通常以12个月的多年平均值的变化来表示。气候要素受太阳辐射的影响，其年变化主要由地球绕日公转所致。如冬季，太阳直射赤道以南，北半球的太阳高度角小，白昼时间短，地面获得的日射量小；夏季，太阳直射赤道以北，北半球的太阳高度角大，白昼时间长，地面获得的日射量也大；至于春秋两季，地面获得的日射量则介于冬夏之间。这是造成各种气象要素的年变化的主要原因。而地理纬度、海陆分布、大气环流以及地面状况等的不同，则造成了各地气象要素年变化的不同特征。如中国海口、上海、北京的气温、降水和湿度等要素，都有各自的年变化特征（图2）。

气候资料的基本统计气温年变化

气温以年为周期的变化。赤道附近(南北回归线之间)的地区,一年中气温的年变化较小，有些地方出现两个峰值和两个谷值，但在南（北）回归线以南（北）的地区，这种年变化的幅度比赤道附近大，而且在一年之中，气温只有一个峰值和一个谷值。南半球的最高气温一般出现在1月或2月，北半球则一般出现在7月或8月；南半球的最低气温出现在7月或8月，北半球则出现在1月或2月。一年中最暖月的平均气温与最冷月的平均气温之差，称为气温年较差。它一般随纬度的增高而增大，随海拔高度的增高而减小。有时可用它来表示气温年变化的大小。在中国，珠江流域的气温年较差约为16°C，长江中下游为24～26°C，华北达32°C，黑龙江流域最大达44°C以上。

气候资料的基本统计湿度年变化

绝对湿度的年变化和气温相似。在赤道附近的一些地区，一年中有两个峰值和两个谷值，其他地区，绝对湿度的最大值一般出现在夏季，最低值出现在冬季。

气候资料的基本统计气压年变化

在大陆上，气压冬季最高，夏季最低；在海洋上，气压的年变化较小，规律性也不明显。气压的年变化随纬度的增高而增大，赤道附近的年变化最小。此外，气压的年变化还随海拔高度的增高而减小。

通常以多年的每日1～24时的逐时平均值表示（图3）。日变化主要由地球自转所引起。以气温为例，一般在白天，地面受到太阳照射而增温,至13～15时达到最高值,称最高气温。然后，随太阳高度角的减小，气温逐渐下降；日落以后，地面辐射使气温进一步降低，至次日日出之前出现最低值，称最低气温。此外，海陆物理性质的不同和地面状况的差别对气象要素的影响也很大。因此，气温、气压、风速和湿度等的日变化都各有其显著的特征。

气候资料的基本统计气温日变化

气温以日为周期的变化。这种变化离地面愈近愈明显。一般同纬度高低、下垫面情况和季节变化等因素有关，还受当地云量、风速和天气系统等变化的影响。它反映了当地的气候特点。气温日变化的大小，可用一日中最高气温和最低气温的差值，即气温日较差来表示。在中国气温日较差的年平均值，由东南沿海到西北内陆，约从6°C增大至16°C。

气候资料的基本统计湿度日变化

通常，在海洋及其沿岸地区和大陆的湿润地区，绝对湿度随温度的升高和蒸发的加强而增大，其日变化为单峰型。但大陆在暖季时，早晨绝对湿度随着温度的升高和水分蒸发的加快而增大；中午前后温度进一步升高，湍流交换加强，近地面层空气中的水汽被带至高层，地面的绝对湿度减小；午后温度降低，湍流减弱，近地面的绝对湿度再次升高，日变化便呈双峰型。而相对湿度一般则随气温上升而减小，随气温降低而增大。

气候资料的基本统计风速日变化

陆地上风速一般在清晨最小，午后达最大值，以后，又迅速减小。海上风速的日变化则小于陆地，而且最大风速的出现时刻也较陆地迟。

气候资料的基本统计风向日变化

风向日变化主要由温度的周期性日变化所致。一般在山区、海陆交界地区最为明显，如山谷风、海陆风等。风向的周期性日变化，常受天气系统的影响而破坏。

气候资料的基本统计气压日变化

气压在一天中有两个最高值(在9～10时和21～22时)和两个最低值(在3～4时和15～16时),其振幅随纬度的增加而减小。

在某时段（旬、月、年）内，出现某种天气现象的天数，称为该天气现象的日数（如降水日数、大风日数等）。天气现象的日数反映各种现象在某时段内的频繁程度，是表示某地气候特征的一种统计量。在气候统计分析中,常用的天气现象日数有降水(雨、雪)日数、冰雹日数、雾日数、 沙暴日数、雷暴日数、大风日数等等。

降水日数

通常把一日内降水量达 0.1毫米以上的日子（不考虑降水时间的长短），称为一个降水日，又称雨日。一月或一年内降水日的总数，是相应时段的降水日数。有时，还统计日降水量达10毫米以上的中雨日数、25毫米以上的大雨日数和50毫米以上的暴雨日数。

冰雹日数　冰雹是固态降水物，它是一种灾害性天气，所以在统计降水日数之外，往往还要专门进行统计。只要当日降雹，无论其量是否达到 0.1毫米，均按冰雹日计算。

雾日数　指近地面几米至几百米高度的大气层有雾形成或移来，使水平能见度小于1000米的日数。

沙暴日数　有沙（尘）暴使能见度小于1000米的日数。

雷暴日数　指观测站上既见闪电又闻雷声，或只闻雷声而不见闪电的日数。

大风日数　用仪器测量时，指瞬间风速达到或超过17米/秒的日数；用目力观测时，指风力达8级以上的日数。

初终日数　指某种天气现象在年度内第一次出现和最后一次出现的日期。通常统计初终日期的项目有霜、雪、积雪、结冰，最低气温小于或等于 0°C、地面最低温度小于或等于0°C等各种界限温度和雷暴等。

初日至终日的期间为该现象的出现期。如初霜日至终霜日之间为霜期，其余时间为无霜期。

指在农业生产上有指示意义的温度，如0°C、5°C、10°C、15°C和20°C等。0°C表示土壤解冻(冻结)的界限；5°C是大多数木本植物开始（停止）生长的界限；10°C是大多数作物开始（停止）活跃生长的界限；15°C是水稻栽插的适宜界限；20°C是水稻分蘖和迅速增长的界限。一般认为 0°C以上的持续期为温暖期或农事期，5°C以上的持续期为生长期,10°C以上的持续期为生长活跃期等。统计上述界限温度的初终日期和持续的日数，可以供给生产部门以及有关方面参考使用。2100433B

气候统计量通常要求有较长年代的记录，以便使所得的统计结果比较稳定，一般取连续30年以上的记录即可。为了对某区域或全球范围的气候进行分析比较，必须采用相同年份或相同年代的资料。为此，世界气象组织曾先后建议把1901～1930年和1931～1960年两段各30年的记录，作为全世界统一的资料统计年代。在一些气候变化不大的地区，或对于一些年际间变化较小的要素，其连续10年以上的统计结果，也具有一定的代表性。

气候资料的基本统计平均值

是基本气候资料中最常用的统计量。必须统计平均值的气象要素，有气压、气温、湿度、风速和云量等。日平均值是一昼夜的 24次、8次或 4次观测值的平均数据。候平均值、旬平均值和月平均值，分别为每 5天、10天和30天（或31天）中的日平均值的平均数据。年平均值则为一年12个月的月平均值平均所得的数据。多年平均值为某要素逐年同期的平均值，在相当长（至少连续30年）的时期内平均所得的数据。为了解气候的变化或某气象要素的变化，还常用距平值。它是一系列数值中的个别值与平均值之差。个别值大于平均值者称正距平，小于平均值者称负距平。主要有对多年平均值的偏差、气候要素在某一特定地点的数值与该要素在该地所在纬圈的平均值之差等。

气候资料的基本统计总量

是某气象要素观测值在一定时段内的累积量。如：某年7月的月降水量，就是该年 7月1～31日所有各日降水量的总和；某年的年降水量则为该年 1～12月各月降水量的总和。统计总量的要素有：降水量、日照时数、蒸发量和辐射量等。

某气象要素自有观测记录以来的极端数值或在某特定时段的极端数值。实际应用的有平均极值、极端极值和一定保证率的极值等三种。平均极值是指对每天观测到的某项极值(如最低温度)进行旬、月、年和多年平均的结果。如北京在1951～1970年的20年间,7月平均最高气温为31.1°C，1月平均最低气温为-10.0°C。极端极值是从某要素在某时段的全部极值观测记录中挑选出的最极端的数值（表1）。如北京在1951～1970年的20年中，极端最高气温曾达到40.6°C（1961年6月10日）,极端最低气温为-27.4°C（1966年2月22日）。

气候资料中的极端极值同统计的时段（候、旬、月、年）和记录的年代有关，时段和记录的年代不同，极端极值就可能不同。

在解决许多实际生产任务时,往往不取极端极值,而取某种保证率的极值,如取30年（或50年、100年甚至更长时段）一遇的极值。这种极值是根据一定时间的实测资料，按照数理统计极值频数分配理论计算出来的。

将某气象要素的全部观测序列，按数值大小分成若干组，各组中所含的次数称为频数；各组的频数所占总次数（即各组频数的总和）的百分比即称为频率。将频率按一定顺序逐个累加的结果，称为累积频率。

为表示某地在一定时间内的风向和风速的频率，常用形似玫瑰花朵的风玫瑰图。风向一般用 8个方位或16个方位表示。风向风玫瑰的模量，表示各风向的频率。频率最高，表示该风向出现的次数最多（图1）。风玫瑰图通常有年、季和月等多种，也有按特定风速绘制的风玫瑰，如大于10.0米/秒或小于3.0米/秒的风向风玫瑰等。风玫瑰图可供城市规划、 港口和机场设计、工厂建筑设计以及气候研究等方面使用。

表示气象要素观测资料序列变动程度的数量。气候学中一般用相对平均差()表示变率,即：

式中为各观测值序列,塣 为多年平均值，为序列样本数。在气候学中，将上式的分子部分，即距平绝对值的平均称为平均绝对变率,为以百分率表示的相对平均差，称为平均相对变率，或简称变率。

变率的大小表示该要素年际间变化的程度。降水变率是使用较广的一种统计量，常用来比较不同地区降水的多年变化特征和旱涝特征。例如，开罗和仰光两地降水量的年平均绝对变率虽然都是17毫米，但是年平均降水量却分别为 34毫米和 2540毫米，所以开罗年降水量的平均相对变率为17/34=50%，而仰光则为17/2540=0.68%。这表明开罗年降水量的年际间变化很大；而仰光则很小，年降水量相当稳定。中国大部分地区的降水变率都比较大（表2）。

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气候统计是气候学一个分支。对气象资料进行审查、订正，并利用数理统计方法整理和分析资料，求出各项气候指标，研究气候形成规律和特征的学科。气候统计能广泛地为国民经济各部门提供必要的气候资料。

中文名称

气候统计

英文名称

climatic statistics

定　　义

气候分析中进行的数据统计及采用的统计方法。

应用学科

大气科学（一级学科），气候学（二级学科）

经过审核、分组、汇总等步骤，统计整理的最终成果就是数据的显示。统计表和统计图是统计资料显示的基本形式，具有简洁、明了、直观和形象的特点。

数据显示统计表

统计表是统计用数字说话的一种最常用的形式，是用来展式经过整理得统计资料的表格。把搜集到的统计资料，经过汇总整理后，得到一些系统化的统计资料，将其按一定的顺序填列在一定格式的表格内，这个表格就是统计表。统计表既是调查整理的工具，又是分析研究的工具，广义的统计表包括统计工作各个阶段所用的一切表格，如调查表、整理表、计算表等，它们都是提供统计资料的重要工具。

统计表有以下几个方面的作用：

（1）能使大量的统计资料系统化、条理化，因而能更清晰地表述资料的内容；

（2）利用统计表便于比较各项目（指标）之间的关系，而且也便于计算；

（3）采用统计表表述资料显得紧凑、简明、醒目，使人一目了然；

（4）利用统计表易于检查统计资料的完整性和正确性。

数据显示统计图

统计图是以图形表现统计资料的一种形式。常用的统计图形有条形图、饼形图、直方图、茎叶图、折线图。对于不同类型的数据，所采用的统计图形是不一样的。

1．条形图

条形图是用宽度相同的条形的长短来表示数据变动的图形。在表示定类数据分布时，用条形图的长短来表示各类别数据的频数或频率。绘图时，各类别可放在纵轴。用一个单位长度(如1厘米)表示一定的数量，根据数量的多少，画成长短相应成比例的直条，并按一定顺序排列起来，这样的统计图，称为条形统计图。条形统计图可以清楚地表明各种数量的多少。条形图是统计图资料分析中最常用的图形。按照排列方式的不同，可分为纵式条形图和横式条形图;按照分析作用的不同，可分为条形比较图和条形结构图。

条形统计图的特点：

（1）能够使人们一眼看出各个数据的大小。

（2）易于比较数据之间的差别。

（3）能清楚的表示出数量的多少。

2.扇形图

以一个圆的面积表示事物的总体，以扇形面积表示占总体的百分数的统计图，叫作扇形统计图。也叫作百分数比较图。扇形统计图可以比较清楚地反映出部分与部分、部分与整体之间的数量关系。

扇形统计图的特点：

(1)用扇形的面积表示部分在总体中所占的百分比。

(2)易于显示每组数据相对于总数的大小。

3.折线图

折线统计图

以折线的上升或下降来表示统计数量的增减变化的统计图，叫作折线统计图。与条形统计图比较，折线统计图不仅可以表示数量的多少，而且可以反映同一事物在不同时间里的发展变化的情况。折线图在生活中运用的非常普遍，虽然它不直接给出精确的数据，但只要掌握了一定的技巧，熟练运用“坐标法”也可以很快地确定某个具体的数据。

4.茎叶统计图

茎叶图又称“枝叶图”，它的思路是将数组中的数按位数进行比较，将数的大小基本不变或变化不大的位作为一个主干（茎），将变化大的位的数作为分枝（叶），列在主干的后面，这样就可以清楚地看到每个主干后面的几个数，每个数具体是多少。

茎叶图有三列数：左边的一列数统计数，它是上（或下）向中心累积的值，中心的数（带括号）表示最多数组的个数；中间的一列表示茎，也就是变化不大的位数；右边的是数组中的变化位，它是按照一定的间隔将数组中的每个变化的数一一列出来，象一条枝上抽出的叶子一样，所以人们形象地叫它茎叶图。茎叶图在质量管理上用途与直方图差不多，但它通常是作为更细致的分析阶段使用。由于它是用数字组成直方图，所以在做的时候比直方图时，通常我们常使用专业的软件进行绘制。

茎叶图的特征

（1）用茎叶图表示数据有两个优点：一是从统计图上没有原始数据信息的损失，所有数据信息都可以从茎叶图中得到；二是茎叶图中的数据可以随时记录，随时添加，方便记录与表示。

（2）茎叶图只便于表示两位有效数字的数据，而且茎叶图只方便记录两组的数据，两个以上的数据虽然能够记录，但是没有表示两个记录那么直观、清晰。

5.直方图

直方图(Histogram)又称柱状图、质量分布图。是一种统计报告图，由一系列高度不等的纵向条纹或线段表示数据分布的情况。 一般用横轴表示数据类型，纵轴表示分布情况。作直方图的目的就是通过观察图的形状，判断生产过程是否稳定，预测生产过程的质量。

直方图将数据根据差异进行分类，特点是明察秋毫地掌握差异。直方图的绘制方法具体如下：

（1）集中和记录数据，求出其最大值和最小值。数据的数量应在100个以上，在数量不多的情况下，至少也应在50个以上。我们把分成组的个数称为组数，每一个组的两个端点的差称为组距。

（2）将数据分成若干组，并做好记号。分组的数量在6－20之间较为适宜。

（3）计算组距的宽度。用组数去除最大值和最小值之差，求出组距的宽度。

（4）计算各组的界限位。各组的界限位可以从第一组开始依次计算，第一组的下界为最小值减去最小测定单位的一半，第一组的上界为其下界值加上组距。第二组的下界限位为第一组的上界限值，第二组的下界限值加上组距，就是第二组的上界限位，依此类推。

（5）统计各组数据出现频数，作频数分布表。

（6）作直方图。以组距为底长，以频数为高，作各组的矩形图。

气候的基本要素为气温和降水。另外还有其它影响较小的非基本要素。

气候气温

日均温，将一天中，数次测得的气温相加，除以测量次数

气温日变化

气温日较差，一天中最高温减去最低温。

月均温，将全月中，各日日均温相加，除以日数

气温月变化

气温月较差，整月中最高日均温减去最低日均温

年均温，将全年中，各月月均温相加，除以月数

气温年变化

气温年较差，一年中最高月月均温减去最低月月均温

气候降水

月降水量、月际降水变率、年降水量、年际降水变率、蒸散量、空气湿度等。（世界雨极：一是在印度东北部的乞拉朋齐；二是在夏威夷群岛卡维金尼山的东北山麓）

季风气候是我国气候的主要特点。季风气候是大陆性气候与海洋性气候的混合型。夏季受来自海洋的暖湿气流的影响，高温潮湿多雨，气候具有海洋性。冬季受来自大陆的干冷气流的影响，气候寒冷，干燥少雨，气候具有大陆性。在季风气候条件下，夏季潮湿多雨，冬季干燥少雨。季风气候的高温与多雨时期基本一致，雨热同期。虽然不免有闷热难熬之苦，却对发展农业十分有利。因为在作物生长旺盛，最需要水分的时候能有充足的雨水供应。农耕生产与气候条件息息相关。雨热同期是我国非常优越的气候资源，十分适宜农作物生长，是诞生农耕文明的重要条件。

我国的降水主要是由东南季风带来的，因此我国的降水在地理空间上呈现“由东南沿海往西北内陆递减”的特征。我国的东部季风区以秦岭淮河一线为界，秦岭淮河以南的“南方地区”年降水量在800毫米以上，属于多雨地区；而秦岭淮河以北的“北方地区”年降水量多在400至800毫米之间，属于少雨地区。而我国的西北地区年降水量多在400毫米以下，属于半干旱和干旱地区。