2006年7月18日，一名青年跳入英国的泰晤士河游泳。
7月，英国出现了据称是近百年来的最高气温。
2006年7月23日，在法国东南部的里昂，一只猴子端 起瓶子喝水。在今年热浪袭击期间，法国共有112人 直接死于高温
2006年7月19日，在德国东部的一片麦田中，一位 农民手捧受到高温干旱影响而颗粒干瘪的麦穗。
气象统计方法
主讲：温 娜
南京信息工程大学 大气科学学院 2014年9月
本课件主要参考南信大李丽平老师的课件
第六章 气候变化趋势分析
1. 1861年以来，全球的气温变化趋势如何？ 2. 找出20世纪气温增幅最大的两个时期。
气候变化的影响
可能的影响
健康
天气原因的死亡现象 传染病
农业
气候变化 气温 降水
。
第三节 滑动平均（wei47）
一、方法概述
滑动平均是趋势拟合技术最基础的方法， 它相当于低通滤波器。用确定时间序列的平滑 值来显示变化趋势。
对样本量为n的序列x，其滑动平均序列 为：
1 k ˆ j xi j 1 x k i 1
j 1,2,, n k 1
其中，k为滑动长度，k最好取奇数，以使平 均值可以加到时间序列中项的时间坐标上。
之则为下降趋势，b值的大小反应了上升和下降
的速率，即倾向程度。 2，相关系数r 变量与时间的相关系数表示变量y随时间变 化程度。要判断变化趋势的程度是否显著，就要 对相关系数进行显著性检验。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 举 例 1
举例2
第二节
累积距平
一、方法概述 累积距平也是一种常用的、由曲线直观判断 变化趋势的方法。对于序列x,其某一时刻t的累 积距平表示为：
气候变暖，雪线升高，气候变冷，雪线下降 。
第一节
线性倾向估计
基本概念： ---气候时间序列：随时间变化的一列气候数据。 如年降水总量序列、月海表温度序列、季平均气温序 列等。 ---气候序列的基本特点： 1）数据取值随时间变化； 2）每一时刻取值的随机性； 3）前后时刻数据之间存在相关性、持续性； 4）序列整体有上升或下降趋势，呈周期振荡 5）某一时刻数据取值出现转折或突变。
淮河流域夏季降水标准化距平
3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 1952 1956 1960 1964 1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004
三、五、七和九点二次平滑
一、方法概述
对时间序列做三点二次、五点二次、 七点二次和九点二次平滑，与滑动平均 一样，也起到低通滤波的作用，以展示 出变化趋势。 优点：可以克服滑动平均削弱过多波 幅的缺点。
对时间序列x，用二次多项式拟合：
x a0 a1t a 2 t 2
a2 ， a1 、 根据最小二乘法原理确定系数 a 、 可以得到三点二次、五点二次、七点二次和 九点二次平滑公式：
ˆt x
其中，
(x
i 1
t
i
x)
x
i 1 n
t 1,2,, n
1 x n
i
二、计算步骤 （1）计算出x的均值； （2）根据上式逐一计算出各个时刻的 累积距平值。
注意：最后一个累积距平值为0(相当 于全部距平的和，当然为0)。
三、计算结果分析 1）累积距平曲线呈上升趋势，表示距平值 增加(正距平为主)； 2）呈下降趋势，表示距平值减小(负距平 为主) ； 3）从曲线明显的上下起伏，可以判断其长 期显著的的演变趋势及持续性变化，甚至还可 以判断出发生突变的大致时间。从曲线小的波 动可以考察其短期的距平值变化。
拉萨站冬季气温的异常（1958-2007）
对样本量为n、预报量y与预报因子 x(时间变量)的一组样本，如果认为y与x 是一种统计线性关系，预报量的估计量 与x有如下关系：
ˆ i a bxi i 1,2,, n y
1，回归系数b
回归系数b表示了变量y的趋势倾向。b符号
为正，说明变量随时间t的增加呈上升趋势，反
二、计算步骤
n个数据可以得到n-k+1的平滑值。先 用前k个数据求和，得到一个数字，然后依 次用这个数字减去平均时段的第一个数 字，并加上第k+1个数据，再用求出的值除 以k，循环这样的过程计算出第2个到第nk+1个平滑值。第一个平滑值就是前k个数 据的平均值。
三、计算结果分析 主要从滑动平均序列曲线图来诊断 其变化趋势。例如：看其演变趋势有几 次明显的波动，是呈上升还是下降趋势。
图1c 1981 年是个明显的转折点, 在这之前累积曲线呈下降趋 势, 海温以负距平为主, 这之 后累积曲线呈上升趋势, 海温 以正距平为主。1951- 1980 年平均海温距平为-0.08℃, 1982- 1993 年为0.21℃, 赤道 太平洋年平均海温1981 年后
b 西风漂流区的年平均海温距平(实线) 和累积曲线(虚线) ; 比1981 年前增加了0.29℃ c 赤道太平洋区年平均海温距平(实线) 和累积曲线(虚线).
海平面上 升
作物产量 灌溉用水的需求变化
自然灾害
频率 地理分布 强度
水资源
水量 水质 用水竞争
海岸带
沿岸侵蚀 沿岸土地淹没 沿岸城乡保护的成本
自然生态区
物种和栖息地的丧失
2008年春节前后中国雪灾
2009年11月11日大雪（太原/石家庄）
2009年11月10日湖北冰雹 十级大风 渔民吓得腿软
图1b 1976 年是个明显的转折点, 在这之前累积曲线基本上呈 上升趋势, 海温以正距平主, 这之后累积曲线呈下降趋势, 海温以负距平为主。19511975 年平均海温距平为0.2℃, 而1977- 1993 年平均海温距 平为-0.28℃。这就是说西风 漂流区年平均海温从19511975 年至1977- 1993 年下降 了0.48℃。
2010年西南干旱
挖地八天找水
这是2006年2月,德国南部部分地区遭遇暴风雪天 气。据当地气象学家称，这是德国南部近十年来 遭遇的最强降雪。
这是2006年2月23日，距菲律宾首都马尼拉 东南675公里的吉恩萨贡村2月17日被暴雨 引发的泥石流袭击，造成上千人丧生。
这是2006年5月10日，一名男子在喷泉中享受清凉。 当日，巴基斯坦部分地区最高温度达到49摄氏度。