蘭州地區(qū)降水量正態(tài)分布特征

1、蘭州地區(qū)降水量正態(tài)分布特征白冰1，陸登榮1，韓海濤1，朱洪磊1，王有恒2 (1甘肅省氣象信息與技術(shù)裝備保障中心，甘肅蘭州730020；2西北區(qū)域氣候中心，甘肅蘭州730020)摘要：在對降水資料的分析與研究中，要求降水資科的時間序列呈現(xiàn)正態(tài)分布。根據(jù)蘭州地 區(qū)的蘭州站、皋蘭站、榆中站和永登站的19602010年的降水量資料，采用“偏度峰度系 數(shù)+w檢驗(yàn)”的方法，嚴(yán)格對蘭州地區(qū)的年、季和月降水量正態(tài)特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明： 蘭州地區(qū)四個氣象站的年降水量均成正態(tài)性分布特征：蘭州、皋蘭和永登三站的夏、秋兩季 降水量正態(tài)性分布，榆中站只有秋季降水量成正態(tài)性分布，秋季降水量的正態(tài)性最好，冬季 最差：全年

2、8月、9月和lO月均有氣象站降水量成正態(tài)性分布，蘭州站通過正態(tài)性檢驗(yàn)的 月份最多為8月和9月，皋蘭站備月降水量均沒有通過正態(tài)性檢驗(yàn)，榆中站和永登站成正態(tài) 性分布特征的月份分別為9月和10月。 關(guān)鍵詞：蘭州地區(qū)：降水量；正態(tài)分布：正態(tài)性檢驗(yàn)Normal Distribution Characteristics of Precipitation inBAI bin91，LU Deng 11湘91，HAN Hal ta01，2IU Hong lci l，WANG You hen2 2，YU Jie， f 1Gansu Meteorological information and Technic Su

3、pport and Equipment Center，LanzhOU730020China；2Northwest Regional Climatc Center。L柚zhou，730020，China；3Institute of Arid MeteorologyCMA，Lanzhou，730020，China)Abstract：W色require precipitation data obey the normal distribution，in the analysis of precipitmion dataAccording tO the observmionaI precipitati

4、on data collected from weather station including Lanzhou Station，Gaolan Smfion，Yuzhong Station and Yongdeng Station in L粕zhou regionfrom 1 960 to 20 10Based on monthly,seasonal and armsal precipitation，the normality of the precipitation was analyzed by using the“skewness and sharpness cocfficient+W

5、test”methods stricklyThe results showed that the annual preci：piration was subjected to normal distilbufion in every station in Langhoti region；Lanzhou Station，Gaolan Station and Yongdeng Station were subected tO normal distribufion in summer and autumn，Yuzhong Station was only SUbjected to normal d

6、istribufon in autumn，and the normality of precipitation in autumn was the best Whercas the normality of precipitation in winter was the worsL Monthly precipitations fromAugust tO October in Lanzhou region were subjected to normal dimibutionLanzhou Station wassubjected to normal distribution in Au【gu

7、st and September,Gaolan Station was not subjected tonorm,d distribution in each month,and Yuzhong Station and Yongdeng Station were subjected to normal distribution in September and OctoberKey words：Lanzhou region；precipitation；normal distribution；normality test1引言蘭州位于隴西黃土高原的西北部，地處溫帶濕潤氣候與溫帶干旱氣候的過渡 帶

8、，溫差大、降水少、冬季時間較長，具有顯著的溫帶半干旱氣候的特點(diǎn)。由于 該地區(qū)降水少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展與降水量關(guān)系密切，因此對該地區(qū)的降水研資助項(xiàng)目：闋家氣象信息中心2012年度公益性行業(yè)(氣象)科研專項(xiàng)，中國近60年地面關(guān)鍵氣候要素均 一性檢驗(yàn)與訂正技術(shù)及站址變動影響研究(202)。 作者簡介：自冰(1983年)，遼寧阜新人，碩士，工程師，主要從事氣象數(shù)據(jù)處理與分析工作。究顯得至關(guān)重要。降水是氣候研究的重要方面之一，受到國內(nèi)外很多學(xué)者的關(guān)注， 在對降水資料的分析與研究中，要求降水資料的時間序列符合正態(tài)分布，氣候變 化研究中資料序列的均一化也要求檢驗(yàn)序列和參考序列服從正態(tài)分布。但是，部 分降水

9、資料并不是很好地符合正態(tài)分布旺巧1。因此，對降水資料的正態(tài)分布分析 是其它降水方面研究的基礎(chǔ)，意義重大。近年來，很多學(xué)者對降水資料的正態(tài)分布特征進(jìn)行了相關(guān)研究，取得了部分 成果。胡文東等對寧夏各氣象站的年、季、月降水量資料，使用偏度與峰度檢驗(yàn) 方法和x2檢驗(yàn)方法，對降水量分布的正態(tài)性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：寧夏大多 數(shù)氣象站的年降水量服從正態(tài)分布，夏、秋季的計(jì)算結(jié)果普遍比冬、春季更好， 月降水總體分析表明，各站均不服從正態(tài)性分布【6】。王紀(jì)軍等對南省48個氣象站月、年降水量資料，利用標(biāo)準(zhǔn)偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)檢驗(yàn)方法，對降水量的正態(tài) 性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，河南省大多數(shù)氣象站的月和年降水量不服從正態(tài)

10、分布， 但對降水量序列進(jìn)行開平方或開立方處理后，降水量序列的正態(tài)性得到明顯的改 善川。另外，方建剛、陶云、黃嘉佑等也對不同地區(qū)的降水量正態(tài)分布特征進(jìn)行 了相關(guān)的研究8101，但不同地區(qū)的降水資料也存在差異，檢驗(yàn)的結(jié)果不盡相同。2資料與方法本文利用蘭州地區(qū)的四個氣象站50 a的降水資料，對降水量的正態(tài)分布特征 進(jìn)行分析，為其他學(xué)者進(jìn)一步研究蘭州地區(qū)的降水規(guī)律和預(yù)報(bào)工作提供理論基礎(chǔ)。選用降水資料經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，遷站等環(huán)境因素造成的非均一性對年、季、月降水分布特征影響不大。21資料蘭州市范圍內(nèi)的四個氣象站(蘭州站、皋蘭站、榆中站、永登站)19602010年的年、季、月降雨資料見表1。表1蘭州地區(qū)

11、氣象臺站表Table 1 The weather station in Lanzhou region22方法大部分學(xué)者采用偏度系數(shù)和峰度系數(shù)檢驗(yàn)、x2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)、D檢驗(yàn)等對降 水資料做正態(tài)性檢驗(yàn)，本文采用“偏度峰度系數(shù)+w檢驗(yàn)”的方法，嚴(yán)格對蘭州 地區(qū)降水量正態(tài)特征進(jìn)行分析。22。l偏度一峰度系數(shù)檢驗(yàn) 計(jì)算公式：靛壤計(jì)蔣公式：稚=蟓發(fā)：i=f。蔣公式；H= 一一銣g。表示偏度，92表示峰度，通過計(jì)算g。和92及其標(biāo)準(zhǔn)誤差0 g及0 g：，然后作U 檢驗(yàn)。兩種檢驗(yàn)同時得出UO05的結(jié)論時，才可以認(rèn)為該組資 料服從正態(tài)分布。222 W檢驗(yàn)Shapiro-Wilk檢驗(yàn)法是SSShapiro與地BW

12、ilk提出用順序統(tǒng)計(jì)量W來 檢驗(yàn)分布的正態(tài)性，對研究的對象總體，先提出假設(shè)認(rèn)為總體服從正態(tài)分布，再 將樣本量為n的樣本按大小順序排列，然后由確定的顯著性水平a，如果a值大于 005，表明資料服從正態(tài)分布。3結(jié)果與討論根據(jù)“偏度峰度系數(shù)+w檢驗(yàn)”的方法，嚴(yán)格對蘭州地區(qū)年、季和月降水量 進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，應(yīng)用IBM SPSS Statistics 19軟件實(shí)現(xiàn)本文所提方法，均值 的置信區(qū)間選取為95。31年降水資料正態(tài)性特征蘭州地區(qū)四個氣象站年降水量的偏度系數(shù)原始序列平均為0348，蘭州站偏 度系數(shù)最大為0690，永登站最小為0017；蘭州站峰度系數(shù)為正值，其它三個 站皆為負(fù)值。當(dāng)置信水平a=O05

13、時，經(jīng)檢驗(yàn)四個站的年降水資料均成正態(tài)性分 布特征，見表1。表2蘭州地區(qū)年降水量正態(tài)檢驗(yàn)結(jié)果表Table 2 The Normal distribution test Oil annual precipitation in Lanzhou region站名偏度峰度系數(shù)結(jié)合w檢驗(yàn)蘭州是皋蘭是榆中是永登是32季降水資料正態(tài)性特征分別對四個氣象站的春、夏、秋、冬四季降水量進(jìn)行嚴(yán)格正態(tài)性檢驗(yàn)，見表 2。當(dāng)置信水平a=005時，蘭州站、皋蘭站和永登站的夏、秋兩季降水量均通過 正態(tài)性檢驗(yàn)；榆中站只有秋季降水量通過正態(tài)性檢驗(yàn)。蘭州站的偏度系數(shù)和峰度 系數(shù)皆為正值；皋蘭站和永登站的夏季峰度系數(shù)為負(fù)值，偏度系數(shù)皆

14、為正值；系 榆中站的冬季峰度系數(shù)為負(fù)值，偏度系數(shù)皆為正值。四個站的春季偏度系數(shù)皆為 最大，皋蘭站和永登站夏季最小，蘭州站秋季最小，榆中站冬季最小。經(jīng)分析， 蘭州站的季降水量正態(tài)性最好，榆中站最差；夏、秋兩季降水量正態(tài)性比冬、春 兩季好，特殊的是榆中站的冬季降水量接近正態(tài)性分布。表3蘭州地區(qū)季降水量正態(tài)檢驗(yàn)結(jié)果表Table也eNormal distribution test on seasonal precipitation in Lanzhou region33月降水資料正態(tài)性特征由蘭州地區(qū)四個氣象站月降水量正態(tài)檢驗(yàn)結(jié)果表看出，月降水量基本不服從 正態(tài)性分布。當(dāng)置信水平o=005時，對各月降水

15、量進(jìn)行嚴(yán)格正態(tài)性檢驗(yàn)。月降 水量序列均為正偏，從月降水資料看11月和12月偏度系數(shù)偏大。8月和9月偏 ?。核膫€氣象站的峰度系數(shù)都只有少數(shù)幾個月為負(fù)值，站間差異較小。蘭州站的 8月和9月降水量通過正態(tài)性檢驗(yàn)，皋蘭站月降水量均沒有通過正態(tài)性檢驗(yàn)，榆 中站只有9月降水量通過正態(tài)性檢驗(yàn)，永登站只有10月降水量通過正態(tài)性檢驗(yàn)。表4蘭州地區(qū)月降水量正態(tài)檢驗(yàn)結(jié)果表!蘭!12蘭!壘2 12翌璺!i：!三i紐!i竺三2蘭1 2翌型：2堂Z 2：寶!i2i!呈!i22 i翌蘭呈翌!12竺三2蘭i2翌站名 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月4結(jié)論本文用“偏度峰度系數(shù)+W檢驗(yàn)

16、”的方法，嚴(yán)格對蘭州地區(qū)年降水量進(jìn)行正 態(tài)性檢驗(yàn)。得到以下幾點(diǎn)結(jié)論： (1)蘭州地區(qū)四個氣象站的年降水量均成正態(tài)性分布特征；蘭州、皋蘭和永登三 站的夏、秋兩季降水量均成正態(tài)性分布特征，榆中站只有秋季降水量均成正態(tài)性 分布特征，秋季降水量的正態(tài)性最好，冬季最差。 (2)月降水量正態(tài)性檢驗(yàn)表明，全年8月、9月和10月均有氣象站降水量成正態(tài)性分布特征，蘭州站通過正態(tài)性檢驗(yàn)的月份最多為8月和9月，皋蘭站各月降 水量均沒有通過正態(tài)性檢驗(yàn)，榆中站和永登站成正態(tài)性分布特征的月份分別為9 月和10月。(3)綜合分析來看，皋蘭站的降水量正態(tài)性分布特征最差，皋蘭縣區(qū)屬隴西黃土高 原，山川相問，多為山地，這是造成該

17、地區(qū)降水量序列爿#均一性的主要原因。于2014年第一期干旱氣象已刊出參考文獻(xiàn)1袁興仁蘭州地區(qū)年降水量的分布函數(shù)J疆北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)。1990。2(2)：6971Yuan XingrenDistribution Function on the Annual Precipltation in Lanzhou RegionjJOUrnAL OF NORTI刪EST NOR眥L哺IVERSITY秣ATURL ScIENCE)，1990，2(2)：69-71【2曹杰，陶云中國的降水爨符合正態(tài)分布嗎?CJ自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2002，(3)：115120CaoJie，TaoYunDoes the r

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