2.5气象统计学中的约束与基本原理--气象统计学私探（9）

张学文 2020 08 15 （第2章第9节）

     气象统计学当然不是气象数据的简单汇总，它也应当不是统计方法的汇总。气象统计学中是否存在某些基本的气象统计性规律？地球的气象是否存在某些重要的约束条件？而各个气象变量的统计分布是这种约束条件下与总的统计规律的体现？

     显然，如果把这些问题说的基本清楚，气象统计学就初步形成了自己特的有领域，有观点，有事实，有重要的约束条件，又有基本原理和各个具体规律的知识体系了。 

     统计学的理论中随机变量概念是基础，随后是随机过程概念与随机场概念。面对某一确定地点的例如气温的变化，我们需要认识到它已经是一个随机过程问题了。面对世界各地的气象状态的变化则是随机场的研究了。在这种视角下，气象统计几乎是统计与概率研究中的最难的部分。

     我们不想成为概率与统计中最难问题的实验场，这里则试图提炼地球气象这个特殊情况，把其特有的约束变成气象统计的有利因素，再结合具有统计性的基本规律，而探求气象变量的特有统计规律。

     例如气象状态仅出现于有限的面积上（地球面积），这让我们提出了以面积为基元的气象变量统计分布问题。又如气象状态仅出现与有限的空气质量中，这让我们提出以大气质量为基元气象变量统计分布问题。

     地球的自转与公转导致了地球上的太阳能的日变化与年变化突出，这也导致我们注意分析一些气象变量的日变化统计特征与年变化统计特征。

     熵最大，被科学界看作是宇宙的基本法则，在统计的视角下，它应当与不同气象变量的占有百分比（即我们分析的占有率）的几何平均值是正比例关系。所以熵最大应当在气象概率分布中有体现。如果我们获得的气象变量的统计分布可以用最大熵说明，那么气象统计的理论应当认为已经已经的接近最一般的公理了。