研究地位于天山北坡中山带乌鲁木齐市牧业气象试验站原站址后峡 (以下简称后峡站) , 其位于乌鲁木齐后峡流水槽, 建站于1978年, 已有25年的气候资料, 地理座标:北纬87°07′, 东经43°17′, 海拔高度2350.4m, 于2003年1月1日迁站到乌鲁木齐县甘沟乡西白杨沟村 (以下简称白杨沟站) 。西白杨沟地理座标:北纬87°11′, 东经43°27′, 海拔高度1 9 3 0.0 m。
两个站址位于同一气候带, 两站址纬度相差04′, 经度相差10′, 海拔高度白杨沟站白杨沟站比后峡站低420.4m, 两站水平直线距离为11公里。
由于地理位置及海拔高度有变化, 所以各气象要素均会发生变化, 以温度最为明显, 下面分析后峡站及白杨沟站两站平均温度、最高温度、最低温度、月降水量变化率的大小。各气象要素的变化规律如下所述。
2002年7月, 平均温度每上升100m, 气温降低0.60℃, 最高温度降低0.57℃, 最低温度降低0.52℃;2002年10月, 平均温度每上升100m, 气温降低0.31℃, 最高温度降低0.05℃, 最低温度降低0.31℃;2003年1月, 平均温度每上升100m, 气温升高0.17℃, 最高温度降低0.07℃, 最低温度升高0.21℃。
总体来说, 2002年7月随海拔高度的增加降温幅度较10月和次年1月明显, 2003年1月随海拔高度的增加平均温度和最低温度不但不降低, 反而增加, 这是由于南山中山带在冬季存在明显的逆温层。
下面分析降水量: (单位:mm)
如表1所示。
从表1可以看出:2002年7月和2003年1月随海拔高度的增加, 降水量有所增加, 2002年10月随海拔高度的增加降水量有所减少。
为了充分利用已有的气象资料, 本文试以统计假设检验分析方法对迁站前后资料进行统计分析。
一个变量的可能取值受许多随机因素的影响, 而每一个因素都不起决定性作用, 则该变量服从正态分布。本文讨论的几个要素:平均温度、最高温度、最低温度、相对湿度、水汽压、风速均符合上述标准, 故可以看成它们均服从正态分布。若X为一个变量, 服从正态分布可写成X~N (µ, σ2) 。µ为数学期望, 即总体平均值, σ2为方差, 即距平平方的平均值, 它表示样本资料围绕平均值上下平均振动幅度的大小。
1 资料来源和处理方法
乌鲁木齐市牧业气象试验站是国家气候站, 本文所使用的对比分析资料数据准确翔实, 具有真实性和可靠性。
利用迁站时进行的3个月对比观测资料, 用U检验法对资料进行检验, 如果通过检验得出无显著差异的结论, 说明两站址的气象要素来自同一总体, 采用新观测场地气象资料能反映旧观测场地气象资料变化情况。
以2002年7月两站址的平均温度为例, 说明假设检验的具体步骤如下。
资料如下:X:2002年7月白杨沟站逐日平均温度。
Y为2002年7月后峡站逐日平均温度。
为2002年7月白杨沟站月平均温度。
为2002年7月后峡站月平均温度。
如表2所示。
要鉴别两地观测的气温, 是否来自同一总体, 可以将旧观测场后峡资料看作是来自已知总体, 新观测场白杨沟资料看作是试验样本, 采用U检验法。
n为样本容量, n=1。
代入公式得:
(3) 查U分布表, 确定接受区间。
根据信度α=0.05, 即P (U≥Uα) =0.05, 查得临界值Uα=1.96。
(4) 结论。
当计算出的统计量|U|值大于临界值时, 说明总体期望与原假设有显著差异。
本例计算得U=0.161, 小于临界值, 接受的原假设, 说明总体数学期望与原假设无显著差异。
2 其它要素用下面的两个表格表示
如表3, 表4所示。
以上各气象要素的U小于临界值Uα, 接受E () =a0的原假设, 说明总体数学期望与原假设无显著差异。
3 结论
通过假设检验, 可以认为后峡站2002年7月平均温度、最高温度、相对湿度、水汽压、风速;2002年10月平均温度、最高温度、最低温度、相对湿度、水汽压、风速;2003年1月平均温度、最高温度、最低温度、相对湿度、水汽压与白杨沟站的相应气象要素无显著性差异, 两地观测的气温来自同一总体, 采用新观测场地气温资料能反映旧观测场地气温变化情况。
4 存在的问题
受到对比观测项目和时间的限制, 如气压、蒸发量、日照、地温等都无对比资料, 所以无法对这些项目进行对比分析, 如果有一年以上的对比观测资料, 进行统计量的计算, 将会对后峡站资料的延长提供更全面和科学的数据, 得出的结论也更具有说服力。
摘要：乌鲁木齐市牧业气象试验站原站址后峡在迁站至西白杨沟时已有25年的气象资料, 迁站是否就意味着资料的中断?为了检验乌鲁木齐市牧业气象试验站迁站前后资料是否有明显差异, 用统计假设检验的方法对2002年至2003年三个月的对比资料进行分析, 认为新站址与旧站址平均温度、最高温度、最低温度、相对湿度、水汽压、风速均来自同一总体, 采用新站址资料能反映旧站址资料变化情况。
关键词：统计,假设检验,对比分析
参考文献
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