《大氣科學中的統(tǒng)計方法》課程教學大綱

1、大氣科學中的統(tǒng)計方法Statistical Method in Atmospheric Science一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課課程學分： 2 學分課程總學時： 32 學時，其中講課： 20 學時，實驗（含上機）： 12 學時課程性質(zhì)：選修開課學期：第7學期先修課程：概率論與數(shù)理統(tǒng)計、多元統(tǒng)計分析、大氣科學概論適用專業(yè)：統(tǒng)計學教材：魏風英，現(xiàn)代氣候統(tǒng)計與診斷技術（第2版），北京: 氣象出版社，2007開課單位：數(shù)學與統(tǒng)計學院統(tǒng)計系二、課程性質(zhì)、教學目標和任務大氣科學中的統(tǒng)計方法是針對統(tǒng)計專業(yè)的一門專業(yè)任選課程。我校作為一所以氣象為特色的大學，通過本課程的學習，使學生了解大氣科學中氣象

2、資料處理、分析的各種統(tǒng)計理論與方法，掌握常用氣候統(tǒng)計診斷分析方法，同時能夠借助Fortran、Grads、Surfer以及Matlab等軟件進行相應的程序操作和氣象繪圖處理，使學生在前面大氣特色課程基礎上，能夠進一步的對大氣科學尤其氣候領域中使用的各種統(tǒng)計分析方法有一個較系統(tǒng)的學習和認識。課程共分6章，講課共32學時，其中上課學時20學時，上機學時12學時，教學內(nèi)容主要涉及到氣象資料及其表示、氣象繪圖軟件介紹、氣候變化趨勢分析、氣候突變檢測、氣候序列周期提取以及氣候變量場時空分解等內(nèi)容，重點掌握氣候變化分析的各類常用統(tǒng)計診斷方法。三、教學內(nèi)容和要求1第一章氣象資料及其表示方法（2學時）（1）了

3、解氣象資料表示方法及其常用數(shù)據(jù)格式；（2）理解描述氣候基本狀態(tài)的統(tǒng)計量物理意義；（3）掌握基本氣候狀態(tài)統(tǒng)計量的計算與統(tǒng)計檢驗。重點：描述基本氣候狀態(tài)的統(tǒng)計量（中心趨勢、變化幅度、分布特征以及其它相關統(tǒng)計量）及其物理意義難點：基本氣候狀態(tài)的統(tǒng)計檢驗（氣候穩(wěn)定性、相關性以及分布的統(tǒng)計檢驗）2第二章氣象繪圖軟件介紹（4+2學時）（1）了解常用各類氣象繪圖軟件及其使用特點，理解氣象繪圖軟件繪圖要素的物理意義；（2）掌握常用氣象繪圖軟件（Fortran、Grads、Surfer、Matlab等）的安裝與基本使用。重點：了解并掌握氣象繪圖軟件的安裝、基本語法或菜單操作以及幫助文件使用等難點：氣象繪圖軟件中

4、繪圖要素的物理意義以及繪圖要素的讀取和操控3第三章氣候變化趨勢分析（3+3 學時）（1）理解氣候變化趨勢分析的概念及其意義，了解氣候變化趨勢分析常用方法及其特點；（2）掌握常用氣候變化趨勢分析與檢驗方法。重點：掌握氣候變化趨勢分析與檢驗方法（線性趨向估計、潛在非平穩(wěn)趨勢分析以及變化趨勢的顯著性檢驗），理解其物理意義難點：理解并掌握常用氣候趨勢分析與檢驗方法的特點以及相應適用范圍4第四章氣候突變檢測（3+3 學時）（1）理解氣候突變的概念與意義，了解氣候突變檢測常用方法及其特點；（2）掌握常用氣候突變分析與檢測方法。重點：掌握氣候突變分析與檢測方法（滑動t檢驗、Cramer法、Yamamoto法

5、以及Mann-Kendall法檢驗等），理解其物理意義難點：理解并掌握常用氣候突變分析與檢測方法的特點以及相應適用范圍。5第五章氣候序列周期提取方法（4+2 學時）（1）理解氣候序列周期的概念與意義，了解氣候序列周期提取方法及其特點；（2）掌握常用氣候序列周期提取方法。重點：掌握氣候序列周期提取分析與檢驗方法（功率譜、最大熵譜、交叉譜、奇異譜以及小波分析等），理解其物理意義難點：理解并掌握常用氣候序列周期提取與檢驗方法的特點以及相應適用范圍6第六章氣候變量場時空結構的分離（4+2 學時）（1）了解氣候變量場時空分析常用方法及其特點；理解分離時間序列、空間場的物理意義；（2）掌握常用氣候變量場時

6、空結構分解方法。重點：掌握氣候變量場時空結構分解的常用方法（經(jīng)驗正交分解、擴展經(jīng)驗正交分解以及旋轉經(jīng)驗正交分解），并理解其物理意義難點：理解并掌握常用氣候變量場時空分解常用方法特點以及相應適用范圍四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)： 4 次，課程論文：1 篇；（2）考核方式：課程論文；（3）總評成績計算方式：（平時成績、實驗成績和期末考試成績等綜合計算）五、參考書目施能.氣象統(tǒng)計預報中的多元分析方法Z. 北京: 氣象出版社, 2009. 魏風英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計與診斷技術（第2版）Z. 北京: 氣象出版社, 2007. 黃嘉佑.氣象統(tǒng)計分析與預報方法Z. 北京: 氣象出版社, 2004. Brian Doty .The Grid Analysis and Display System (GrADS). HYPERLINK /grads/ /grads/. 陳杰. Matlab寶典（第三版）Z.電子工業(yè)出版社，2011