气候统计方法和应用

课程编码：070601M05001H 英文名称：Statistical Analysis and Application in Climate Research 课时：50 学分：3.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：严中伟等

本课程讲述大气、海洋以及气候科学中常用以及前沿统计分析方法，目的是为相应专业研究生正确处理大气、海洋科学中遇到的各种科学问题以及数据信息处理提供必要理论知识及实践经验。要求学生具备基本气候背景知识以及相关数学功底。

气候学，线性代数，概率论

第一章 课程引论与气候跃变 3学时 严中伟
第1节 课程引论
第2节 气候跃变定义
第3节 气候跃变检测方法
第4节 案例分析
第二章 气候统计量及其不确定性 3学时 华丽娟
第1节 气候统计量
第2节 气候统计量的不确定性
第三章 气候变量的概率分布及参数检验 3学时 华丽娟
第1节 气候变量的概率分布
第2节 参数检验
第3节 案例分析
第四章 拟合优度及非参数检验 3学时 华丽娟
第1节 拟合优度检验
第2节 非参数检验
第五章 线性回归分析及其应用 3学时 华丽娟
第1节 线性回归模型定义、参数估计和检验
第2节 线性回归模型应用
第六章 气候序列的趋势分析 3学时 钱诚
第1节 均值序列的趋势分析方法
第2节 极值序列的趋势分析方法
第七章 气候变量场趋势 3学时 严中伟
第1节 气候变量场趋势分析的意义
第2节 气候变量场趋势分析方法-样条回归
第3节 案例分析
第八章 气候变量场时空结构分析1 3学时 华丽娟
第1节 主成分分析
第2节 EOF分析
第九章 气候变量场时空结构分析2 3学时 华丽娟
第1节 旋转EOF
第2节 SVD
第十章 谐波谱和小波分析 3学时 钱诚
第1节 谐波分析
第2节 小波分析
第十一章 EEMD方法 3学时 钱诚
第1节 EEMD方法原理
第2节 EEMD应用案例
第十二章 气候极值 3学时 严中伟
第1节 气候极值定义和计算
第2节 气候极值分析方法
第3节 案例分析
第十三章 随机天气发生器 3学时 严中伟
第1节 随机天气发生器定义和应用场景
第2节 随机天分发生器建模
第3节 案例分析
第十四章 气候序列的均一化 3学时 严中伟
第1节 气候序列均一化定义和意义
第2节 气候序列均一化方法
第3节 案例分析
第十五章 气候变化检测和归因 3学时 钱诚
第1节 气候变化检测归因的定义
第2节 气候变化检测归因方法
第3节 案例分析
第十六章 学生报告-专业文献中的统计方法及应用+答疑
第1节 学生报告 2学时 严中伟
第2节 课程答疑 1学时 钱诚
第十七章 闭卷考试 2学时 钱诚
第1节 闭卷考试

严中伟，气象学博士，中科院大气所二级研究员，博士生导师，兼中国科学院大学岗位教授。1983年于北京大学地球物理系获理学学士学位，1985年于北京大学地球物理系获理学硕士，1989年于中国科学院大气物理研究所获理学博士。1989年-今：大气物理研究所助研（1989）、副研（1990）、研究员（1995）。1992年，法国国家科研中心第四纪地质实验室访问学者；1994-1995年：比利时皇家气象学院访问学者；1999-2000年：英国UEA气候研究部（CRU）Royal Society Fellow；2000-2001年: 英国UCL统计科学系Senior Researcher；2001-2005年:国际CLIVAR项目办Senior Scientist。《大气科学》、《Adv Atmos Sci》、《J Meteor Res》编委；《气候与环境研究》、《气象学报》常务编委；众多国际学术刊物论文评审人；中国科学院特聘研究员；中国科学院大学岗位教授；国家气象局英才培训导师组成员，获得第一届赵九章科学工作奖（1990）；国务院特殊贡献专家（1993-）；中直机关优秀中青年工作者（1995）；第一届学笃风正科研奖（1997）；国家自然科学奖二等奖（2004）；大气物理研究所科技创新贡献奖（2013）。 华丽娟，气象学博士，现为中国科学院大学地球与行星科学学院大气科学专业副教授，硕士生导师。2001年7月获云南大学气象学理学学士学位，2004年7月获中国海洋大学气象学理学硕士学位。2007年8月毕业于中国科学院大气物理研究所，获理学博士学位。主要从事全球和区域降水水汽循环动力过程以及陆-气相互作用研究工作。与合作者自主构建了动力降水水汽循环模型，模型采用先进的水汽追踪方案，该方案来自于大气海洋科学中质点追踪方法。该模型已成功应用于中国不同区域降水水汽循环过程以及陆-气相互作用过程分析。目前在国内外期刊共发表学术论文二十余篇。曾主持过国家自然科学基金青年基金和面上基金项目以及参加中国科学院A类战略型先导科技专项等。此外作为中国科学院大学气象学教师，长期从事气候动力学和气候统计分析等教学工作，所讲授课程曾被评为学院“优良课程”，并获得过中国科学院“科教结构”教育创新项目教学贡献奖。 钱诚，气象学博士，中科院大气所研究员，博士生导师，兼中国科学院大学岗位教授。2009年在中科院大气所获博士学位。2013年获得“谢义炳青年气象科技奖”；2016年入选中国科学院青年创新促进会。《第四次气候变化国家评估报告》第一卷第三章“气候变化的检测归因”主要作者。从事区域气候变化检测归因和预测预估研究，在国内外发表论文近30篇，其中第一作者SCI 论文18篇（包括1篇美国气象学会会刊BAMS和12篇影响影子3.0以上）。发表的关于人类活动影响区域尺度气温年循环变化的检测归因研究被2篇Science论文他引、《参考消息》报道；发表的关于华北干旱多年代际变率的研究单篇引用超过100次；发表的关于2016年1月中国东部破纪录冷事件的归因研究和关于近50多年中国二十四节气气候变化的研究工作受到国内外媒体和科普杂志的广泛报道。