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（1辽宁省盘山县气象局,辽宁盘山 124101； 2大洼县气象局）
摘 要 随着科学技术的不断提高,中、短期天气预报已从20世纪80年代以前的外推法、模式法预报发展到了数值化预报,但对于长期天气预报来说,目前的科技水平还远远不能满足预报的需求,制作长期预报难度很大,需要解决的问题也相当多.运用古典和自创的方法来探索和解析天气的长期运动规律及其所带来的天气现象,即是当前的主要任务之一.该文主要从预报方法的多样性来考虑,选取盘山1957—2000年汛期降水量资料,利用统计学原理来寻找当地汛期降水的规律,再用这些规律来试预报2009年和2010年汛期降水量,以求达到互相验证互相补充的目的.
关键词 概率统计学；预报；降水量
中图分类号 P456.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）06-0226-03
作者简介 王昊（1977-）,男,辽宁盘山人,工程师.研究方向：公共气象服务、气象信息保障.
*通讯作者
收稿日期 2015-02-11
现代气象预报随着技术的发展,已越来越准确,方法也越趋向于现代化、定量化.各种资料越来越多,对提高预报准确率帮助非常大.对于长期预报,当前的气象资料没有短期、中期多.如何做好长期预报,特别是汛期的降水预报,对于预报员来说是一个很关键的问题.预报准确与否,直接影响政府防汛抗旱的决策和广大人民群众的根本利益.
根据盘山的地理位置和具体气候特点,找出适合的具体预报方法,这是摆在预报员面前的艰巨任务,特别是把汛期预报服务做好,才能为政府提供参考,才能使人民群众满意.
1. 基本思路
气象要素具有周期性,如日周期、年周期等.白天气温高、夜间气温低,这是气温的日变化周期；夏天气温高、冬天气温低,这就是气温的年变化周期.如果某项气象要素有足够的资料,统计出其周期各个位相上的平均值,那么这些平均值即可作为相应位相上预报值的参考.该文按着这种思路,尝试找出当地汛期降水是否也存在这种年际的周期.这种周期不是严格的函数周期,而是平均来看具有某种周期,即在周期的高峰时期,平均要素值比较高,在周期的低谷时期,平均要素值比较低,也就是说具有一定概率的统计周期性[1-3].
某地的月降水量逐年数值总是不相同,即存在着一定的差异,这种差异包含2个方面的差异,即偶然性差异和条件性差异.偶然性差异主要由许多独立的随机因素引起的随机误差,这种误差一般服从正态分布,其年际变化并不明显,在统计学的周期是可以被平滑.条件性差异则是由条件变化而引起的系统性差异,这种差异使观测数据的平均值或者方差发生显著变化.以当地汛期降水而言,这里的条件即是指大气环流等条件有周期性的逐年变化,如盘山汛期降水按不同年份进行分组,即可假定为本地大气环流等有这样的周期性变化,然后判断周期是否存在,如果存在,是否显著.判断这种周期是否显著存在,恰好就是判断按不同年份分组之间的组间差异是否显著存在,这样即可借用数学的方法来加以分析[4-5].
2. 具体方差分析方法
2.1 历史气象资料选择
选用盘山国家一般气象站1957—2000年共44年的汛期6—9月降水量资料（表1）.
2.2 计算各组平均值
从表1中把每月的资料按1年、2年、3年等Y年进行顺次排列分组,然后按各种分组的表计算出各组平均值,表2为历年6月降水量按4年分组情况,按Y年分组表省略.
以上分组的思路为：如果分组的年数恰和序列存在的显著周期相符,那么必然是周期峰值数据分在同一组内,低谷时的数据值分在同一组内,各组之间平均值差异较大,而组内之间的差异较小,而组间差异即是不同环流条件的周期性变化,也可叫做条件性差异,而组内差异则代表偶然性差异[6-10].
2.3 按不同年份分组进行计算、作周期判断
按照通过公式：
计算出第1周期F检验表,盘山站1957—2000年汛期6月降水资料按不同年份组计算后,得出F检验表（表3）.可以看出,4年分组的F值最大,为3.07,而F0.10的值为2.23,即F≥F0.10,说明资料在按4年分组的情况下周期是显著的,且F0.05的值为2.84,即周期显著的可信程度超过了95%.
2.4 分析第2和剩余周期
从原始数据中按顺序分别减掉第1周期中的组平均值,得出新的序列（表4）.
用求第1周期的方法对新序列（1）再进行周期分析直到剩余的新序列（即剩余误差）数值很小,足以达到预报精度为止,对盘山6月降水共分析出6个周期,7月7个周期,8月6个周期,9月8个周期,其各月份剩余误差都较小.
以6月为例,剩余误差：
基本符合预报要求,当然在个别年份降水量较少时,实际应用效果会差一些.
2.5 对各个周期迭加,作出未来预报
通过上述的周期分析,然后按下式进行迭加,
R等于VA1i+VA2i+等+VAbi
式中,i为每个周期的年份数,b等于1,2,3等,从而计算得出表5.
从表5可以看出,本地的降水实际值与预报值已经非常的接近,达到了预报所要求的精度,也说明当地的降水确实存在这样的周期性变化.当然,在个别年份降水明显偏少或偏多时,误差也会较大,那是因为计算结果中历史曲线的特殊峰值已被平均值所取代,即被平滑掉了的结果.例如2000年的数值,其预报值与实际值的误差就较大.
3. 应用计算结果作2009—2010年的实际天气预报
应用方差分析作出的汛期各月降水量预报经2009—2010年2年的实践检验,其效果较好.其中,2009年预报6—9月降水量为110.8 mm,历年值为454.2 mm,为偏少年份.而2009年运用其他方法得出的降水预报趋势都倾向于较多,比常年要多1~2成.而实际降水只有66.5 mm,比本方法预计的还要少一点.这说明本预报方法更能比较真实地反映当地汛期的降水特点.
2010年预计汛期降水量为293.3 mm,历年值为454.2 mm,为偏少年份,实际降水量为389.0 mm.而运用其他方法作预报所得出的结论为略少年份.
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4. 结论与讨论
从近几年的实际预报效果来看,汛期降水是有规律的,存在着比较显著的周期变化,上述方法进行降水量预报是有效的,也是比较好的方法之一.特别是2014年,预报汛期降水偏少,当地政府早下决心、早行动,采取了变冬闲为冬忙、兴修水利工程、进行农村产业结构调整、节约用水等措施,都大大地降低了干旱少雨给农业生产带来的灾害程度,为在大旱之年确保农业丰收做出气象部门应有的贡献.
5. 参考文献
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[10] 李庆雷,马楠,付遵涛.时间序列非平稳检测方法的对比分析[J].北京大学学报：自然科学版,2013（2）：85-93.
总结：本论文可用于周期预报论文范文参考下载，周期预报相关论文写作参考研究。
元素周期表引用文献:
[1] 周期论文范文 周期方面论文范文文献5000字
[2] 周期论文范文 关于周期相关论文范文检索2万字
[3] 周期论文范文 周期类开题报告范文2万字
