数理统计方法在海浪灾害特征分析中的应用_任姝彤第32卷第4期2022年8月海洋预报MARINEFORECASTSVol.32，No.4Aug.2022收稿日期：2022-09-29基金项目：国家科技支撑计划（2022BAC19B08）作者简介：任姝彤（1985-）女，工程师，硕士，主要从事海洋预报业务管理工作。E-mail：rstong@wwsodocs/doc/945d0e1676a20229bc642da5数理统计方法在海浪灾害特征分析中的应用任姝彤1,2，张滨2（1.中国海洋大学，山东青岛266100；2.国家海洋环境预报中心，北京100081）摘要：利用数理统计方法对46a来中国沿海灾害性海浪过程进行分析,得出台风浪灾害、冷空气气旋浪灾害的年际分布规律，并采用回归分析法预测灾害性海浪过程多年变化趋势结果显示：中国沿海台风浪灾害偏轻年份少于冷空气气旋浪灾害，但台风浪灾害程度更轻，使用ARIMA模型可以预测未来多年灾害性海浪年过程变化趋势。关键词：数理统计单因子回归分析法；灾害性海浪过程：P731.22文献标识码：A：1003-0239（2022）04-0090-05DOI:10.11737/j.issn.1003-0239.2022.04.0101引言中国地处欧亚大陆东南岸并与太平洋相通，南北冷暖气流异常活跃[1]，是世界上海浪灾害发生最频繁地区之一，冬季受西伯利亚、蒙古等地冷空气影响，春秋季受温带气旋影响，夏季受台风影响[2]，中国近海4m以上灾害性海浪过程全年频发。研究表明海上自然破坏力的90%来自海浪，海浪灾害可沉损船只，是海难事故的最主要原因，同时海浪灾害还可摧毁沿岸各类建筑物，它会对航海、海上施工、海上军事活动、渔业捕捞等带来极大危害，是海上经济开发的最大障碍[3]。1990据国家科委全国重大自然灾害综合研究组粗略的统计，我国近海由海浪引起的海难每年平均有70次，损失每年约1亿元，死亡约500人[4]。据《中国海洋灾害公报》统计2022年我国近海共出现43次灾害性海浪过程，造成直接经济损失6.30亿元，死亡（含失踪）121人。近10a来，灾害性海浪共造成直接经济损失34.47亿元，造成人员死亡（含失踪）1147人[5]。灾害性海浪的研究方面，管长龙等[6]回顾和总结20世纪80年代初至90年代末我国学者在海浪要素统计分布上进行的研究；杨良华[3]对中国沿海由于热带气旋、温带气旋和强冷空气影响下的海浪活动强度和分布情况进行研究；孙璐等[7]对广海湾内海浪基本要素以及大浪过程与热带气旋活动的关系进行统计分析；张薇等[8]利用渤海周边10个波浪观测站46a的海浪观测资料,进行了灾害性海浪特征分析和海浪致灾原因分析,给出了渤海灾害性海浪的时、空变化和分布特征,并对海浪灾害致灾原因进行天气学分析。统计方法是海浪研究的一种重要手段，国家海洋环境预报中心海浪组每年都依据有效波高≥4m的灾害性海浪的历史数据,结合未来副热带高压及热带风暴的分析预测资料,预测下一年海浪灾害活动强度[9-12]，本文通过数理统计方法分析1968—2022年中国近海4m以上灾害性海浪过程数据样本，对其统计规律进行描述，并使用回归分析法对灾害性海浪过程数进行多年趋势预测2方法说明数理统计方法主要包括描述性统计方法和推论性统计方法两类，前者是对数据的整理和描述，后者则通过样本数据信息推断总体。本文通过描述性统计方法对中国沿海灾害性海浪年过程数、灾害性台风浪年过程数、灾害性冷空气和气旋浪年过程数的统计规律进行描述，通过利用集中趋势分任姝彤等：数理统计方法在海浪灾害特征分析中的应用4期析、离散趋势分析以及频率分布情况描述灾害性海浪过程年际变化趋势；通过推论性统计方法中的单因子回归分析方法预测中国沿海灾害性海浪年过程数长期变化趋势。其中，集中趋势分析包括计算中国近海灾害性海浪过程、灾害性台风浪过程、灾害性冷空气气旋浪过程46a平均值和总体均值，二者分别说明46a间中国近海上述海浪灾害的一般水平以及更长时间范围内中国沿海上述海浪灾害的一般水平；离散趋势分析包括计算中国近海灾害性海浪过程、灾害性台风浪过程、灾害性冷空气气旋浪过程的全距（极差），标准差和离散趋势，表征了中国近海上述海浪灾害年际数据的分散性；频率分布分析利用频率直方图直观的表达中国近海上述海浪灾害灾情程度以及分布情况。本文还引入了标准分数的概念，其用途是对比两组不同均...