对青岛气候变化趋势的研究

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1、韦凰理三大学QINGDAOTECHNOLOGICALUNIVERSITY汽车与交通学院2013年青岛气候变化原因分析摘要气候变化逐渐成为人们日益关注的问题，研究气候异常、气候变化趋势、气候变化的原因可以更好的引导人类生活。本文通过阐明青岛气候变化趋势和气候异常等状况，分析了气候变化的可能原因，并依据分析结果对青岛市未来的发展规划提供T一些参考意见。针亦问题1「为宁阐明青岛气候变化趋势和气候异常的状况，本文选取了影响气候的主要影响因素，借助Excel软件对题冃所给数据算出各种因素的年均值（见附录2表一）o利用MATLAB软件编程（程序见附录1程序1-10）,绘岀这些年的各因素年均值的散点图（见

2、图1-10）,进一步得出模型的多项式拟合方程（见表1）。最后，对模型所求出的拟合曲线进行残差检验。检验结果（见图16-25）证明了模型的可靠性。分析结果表明：近50年來青岛气温总体变化呈上升趋势,増温幅度为0.57°Fo其中青岛春夏两季气温的变化对全年气温的变化起到了关键作用；年平均风速、年平均能见度、年平均最大风速均明显下降，年平均最高气温、年平均气温均波动上升，而其余因素均较平稳没有显著变化。针对问题2：为揭示气候变化的可能原因，本文建立主成分分析模型。首先,利用MATLAB软件编程（程序见附录1程序11）对年均值进行处理，得到归一化矩阵（见附录2表二）。然后，利用SPSS软件算得相关系

3、数矩阵、特征向量、累计贡献率和主成分载荷（见表2-4）o通过分析主成分各因素的贡献率可知：第一主成分：人类生产活动。第二主成分为：绝对湿度。第三主成分：海陆温斧。能见度的降低是由于人类的活动导致空气中的颗粒物增加造成的；霜点是绝对湿度的一项重耍指标，绝对湿度与降水量有关，透过薦点可知道空气中水分的含量;海陆间的气压丼降低，致使风速的降低，城区上空的污染物就不能快速的扩散，也是能见度降低的一个原因。针对问题3：为对青岛市未来做合理的规划。建立灾变预测模型（见式11-20）利用青岛近五十年的夏季最高气温和冬季的降雨量均值，借助MATLAB软件编程（程序见附录1程序12-13）,预测出未来会出现异

4、常天气的年份。进而对模型进行残差检验、级比检验，效果较好。最后得HI青岛夏季的高温会出现在2013年，2015年；冬季降雨量的异常会发生在未来的10年和22年。进而对工业，农业等给出合理的建议，对青岛未来的发展做出合理的规划。对于所有模型的求解，是利用MATLAB软件，Excel软件，SPSS软件实现的。最后，本文讨论了该模型的优缺点，对本文所建立的模型的合理性、精确性进行了说明，并将模型进行了推广，对青岛市未来的城市规划提供了一•些参考建议。关键词：青岛气候变化、多项式拟合、主成分分析、灰色预测、级比检验、问题背景青岛地处北温带季风区，又濒临黄海，兼备季风气候与海洋气候特点，冬季气温偏高，

5、春季冋暖缓慢，夏季炎热天气较少，秋季降温迟缓。青岛因地处浩瀚大海的环抱，具有明显的海陆风特点。青岛地处欧业大陆的东缘，属南温带季风区域。特殊的地理环境形成了青岛市独特的气候特点。由于海洋环境的调节，夏半年具有显著的海洋性气候特点：盛行东南风，气候湿润多雨，热星充足，温度适中且无酷暑，是避暑休闲的好地方；冬半年具有大陆性特点：盛行偏北风，空气干冷，雨雪稀少。由于海陆温度口变化的不同，青岛具有明显的海陆风特点：表现为从半夜至晨，南风转北风（陆风），到中午前厉又转为南风（海风），海陆风过程时间短，风力弱。影响气候的主要原因，是太阳辐射、大气环流和下梨面性质等。其中下热面的性质是形成区域小气候的主要

6、因素。对于青岛来说，其局地气候的形成主耍是受海洋、山脉和城市三大地理因素的影响。二、问题重述请利用美国气候数据中心所提供的1956年8月20日至2013年4月22日的常规观测数据对青岛当地的气候变化做出分析。影响气候的因素主要有：气温（含平均、最高和最低气温）、露点、气压（含平均海平面处和常规测站处气压）、能见度、风速（含平均和最大风速）、降雨量等。要解决的主要问题：（1）通过系统的数据处理，深入分析各种影响因素的变化特征，以此來阐明气候变化趋势和气候界常等状况；（2）分析气候变化的可能原因；（3）依据分析结果对青需市未來的发展规划提供参考意见。三、问题的分析随着社会生产力水平的不断提高和科

7、学技术的不断进步，人类在开发环境、利用环境创造和丰富物质文明的同时，也在污染和破坏着自身的生存环境。长期以来，人们为了追逐工商业中的经济利润最人化，只把人类劳动确定为商品价值的先决条件，而对于身边的环境影响置Z身外，从而对近些年的气候产生了很大的影响，下面我们就对以下几个问题进行分析与讨论：针对问题一：针对气候的变化趋势及界常状况等，我们选取气温（平均气温、最高气温、最低气温）、露点、气压（常规测站处气压、平