对年平均气温序列的非均一性均有不同程度的影响,其中台站迁移对温度序列的均一性影响最大。     

基于气溶胶激光雷达观测的人工消减雾霾作业效果分析

利用气溶胶激光雷达观测的消光系数数据，对2019年12月北疆沿天山的石河子市开展人工消减雾霾作业效果进行分析，主要采用了符号检验、成对秩和检验等非参数性检验法，以及参数性t检验法等人工影响天气的物理统计检验方法，得出了基于气溶胶激光雷达消光系数为依据的人工消减雾霾作业效果。结果为：符号检验法检验得出飞机人工消减雾霾作业后20 min，400 m以下不同高度消光系数平均值减小的可信度达到非常显著的99.5%，进一步按照95%的可信度阈值得出减小值为0.05，减小率为9.8%；成对秩和检验法得出的作业正效果可信度达到97.5%，很显著；但是参数性t检验得出作业正效果的可信度只有90%～80%，未达到99.5%的阈值，显著性一般。这与作业采用了不同类型的催化剂如只用吸湿性干粉催化剂，以及播撒作业高度偏高导致作为样本的消光系数变化效果不能满足检验效率相关。进一步分析表明，飞机人工消减雾霾作业后20 min，400 m以下不同高度消光系数的减小响应效果自上而下递减，这与人工影响作业播撒的催化剂作用的物理机制自上而下逐步响应的过程相一致。     

徐闻气象站迁站前后气候资料序列的均一性检验

采用1957～2008年徐闻气象站的地面气象要素资料,使用U检验法和T检验法对其迁站前后的气候资料序列进行均一性检验,结果表明,U检验法和丁检验法适用于单站气候资料序列均一性的检验,徐闻气象站的地面气象要素观测资料除年平均气压和年雨日外,其余在迁站前后无显著差异。     

沈阳市降水量正态分布检验及其时空变化特征

利用辽宁沈阳市1960—2017年5个国家级气象站逐月降水量资料,分析沈阳市不同时间尺度降水的时空分布特征,并采用偏度-峰度系数和S-W检验法,对沈阳市降水量的正态性分布进行检验。结果表明,除新民外,沈阳市其他地区年降水量均满足正态分布;春季降水量的正态性最好,冬季降水量基本不满足正态分布;月降水量的正态性较差,经过正态变换后的正态性均得到明显改善。沈阳市年平均降水量呈自东南向西北逐渐递减的空间分布特征,且近58 a来年降水量整体呈微弱减少趋势。     

北京地区脑卒中发病率的气象条件研究

根据北京抽样人群的脑卒中发病资料和前期气象资料的对比分析,揭示出不同年龄段人群发病率的年变化特点和多年变化趋势,讨论了前期气象因子与发病率的关系,并在此基础上设计对发病率有预测意义的分辨率为５级的统计模型,经Ｆ检验表明,预测效果较好。     

强度尺度分解方法在气候温度场检验中的应用

本文首次将Casati等提出的强度尺度分解方法应用到气候地表温度场的检验中,探讨此方法用于评估气候模拟场误差的详细空间信息的适用性。以新一代气候系统模式模拟的月平均地表温度为例,传统的统计分析方法（较为常用的是空间相关系数和均方根误差、EOF分析等）不能完全反映模拟场误差的空间信息;强度尺度分解方法可计算不同阈值和空间尺度上的均方误差和模拟技巧,评估对应的模拟能力,定量给出模拟场主要误差的空间信息（误差范围即温度阈值及对应的空间尺度）,例如,亚洲东部地区1月单年及多年平均的模拟场在230 K阈值1600 km模拟技巧非常低。本研究表明强度尺度分解方法适用于气候温度场的检验评估,能定量给出误差的空间信息。     

区域Delaunay三角剖分法在全国平均降水量中的应用

介绍了Delaunay三角网的性质及其算法类型;根据1980～2009年全国2200个观测站的降水量资料,将观测点和采集的边界点共同进行普通的Delaunay三角剖分,通过删除边界点及其区域外的三角形以实现区域Delaunay三角剖分,得到了较理想全国陆地的Delaunay三角网;随后对球面上的三角片进行面积计算,在已知站点的经纬度情况下,将大地坐标系转换到空间直角坐标系中,应用平面三角余弦定理获得球面三角内角,从而求得三角片面积,并以面积大小确定各个站点降水量的权重系数,得到全国平均降水量值。对比分析了30年的全国不同时间尺度(日、月、年)平均降水量,Delaunay三角法对应全国平均降水量均值和标准差都明显低于算术平均法,但是两种方法计算的降水量值的相关系数较高;通过Shapiro-Wilk方法进行正态性检验分析,两种计算方法求得的年平均降水量总体服从正态分布;在方差奇性的F检验中,两者的方差具有非奇性特点;使用t检验,在显著性α=0.05时,Delaunay三角剖分法计算的全国平均降水量总体均值偏小。最后,根据欧洲和日本数值模式2009年的降水预报,对于两方法计算结果进行了比较,分析表明在较大区域的平均降水量计算中,较之于传统的算术平均法,基于区域的Delaunay三角剖分法更为合理;区域平均降水量不仅和计算方法有关,还和区域气候特点有密切关系。     

一种基于可预报性的暴雨预报评分新方法Ⅱ:暴雨检验评分模型及评估试验

针对当前暴雨预报检验采用二分类事件检验方法存在较严重的“空报”“漏报”双重惩罚,没有考虑暴雨时空分布不均和预报评分可比性不够等问题,在分析预报员对暴雨预报评分期望值基础上,设计了一种基于可预报性的暴雨预报检验评分新方法和计算模型,分析了理想评分,并对2015-2016年4-10月中国中央气象台5 km×5 km定量降水格点预报和降水落区等级暴雨预报进行评分试验,获得了以下结果和结论:（1）预报员对暴雨预报评分期望值呈现梯级下降特征,与传统的TS评分存在显著差异;（2）设计了一种基于可预报性的暴雨预报检验新方法,通过引入e指数函数构建暴雨预报评分基函数,进而构建暴雨评分模型,该模型可以较好地拟合预报员对暴雨预报评分的期望值,同时改善了评分在不同量级阈值处的断崖式突变情况;（3）提出了预报与观测的邻域匹配方法,即一个预报点与所定义邻域中的一组观测相匹配,并利用距离加权最大值法确定暴雨评分值权重系数,预报与观测距离越近,距离权重系数越大,评分值权重越大,提高了评分的合理性,避免了距离较远的匹配站点得高分不利于鼓励预报员提高预报精度的问题;（4）对中国中央气象台逐日5 km×5 km水平分辨率的定量降水格点预报产品和中央气象台定量降水落区等级预报产品进行了评分试验,暴雨预报准确率全国平均值大于60分。基于可预报性的暴雨预报检验新评分与传统暴雨预报TS评分逐日演变特征相似,但可以较好地解析TS为0的预报评分,解析后的新评分与预报员和公众的心理预期更为接近。      

中小河流域暴雨洪涝灾害风险评估及效果检验

本文基于FloodArea水动力模型及WRF模式,运用气象资料、水文资料、地理信息资料、社会经济统计资料以及灾情调查资料等,以长江一级支流的秋浦河流域为研究区,开展中小河流域暴雨洪涝灾害风险评估及效果检验。结果表明:FloodArea模型对洪水的淹没范围、淹没水深以及淹没历时等具有较好的模拟效果,可用于中小河流域暴雨洪涝灾害风险评估与预警业务,并由此初步建立了包含模式降水预报→面雨量计算→洪涝淹没模拟→风险评估→预警发布→效果检验等环节的暴雨洪涝灾害风险评估及效果检验业务流程,实现从以往常规的强降水预报到暴雨洪涝灾害预报的业务延伸,可进行推广应用。     

山东棉花产量旱灾损失评估模型

采用统计方法,对棉花气象产量与气候因子进行统计分析,得到了各生育时段影响产量的主要降水因子和需水指标,从而根据当年的降水量对棉花产量因旱灾造成的损失程度进行评估,建立区域、省级棉花旱灾损失评估模型。     

影响广西的热带气旋与热带季风的某些关系

利用常规的热带气旋气候资料和最近（1998）实施的南海季风试验研究成果资料，统计分析影响广西的热带气旋活动与热带季风爆发迟早，强弱等变异的关系，揭示了一些统计特征，并探讨其中的某些规律，初步分析了热带季风对热带气旋的作用，指出热带季风气流进入热带气旋环流对热带气旋的发展有正贡献。     

云南春季低温标准的研究

在参考了国内许多文献针对各地农业提出的不同的低温冷害指标和经过大量的统计分析的基础上,根据实际业务需要提出了新的云南春季低温标准,并与旧标准中的“倒春寒”和晚霜冻指标进行了对比分析。     

一种新的垂直速度计算方法

在流体的不可压缩条件下,本文通过连续方程给出了一种新的垂直速度计算方法,称为z方法。通过实验得出:z方法下同样可以得出水平涡度与垂直运动的关系,即水平涡度矢量逆时针旋转时,对应上升运动,顺时针旋转时对应下沉运动。通过有效性验证得出:本文的方法在高层具有比较高的可靠性,在低层可靠性比高层稍弱,在中层则不甚理想。通过与p方法求解出的垂直速度的效果进行比较,得出p方法略好于z方法。     

热带气旋灾害指数的估算与应用方法

根据1949－1999年共50年资料，对影响我国的热带气旋所造成的灾情特点作了评估研究。采用数理统计方法，进行定理的计算，按登陆和外围影响两类主要方式建立灾情指数序列，并在此基础上，客观地划分了灾情等级，用来表示受灾的程度。还采用独立于本资料源的Suffir-Simpson热带气旋灾害指数评估方法和资料进行对比验证，最后提出了一套台风灾害预评估的技术方法。