《大气科学中的统计方法》课程教学大纲

1、大气科学中的统计方法Statistical Method in Atmospheric Science一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分： 2 学分课程总学时： 32 学时，其中讲课： 20 学时，实验（含上机）： 12 学时课程性质：选修开课学期：第7学期先修课程：概率论与数理统计、多元统计分析、大气科学概论适用专业：统计学教材：魏风英，现代气候统计与诊断技术（第2版），北京: 气象出版社，2007开课单位：数学与统计学院统计系二、课程性质、教学目标和任务大气科学中的统计方法是针对统计专业的一门专业任选课程。我校作为一所以气象为特色的大学，通过本课程的学习，使学生了解大气科学中气象

2、资料处理、分析的各种统计理论与方法，掌握常用气候统计诊断分析方法，同时能够借助Fortran、Grads、Surfer以及Matlab等软件进行相应的程序操作和气象绘图处理，使学生在前面大气特色课程基础上，能够进一步的对大气科学尤其气候领域中使用的各种统计分析方法有一个较系统的学习和认识。课程共分6章，讲课共32学时，其中上课学时20学时，上机学时12学时，教学内容主要涉及到气象资料及其表示、气象绘图软件介绍、气候变化趋势分析、气候突变检测、气候序列周期提取以及气候变量场时空分解等内容，重点掌握气候变化分析的各类常用统计诊断方法。三、教学内容和要求1第一章气象资料及其表示方法（2学时）（1）了

3、解气象资料表示方法及其常用数据格式；（2）理解描述气候基本状态的统计量物理意义；（3）掌握基本气候状态统计量的计算与统计检验。重点：描述基本气候状态的统计量（中心趋势、变化幅度、分布特征以及其它相关统计量）及其物理意义难点：基本气候状态的统计检验（气候稳定性、相关性以及分布的统计检验）2第二章气象绘图软件介绍（4+2学时）（1）了解常用各类气象绘图软件及其使用特点，理解气象绘图软件绘图要素的物理意义；（2）掌握常用气象绘图软件（Fortran、Grads、Surfer、Matlab等）的安装与基本使用。重点：了解并掌握气象绘图软件的安装、基本语法或菜单操作以及帮助文件使用等难点：气象绘图软件中

4、绘图要素的物理意义以及绘图要素的读取和操控3第三章气候变化趋势分析（3+3 学时）（1）理解气候变化趋势分析的概念及其意义，了解气候变化趋势分析常用方法及其特点；（2）掌握常用气候变化趋势分析与检验方法。重点：掌握气候变化趋势分析与检验方法（线性趋向估计、潜在非平稳趋势分析以及变化趋势的显著性检验），理解其物理意义难点：理解并掌握常用气候趋势分析与检验方法的特点以及相应适用范围4第四章气候突变检测（3+3 学时）（1）理解气候突变的概念与意义，了解气候突变检测常用方法及其特点；（2）掌握常用气候突变分析与检测方法。重点：掌握气候突变分析与检测方法（滑动t检验、Cramer法、Yamamoto法

5、以及Mann-Kendall法检验等），理解其物理意义难点：理解并掌握常用气候突变分析与检测方法的特点以及相应适用范围。5第五章气候序列周期提取方法（4+2 学时）（1）理解气候序列周期的概念与意义，了解气候序列周期提取方法及其特点；（2）掌握常用气候序列周期提取方法。重点：掌握气候序列周期提取分析与检验方法（功率谱、最大熵谱、交叉谱、奇异谱以及小波分析等），理解其物理意义难点：理解并掌握常用气候序列周期提取与检验方法的特点以及相应适用范围6第六章气候变量场时空结构的分离（4+2 学时）（1）了解气候变量场时空分析常用方法及其特点；理解分离时间序列、空间场的物理意义；（2）掌握常用气候变量场时

6、空结构分解方法。重点：掌握气候变量场时空结构分解的常用方法（经验正交分解、扩展经验正交分解以及旋转经验正交分解），并理解其物理意义难点：理解并掌握常用气候变量场时空分解常用方法特点以及相应适用范围四、课程考核（1）作业等：作业： 4 次，课程论文：1 篇；（2）考核方式：课程论文；（3）总评成绩计算方式：（平时成绩、实验成绩和期末考试成绩等综合计算）五、参考书目施能.气象统计预报中的多元分析方法Z. 北京: 气象出版社, 2009. 魏风英. 现代气候统计与诊断技术（第2版）Z. 北京: 气象出版社, 2007. 黄嘉佑.气象统计分析与预报方法Z. 北京: 气象出版社, 2004. Brian Doty .The Grid Analysis and Display System (GrADS). HYPERLINK /grads/ /grads/. 陈杰. Matlab宝典（第三版）Z.电子工业出版社，2011