西安观测站长序列气温资料缺测记录插补和非均一性检验

以西安观测站1971—2013年日平均气温、最高气温和最低气温序列为研究对象,利用标准序列法和多元线性回归法进行插补实验,计算插补值与实测值的平均误差、平均绝对误差、均方根误差和插补值与实测值误差在0.5℃以内的样本比例,对比分析两种插值方法的相对优劣。结果表明：多元线性回归法插补得到的气温序列效果好于标准序列法,并且气候趋势特征与实际观测值序列更具一致性。采用t检验法、惩罚最大T检验（PMTT）、惩罚最大F检验（PMFT）对西安站1951—2020年平均气温序列的均一性进行检验。依据台站历史沿革数据进行的t检验,在6次台站历史沿革变化中,只有2次造成了年平均气温和年平均最高气温序列间断,分别由观测时次增加和仪器换型导致;年平均最低气温有4次出现间断,分别由台站站址迁移、观测时次增加、仪器换型、缺测值插补造成。PMTT和PMFT检测中发现的4次间断点因无元数据支持,认为属于合理间断点,这2种方法均未检测出因缺测值插补引起的间断点,一定程度上说明采用多元线性回归法对缺测值插补得到的西安站1951—2020年气温序列相对合理,气温序列的均一性较好。     

气候资料缺测插补方法的对比研究

采用均生函数正交筛选（ＭＧＦ）和一维车贝雪夫多项式展开（ＣＰ）进行了年降水量各种缺测情况下资料的插补试验，并计算各种统计量，结果表明：无论何种缺测ＭＧＦ法拟合或插补精度一般高于ＣＰ法，尤其对连续多年缺测和序列一开始便连续缺测更为明显；同一种方法１ａ缺测拟会精度高于多年缺测，连续４—５ａ缺测但在序列中处于不同的位置拟合结果差别不大，但多段同时缺测拟合精度低于一段缺测.     

广西气温的气候变化分析

根据相关原理,采用插补方法,对广西的南宁、柳州沙塘、桂林3站1936年以来的气温序列进行了插补,然后利用多元线性回归方程将3站气温资料延长至1884年,并对广西近百年气温的气候变化特点进行了分析.     

日气温数据缺测的插补方法试验与误差分析

对缺测气象观测记录进行插补是建立连续气象数据集的基础.将孤立1日或数日缺测资料进行插补的线性回归模型法应用于连续缺测数月的逐日最高、最低和平均气温的插补,并进行了一系列改进,包括:(1)用滑动选优法确定邻近参考气象站站数和数据样本时间窗的最佳值;(2)在记录缺测站与邻近参考站之间建立逐日气温的线性回归模型,并选取以最小绝对误差(Least Absolute Deviation,LAD)为目标函数求取模型参数的方法,取代以最小均方根误差为目标函数的最小二乘法(Least Squares Estimate,LAD)求解模型参数的方法,可提高计算效率和参数的稳定性;(3)进一步提出将LAD法与DeGaetano标准化序列法插补结果平均的综合插补方法,以减少极端误差.通过对湖北蔡甸气象站1961-2006年插补试验表明:(1)以4个邻近站和年数为8年、日数为15天时间窗的样本资料建模进行插补误差达到最小;(2)逐日最高、最低和平均气温的平均绝对误差分别为0.32℃、0.45℃、0.28℃,误差在±0.8℃以内的频次分别占总数的94.1%、84.8%、96.1%,观测值与插补值月相关系数在0.886以上.插补与观测资料平均值和相关系数分别通过了显著水平为0.05和0.01的检验.     

利用车贝雪夫多项式进行资料缺测插补的研究

使用一维车贝雪夫多项式展开进行历史年降水量和月平均气温各种缺测情况下资料的插补试验，在迭代计算过程中，还对理想初值的两种临界迭代次数选取方案和迭代终值法进行了大量的试验。结果表明，一般情况下迭代终值计算精度较高，旱涝年则理想初值拟合结果更好一些；一年缺测插补精度高于连续多年缺测；双向插补计算结果优于单独使用顺序或逆序插补结果。     

气象场序列几种插补方案的对比试验

采用基于 Ｅ Ｏ Ｆ Ｓ的主分量回归（ Ｐ Ｃ Ｒ）、 Ｅ Ｏ Ｆ Ｓ迭代法（ Ｉ Ｅ Ｏ Ｆ）和基于主分量典型相关的典型变量回归（ Ｃ Ｖ Ｒ）３ 种不同的统计插补计算方案,对同一区域同一种气象要素序列进行缺测资料的插补试验。结果表明,各种方案插补精度都与参数选择有关,无论缺测站点空间分布类型如何,当缺测点数小于 ６０ ％ 时,３ 种方案均有较好效果,以 Ｃ Ｖ Ｒ 最佳,且随缺测年数增长, Ｃ Ｖ Ｒ 优势更显著。     

20世纪全球表面温度场序列的插补试验

利用基于主分量典型相关分析的典型变量回归 (CVR)插补模式 ,在综合分析Jones等 5°× 5°格点温度资料覆盖率的演变情况、缺测场与基本场温度距平相关结构、稳定性的基础上 ,确定合理的插补方案 ,对其陆面格点温度场进行插补延长试验 ,得到了 1 90 0～ 1 998年连续、均一的全球月平均气温场序列。独立样本检验表明插补效果优良 ,总缺测场误差方差与原序列方差之比低于 0 .40。插补前后全球及纬向平均序列的演变特征基本一致 ,原 Jones序列的线性增温率较重建序列高0 .1 1℃ /(1 0 0年 ) ,可能与原 Jones场序列空间分布的不均一性有关     

北京降水缺测资料恢复的研究

利用１９４１－１９８０年北京降水量资料进行了缺测降水量资料恢复的研究，并单月序列使用非线性函数作降水量正态化的变换，然后用预测残差最小逐步回归及对多月序列使用各月降水量变换序列，各月降水量变换序列与各月气温混合序列为因子作缺测资料恢复和用各月缺测资料前后实测资料作简单内插恢复等三种方案进行试验结果表明，以降水和气温作混合因子使用残差最小逐步回归模型有最好的可性。还使用该方案对１８４１－１９５０年缺     

谈谈怎样进行资料插补订正

《一九五一至一九八○年全国地面基本气候资料统计方法》(以下简称《统计方法》)规定,全国统一对旬、月平均气温,旬、月降水量共4项作资料插补订正。其他项目(站点)是否作插补订正,各省自定。我省要求各站对旬、月平均气温和降水最缺测资料都要作插补订正。     

关于气压的序列订正

在实际工作中,我们常会遇到某些站某种原因造成记录缺测或仪器欠准确,使气候资料缺乏连续性,断缺资料的时间有长有短,有的长达几个月长至一年以上,必须以各种方法对这些记录加以订正或插补,使之成为完整的、均一的,可靠的资料。     

谈谈缺测资料的播补訂正法

中央气象局今年下发的《1951-1980年全国地面基本气候资料统计方法》(下称“统计方法”),是全国统一的气候资料整编工作的准则,必须坚决贯彻执行。我站文革期间某年1-2月,7-9月的气候纪录缺测,给气象工作带来不应有的损失。按“统计方法”,对这几个月缺测资料进行了插补订正,基本上弥补了     

上海地区最高气温资料的恢复试验

对上海最高气温1924～2001年期间的缺测资料进行了恢复试验,以期通过该个例的研究,探讨我国台站历史资料集中缺测或中断序列的恢复、插补的一般方法.选取使用上海气象观测站的相邻若干台站的最高气温资料,分别用回归分析法、判别分析法和偏最小二乘法,对上海站相应期间缺测资料进行逐年逐月的恢复,并利用交叉检验的均方误差作为恢复效果的评判.结果发现对缺测资料恢复的总效果以偏最小二乘法为最好,因此选用该方法作为资料恢复的主要方法.恢复过程为每次仅恢复某月份、某测站、某年份的缺测资料,恢复后的估计值作为观测值使用,再进行其它缺测资料恢复的新资料集,如此反复地进行,以近期资料开始,逐步向前期资料延拓.这样做的目的是为了使得和后续的观测资料直接连接.     

一种基于SVD的迭代方法及其用于气候资料场的插补试验

提出一种基于SVD的迭代对气象场序列缺测记录插补延长的技术方法,对长江流域20个测站1月份气温做插补试验,平均均方误差为0.25,插补精度明显优于迭代EOF,插补效果良好且性能稳定;而且插补站数所占比例越小效果越好.此研究表明,基于SVD迭代的插补方法是一种非常有效的插补途径.     

河北保定气象站长序列气温资料缺测记录插补和非均一性订正

基于多源的气温月值资料,在数据整合和初步质量控制基础上,同时采用标准化序列法和多元线性回归法对河北保定气象站1913-2014 年月平均气温、最高气温和最低气温资料进行了插补。通过交叉检验法分析发现,标准化序列法插补得到的气温序列效果较好,并且气候统计特征与同区域周边站的研究结果更具一致性。利用惩罚最大F 检验（PMF）对插补后序列的均一性进行了检验,结果表明：通过插补得到的保定站百年气温月值序列的均一性相对较好,仅月平均最低气温序列存在2 个显著间断点,分别由同类型仪器的更换和台站迁移导致,研究中采用分位数匹配（QM）对其进行了订正,建立了保定站百年气温月值序列。通过与邻近单站及我国中东部区域均一化百年气温序列的综合对比显示,本文建立的保定站百年气温月值序列与邻近单站的相关性基本达到0.8 以上;从增暖趋势来看,保定站与中东部区域平均序列分别达0.121 ℃/10a、0.204 ℃/10a,基本在同一量级内：这一定程度上说明建立的保定站百年气温序列相对合理。     

广西气温的气候变化分析

根据相关原理,采用插补方法,对广西的南宁,柳州沙塘,桂林3站1936年以来的气温序列进行了插补,然后利用多元线性回归议程将3站气温资料延长至1884年,并对广西近百年气温的气候变化特点进行了分析。     

基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验

引入主成分典型相关分析(PC-CCA)方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达25年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小。     

基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验

引入主成分典型相关分析（ＰＣ－ＣＣＡ）方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达２５年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小     

19世纪80年代到20世纪90年代中国年降水量的年代际变化

1　分析方法　　 195 1年之前中国的降水量观测记录残缺不全 ,而且主要限于东部地区 ,因此对近百年的全国降水量的变化还没有系统的了解。 2 0 0 0年王绍武等[1]建立了 1880年以来中国东部季降水量序列。这个序列包括中国东部均匀分布的 35个站 (站点位置见图 1中星号 ) ,时间自 1880年到 1999年 ,但是时间分辨率只达到季。因为所有的缺测都是用史料插补的 ,而史料的精度有限 ,不可能重建月的降水量。不过 ,35个站的降水量序列对中国还是有相当好的代表性。根据 195 1～ 1990年资料 ,35个站平均年降水量与 165个站 (大陆内 160个站加台湾地…     

新疆太阳总辐射资料的均一性检验与气候学估算式的再探讨

参照新疆105个气象台站＂元数据＂,在对12个辐射站逐月日照百分率与月总辐射资料序列进行质量控制检验的基础上,对无效值与缺测值进行了插补订正,继而以Potter非均一性客观检验方法对资料序列进行了非均一性检测,同时以SNTH方法对产生间断的序列进行了相应的非均一化订正。在均一化的月总辐射与月日照百分率资料序列基础上,探...     

北疆地区年降水量的区域性比较

本文以北疆地区61个气象站和水文站25年(1960—1984年)同步观测资料(特别是增加了许多山区站的资料),作为本研究的资料依据,并对其中个别缺测值用相关法进行插补。在此基础上,采用相关聚类方法,将北疆地区61个测站的逐年降水资料分成4个同步区域,从而建立了1960—1984年间区域平均降水序列,对各区域平均降水序