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Matlab在气象专业教学中的应用
——气象要素的M-K检验突变分析

2020-01-13马雪晴胡莉婷王雅婧潘学标

实验室研究与探索 2019年12期

胡 琦, 马雪晴, 胡莉婷, 王雅婧, 徐 琳, 潘学标

(中国农业大学 资源与环境学院,北京 100193)

0 引 言

气候变化已经成为全球关注的焦点问题,正在产生的影响严重威胁着自然界和人类的安全[1],气候变化议题也受到各国科学家的持续关注,相关研究不断深化。大量事实表明气候不是缓慢变化的,而是从一种稳定状态跳跃式地转变到另一种稳定状态,称为气候突变现象[2],其理论研究是近代气候学一个新兴的研究领域[3]。M-K检验法是世界气象组织推荐的用于提取序列变化趋势的有效工具,目前已经被广泛用于气候参数和水文序列的分析中[4-6]。M-K法是中国农业大学应用气象学专业的必修课“应用气候学实习”课程中讲授的一个重要的气候分析方法。M-K方法的原理和计算过程较为繁琐,若利用常规的计算手段和软件(如EXCEL等)效率较低,无法满足时代信息化教学和学生的实际业务应用。因此,将计算机编程的方法应用于气象专业的教学教育之中,在教学活动中应用是现代信息技术,对提高本科教学质量至关重要。

Matlab软件是一门集算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言[7]。目前,Matlab软件已经广泛应用到各个教学领域,如数学[8]、物理[9]、生化[10]、医学[11]、音乐[12]、金融学[13]等。关于Matlab在气象专业教学中应用的研究较为罕见,目前尚未有关于Matlab软件实现M-K检验的教学文献,为此,本文选取了某气象站点多年的温度观测数据,介绍了应用Matlab软件实现M-K法中统计量的自动计算,并如何基于Matlab-GUI实现界面操作和自动制图以提高处理数据的效率。……

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