2.4日光统计与变量的相关性--气象统计学私探（8）

张学文 2020 08 13（第2章，8,9节）

2.8 日光的气象统计：多少亿年来，太阳总是以不变的太阳能强度照射到地球表层。但是地球的公转与自转，让外来的不变的太阳能在地球的不同纬度，经度上具体获得的太阳能几乎是时刻都在变化中。其具体变化的情况在过去的气候学对此有明确的分析研究。这是一种确定性的规律的分析。它不属于统计的范畴。

但是细细想来，确定性的事物我们也可以做统计分析。鉴于太阳能几乎是天气，气候变化的主导因子，分析太阳能在具有自转与公转的地球上的统计特征是有基础意义的事。

显然太阳能的统计分布特征与气温等气象变量的统计特征是有关的。所以认识太阳能的统计分布特征对理解气象变量的统计分布具有基础意义。有鉴于此，我们有专门的一篇讨论太阳能在地球表层的变化的统计特征。

2.9各种气象变量的统计相关性

前面已经指出，时间基元，面积基元，质量基元下的各种气象变量的各种取值的相对出现比例（对应着概率论中的概率密度分布函数）是气象统计的基本问题，也指出气象统计中我们需要突出对日变化与年变化的分析。这里再补充一个认识，即不同气象变量的统计相关也是气象统计学的重要组成部分。

已经知道气温与气压，根据气体的状态方程，我们可以求得空气密度这个气象变量的值。这属于物理气象学的知识。但是空气湿度大不一定下雨，下雨时空气湿度确实比较大。于是降水与空气湿度之间，应当存在一定的相关性。这种气象变量的相关性在过去的气象学中，没有明确的立足之处。它不属于动力气象学，也不是气候统计的必然要求。但是它们显然属于气象统计分析的领地。

下面的图来自http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1141349.html ，它是日本一个气象站的多年的各个月的平均气温与平均水汽压力的相关图。它体现出这两个气候变量存在着高度的相关。而且几乎可以用一个指数方程表现它们的关系。这显然是当地两个不同的气象变量之间的重要统计（特征）规律性。

鉴于此类知识比较丰富又很分散。我们后面专门有一篇分析其个例。目的是把这个工作逐步系统化。气象统计学应当給此类知识一个地盘。其实一些气象变量的高度相关应当是我们的重要气象统计知识。