河北科技大学气象资料的分析与预测数学建模(2)

河北科技大学气象资料的分析与预测数学建模

1.问题重述

近年来，我国极端天气呈现出发生频率加大、致灾性加重等新特点，极端天气趋于常态化。虽然部分地方加大防灾减灾建设并取得一些成效，但相比现实需求，对极端天气监测预警手段仍然不足，防御应对体系建设仍存在明显短板。

附件中是某城市两年内连续的日气象资料，包括气压、温湿度、降水量、风力风向等多项气象资料指标。请你完成以下任务：

(1)对该城市两年来的总体气象进行整体评价，并对该城市气候走势进行中长期预测；请详细给出评价的指标体系以及评级和预测的数学模型；

(2)对影响极端天气发生的主要指标，比如：降水、温度等建立监控预报体系的数学模型，并用两年内的累积气象资料进行验证。注意：这里的主要指标并不限于降水和温度等指标，你们也可根据实际需求自行选择。

注：该城市的海拔约为30-50米。

2. 问题的背景与分析

虽然我国幅员辽阔，地形复杂，但各地的气象在空间分布上仍有一定规律。我国分布着世界上最大的温带季风区，秦岭淮河以北是温带季风气候，这里夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。冬冷夏热，雨热同期；秦岭淮河以南是亚热带季风气候，这里夏季高温多雨，冬季温和少雨，热量充足，气温年较差较小，降水丰富，但季节变化较大；西部的新疆、宁夏、内蒙古、青海、甘肃等多是温带大陆性气候，这里冬冷夏热，年温差大，降水集中，四季分明，年雨量较少，大陆性强；面积广大的青藏高原等地是高原山地气候，这里海拔高，气温低，但辐射强，日照丰富，降水少，冬半年风力强劲，气温的年较差小，日较差大。

近年来，我国极端天气呈现出发生频率加大、致灾性加重等新特点，极端天气趋于常态化。虽然部分地方加大防灾减灾建设并取得一些成效，但相比现实需求，对极端天气监测预警手段仍然不足，防御应对体系建设仍存在明显短板。向社会提供准确及时的天气监控预测是我们的宗旨；满足人民对气象信息的多种需求是我们的目标。因此，准确的对极端天气监测预警，有着十分重要的意义。

我们建立的这个数学模型就是本着对极端天气监测预警的角度出发，以城市多年的历史数据为参照，建立气象评价体系数学模型和对极端温度、风速的监控预报体系数学模型。

模型的假设与符号说明 模型的假设：

1．假设气象部门提供的实测数据是准确的，能较真实地反映该城市的气象情况。 2．假设北京气象与该城市气象相似。 3．假定网上所给的北京标准气候指标可靠。

4. 假定最高气温与与平均气压、平均气温、平均湿度、日照时数、地面平均温度成线性函数。

5. 假定最高气温时随机变量，服从均值为零的正态分布。 符号说明：

Ii——第i项气象因素指数；

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