2013氣象統(tǒng)計實習報告

1、實習一 求500hPa高度場氣候場、距平場和均方差場1、 實習內(nèi)容有一500hPa高度場資料,文件名h500.dat,范圍：60150E,040N.時段：1982.11985.12共48個月。水平分辨率：2.5*2.5,格點數(shù)：37*17。 編fortran程序,求500hPa高度場的（1）氣候場；（2）距平場；（3）均方差場。并能用Grads做出圖形,實習報告中氣候場、距平場、均方差場任意給出兩張圖,圖注要清楚,即要注明是哪個時間的圖形,并做簡單分析。2、 fortran程序 program main implicit none integer ii,jj,mo,yr parameter(i

2、i=37,jj=17,mo=12,yr=4) real var(ii,jj,mo,yr) real climate(ii,jj,mo),juping(ii,jj,mo,yr),junfang(ii,jj,mo) integer i,j,m,iy open(5,file=d:1h500.dat) open(1,file=d:1h500aver.grd,form=binary) open(2,file=d:1h500juping.grd,form=binary) open(3,file=d:1h500junfang.grd,form=binary) do iy=1,4 !讀數(shù)據(jù)資料 h500 do

3、 m=1,12 read(5,1000) read(5,3000) (var(i,j,m,iy),i=1,ii),j=1,jj) End do End do1000 format(2i7)2000 FORMAT(37F6.2)3000 format(37f8.1)4000 format(37f7.2) do m=1,mo !氣候場 do j=1,jj do i=1,ii climate(i,j,m)=0 do iy=1,yr climate(i,j,m)=climate(i,j,m)+var(i,j,m,iy) end do climate(i,j,m)=climate(i,j,m)/4 en

4、d do end do end do write(1)(climate(i,j,m),i=1,ii),j=1,jj),m=1,mo) do i=1,ii !距平場 do j=1,jj do m=1,mo do iy=1,yr juping(i,j,m,iy)=var(i,j,m,iy)-climate(i,j,m) end do end do end do end do write(2)(juping(i,j,m,iy),i=1,ii),j=1,jj),m=1,mo),iy=1,yr) do m=1,mo !均方差場 do i=1,ii do j=1,jj junfang(i,j,m)=0 d

5、o iy=1,yr junfang(i,j,m)=junfang(i,j,m)+juping(i,j,m,iy)*2 end do junfang(i,j,m)=sqrt(junfang(i,j,m)/yr) end do end do end do write(3)(junfang(i,j,m),i=1,ii),j=1,jj),m=1,mo) End3、 圖形顯示 1、氣候場：t=7分析：7月份多年平均場在東部海面有高壓中心,西部有低壓中心。 2、距平場：T=1982.7分析：對于7月份而言,1982年的高度場偏低,大部分地區(qū)為負距平。實習二 計算給定數(shù)據(jù)資料的簡單相關(guān)系數(shù)和自相關(guān)系數(shù)一、實

6、習內(nèi)容根據(jù)下表中年平均氣溫和冬季平均氣溫的等級數(shù)據(jù)進行下列計算：1）計算兩個氣溫之間的簡單相關(guān)系數(shù)。2）分別找出兩個氣溫數(shù)據(jù)自相關(guān)系數(shù)絕對值最大的滯后時間長度。（滯后長度最大取10）二、fortran程序program main implicit noneinteger i,j,maxireal:k=0,sumx=0,sumy=0,xa,ya,sx,sy,r1,y(20),x(20),rx(10),ry(10)real:data1(20)=(/3.4,3.3,3.2,2.9,3.4,2.8,3.6,3.0,2.8,3.0,3.1,3.0,2.9,2.7,3.5,3.2,3.1,2.8,2.9,

7、2.9/)real:data2(20)=(/3.24,3.14,3.26,2.38,3.32,2.71,2.84,3.94,2.75,1.83,2.8,2.81,2.63,3.2,3.6,3.4,3.07,1.87,2.63,2.47/)do i=1,20sumx=sumx+data1(i)sumy=sumy+data2(i)end doxa=sumx/20;ya=sumy/20sumx=0;sumy=0do i=1,20sumx=sumx+(data1(i)-xa)*2；sumy=sumy+(data2(i)-ya)*2end do sx=sqrt(sumx/20);sy=sqrt(sumy

8、/20)sumx=0;sumy=0do i=1,20x(i)=(data1(i)-xa)/sx；y(i)=(data2(i)-ya)/syend dodo i=1,20 sumx=sumx+x(i)*y(i)end dor1=sumx/20;sumx=0print *,簡單相關(guān)系數(shù)為,r1do j=1,10 do i=1,20-j sumx=sumx+x(i)*x(i+j)；sumy=sumy+y(i)*y(i+j) end do rx(j)=abs(sumx/(20-j)； ry(j)=abs(sumy/(20-j) sumx=0;sumy=0end domaxi=1do i=1,10 if

9、(rx(i)=rx(maxi) then maxi=i end ifend doprint *,年平均氣溫對應的j為,maximaxi=1do i=1,10 if(ry(i)=ry(maxi) then maxi=i end ifend doprint *,冬季平均氣溫對應的j為,maxiend 三、運行結(jié)果顯示實習三 計算給定數(shù)據(jù)的落后交叉相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù) 一、實習內(nèi)容根據(jù)下表北京冬季（12月2月）氣溫資料計算：12月氣溫與1月和2月氣溫的落后交叉相關(guān)系數(shù)（滯后長度最大取10）和偏相關(guān)系數(shù)。在實習報告中給出程序。年份12月1月2月19511.0-2.7-4.31952-5.3-5.9-3

10、.51953-2.0-3.4-0.81954-5.7-4.7-1.11955-0.9-3.8-3.11956-5.7-5.3-5.91957-2.1-5.0-1.619580.6-4.30.21959-1.7-5.72.01960-3.6-3.61.31961-3.0-3.1-0.819620.1-3.9-1.11963-2.6-3.0-5.21964-1.4-4.9-1.71965-3.9-5.7-2.51966-4.7-4.8-3.31967-6.0-5.6-4.91968-1.7-6.4-5.11969-3.4-5.6-2.01970-3.1-4.2-2.91971-3.8-4.9-3.

11、91972-2.0-4.1-2.41973-1.7-4.2-2.01974-3.6-3.3-2.01975-2.7-3.70.11976-2.4-7.6-2.21977-0.9-3.5-2.31978-2.7-4.2-0.51979-1.6-4.5-2.91980-3.9-4.8-1.4二、fortran程序program main implicit noneinteger iy,t,j,ireal:var(30,3),s12(10),s13(10),s1=0,s2=0,s3=0,a1,a2,a3,sum1=0,sum2=0,sum3=0,r12(10),r13(10),p12,p13,t12

12、,t13,t23open(18,file=d:gradsshiyan3.txt) !讀入數(shù)據(jù) read(18,*) (var(iy,t),t=1,3),iy=1,30)do iy=1,30 !求均值和標準差 s1=s1+var(iy,1) s2=s2+var(iy,1) s3=s3+var(iy,1)end doa1=s1/30；a2=s2/30；a3=s3/30do iy=1,30 sum1=sum1+(var(iy,1)-a1)*2 sum2=sum2+(var(iy,2)-a2)*2 sum3=sum3+(var(iy,3)-a3)*2end do s1=sqrt(sum1/30);s2

13、=sqrt(sum2/30);s3=sqrt(sum3/30);sum1=0;sum2=0;sum3=0do j=1,10 !求12月和1月落后交叉相關(guān)系數(shù)r12以及12月和2月系數(shù)r13do i=1,30-j sum1=sum1+(var(i,1)-a1)*(var(i+j,2)-a2) sum2=sum2+(var(i,1)-a1)*(var(i+j,3)-a3)end dor12(j)=sum1/(30-j)/s1/s2；r13(j)=sum2/(30-j)/s1/s3sum1=0;sum2=0end dosum1=0;sum2=0;sum3=0print *,12月和1月落后交叉相關(guān)系

14、數(shù)r12(j) !輸出12月和1月落后交叉相關(guān)系數(shù)r12(j)以及12月和2月系數(shù)r13(j)do j=1,10 print *,j=,j,時,r12=,r12(j)end doprint * print *,12月和2月落后交叉相關(guān)系數(shù)r13(j)do j=1,10 print *,j=,j,時,r13=,r13(j)end do print *do i=1,30 !求12月和1月簡單相關(guān)系數(shù)t12,求12月和2月t13,以及1月和2月t23 sum1=sum1+(var(i,1)-a1)*(var(i,2)-a2) sum2=sum2+(var(i,1)-a1)*(var(i,3)-a3)

15、 sum3=sum3+(var(i,2)-a2)*(var(i,3)-a3)end dot12=sum1/30/s1/s2；t13=sum2/30/s1/s3；t23=sum3/30/s2/s3p12=(t12-t13*t23 )/sqrt(1-t13*2)*(1-t23*2) !求12月和1月偏相關(guān)系數(shù)p12以及12月和2月系數(shù)p13p13=(t13-t12*t23 )/sqrt(1-t12*2)*(1-t23*2) print *,12月和1月偏相關(guān)系數(shù)p12=,p12 !輸出12月和1月偏相關(guān)系數(shù)p12以及12月和2月系數(shù)p13 print *print *,12月和2月偏相關(guān)系數(shù)p13

16、=,p13 end 三、運行結(jié)果顯示 實習四 求給定數(shù)據(jù)的一元線性回歸方程一、實習內(nèi)容利用下表數(shù)據(jù),以環(huán)流指標為預報因子,氣溫為預報量,計算氣溫和環(huán)流指標之間的一元線性回歸方程,并對回歸方程進行檢驗。年份氣溫T環(huán)流指標19510.93219521.22519532.22019542.4261955-0.52719562.5241957-1.128195802419596.21519602.71619613.2241962-1.13019632.52219641.23019651.82419660.63319672.42619682.52019691.2321970-0.835二、fortran

17、程序program mainimplicit noneinteger ireal:x(20),y(20),sumx=0,sumy=0,xa,ya,b,a,sx=0,sy=0,sxy=0,f,rxyopen(8,file=d:shiyan.dat)do i=1,20read(8,*) y(i),x(i)end dodo i=1,20sumx=sumx+x(i)sumy=sumy+y(i)end doxa=sumx/20ya=sumy/20do i=1,20sx=sx+(x(i)-xa)*2sy=sy+(y(i)-ya)*2sxy=sxy+(x(i)-xa)*(y(i)-ya)end dosx=s

18、qrt(sx/20)sy=sqrt(sy/20)sxy=sxy/20b=sxy/sx/sxa=ya-b*xaprint *,y=,b,x,+,arxy=sx*b/syf=rxy*2*18/(1-rxy*2)if(f4.41) print *,F=,f,F=4.41,回歸方程顯著if(f=4.41) print *,F=,f,F=4.41,回歸方程不顯著End三、運行結(jié)果顯示 實習五 求給定數(shù)據(jù)的多元線性回歸方程一、實習內(nèi)容說明：x1-x4為四個預報因子,y為預報量；樣本個數(shù)n=13要求：選取預報因子1、2、4,求預報量的標準化回歸方程。i12345678910111213x1711111711

19、3122111110x226295631525571315447406668x3615886917221842398x46052204733226442226341212y78.574.3104.387.695.9109.2102.772.593.1115.983.8113.3109.4二、fortran程序program mainimplicit noneinteger i,j,kreal:x(4,13),ax(4)=0,s(4)=0,r(3,4)=0,key(3)open(8,file=d:grads5.dat)read(8,*) (x(j,i),i=1,13),j=1,4)do j=1,

20、4 !平均 do i=1,13 ax(j)=ax(j)+x(j,i) end do ax(j)=ax(j)/13end do do j=1,4 !標準差do i=1,13 s(j)=(x(j,i)-ax(j)*2+s(j)end dos(j)=sqrt(s(j)/13)end dodo j=1,4 !標準化 do i=1,13 x(j,i)=(x(j,i)-ax(j)/s(j) end doend do do i=1,3 !相關(guān)距陣 do j=1,4 do k=1,13 r(i,j)=r(i,j)+x(i,k)*x(j,k) end do r(i,j)=r(i,j)/13 end doend

21、dodo i=1,3 do j=1,4 print *,r(i,j) end doend do call linearequations(r,3,key) !求系數(shù)向量print *,y=,key(1),x1,+,key(2),x2,+,key(3),x4end programinteger function linearequations(ba,mm,key) implicit none integer mm,i,j,k real ba(mm,mm+1),temp(mm+1),tmp,d(mm),key(mm) do i=1,mm-1 if(ba(i,i)=0.0) then do j=i+

22、1,mm if(ba(j,i)/=0.0) then temp=ba(i,1:mm+1) ba(i,1:mm+1)=ba(j,1:mm+1) ba(j,1:mm+1)=temp end if end do end if if(ba(i,i)=0.0) then linearequations=0 return end if do j=i+1,mm tmp=ba(j,i)/ba(i,i) ba(j,i:mm+1)=ba(j,i:mm+1)-tmp*ba(i,i:mm+1) end do end do d=0 key(mm)=ba(mm,mm+1)/ba(mm,mm) do i=mm-1,1,-1

23、 do j=mm,i+1,-1 d(i)=d(i)+key(j)*ba(i,j) end do key(i)=(ba(i,mm+1)-d(i)/ba(i,i) end do linearequations=1end function linearequations三、運行結(jié)果顯示 實習六 分析中國夏季降水線性趨勢的分布特征1、 實習內(nèi)容利用數(shù)據(jù)160zhan-rainfall-summer.txt,編寫求1982-2006年中國160站各站夏季降水線性傾向率,給出分布圖,并進行簡單分析。read-rain.for給出了閱讀資料的fortran程序。數(shù)據(jù)在文件夾中單獨給出。2、 fortran程

24、序program maininteger m,nparameter(m=160,n=25)integer:sta(m),i,j,f(m,n),nlev,nflagreal:jd(m),wd(m),averj(m)=0,averf(m)=0,sumjf(m)=0,sumjj(m)=0,b(m),timopen(1,file=d:gradsshiyan6160zhan-rainfall-summer.txt) ! read data read(1,*) do i=1,mread(1,*) sta(i),wd(i),jd(i),(f(i,j),j=1,n) End do do i=1,m !求b do j=1,n averj(i)=averj(i)+j averf(i)=averf(i)+f(i,j) sumjf(i)=sumjf(i)+j*f(i,j) sumjj(i)=sumjj(i)+j*j end do averj(i)=averj(i)/n averf(i)=