的。反之,如果,自变量的取值不同,因变量的分布也不同,则说明两者是存在相关关系的。
两个变量之间的相关程度通过相关系数r来 表示。相关系数r的值在-1和1之间,但可以是此范围内的任何值。正相关时,r值在0和1之间,散点图是斜向上的,这时一个变量增加,另一个变量也增加; 负相关时,r值在-1和0之间,散点图是斜向下的,此时一个变量增加,另一个变量将减少。r的绝对值越接近1,两变量的关联程度越强,r的绝对值越接近 0,两变量的关联程度越弱。
1. 相关分析在水文计算中的用途:
水文统计中,资料系列愈长,组成的样本代表性就愈强,用以推算的总体参数值得抽样误差也就愈小。但实际工作中,能够搜集到的实际水文资料往往观测年限较短,有时还可能在观测期间有缺测年份,若能找到与它有客观联系的长期连续观测资料,就可以利用两实测资料系列之间的变量的统计相关,进行相关分析,对短期观测资料进行插补和延长,提高水文统计的精度。因此,相关分析也是水文计算的一种重要工具。
2. 工程实例分析:
已知江苏省某地区甲,乙两站具有1965年及1967年~1983年计18年的年雨量同步资料,试用相关计算法进行甲,乙两站年雨量的相关分析;已知1966年甲站年雨量为945.7mm,试插补该年乙站缺失的年雨量。
1)将yi与xi的对应值点绘于方格纸上得到相关点。
2)计算x,y系列的均值:
3). 计算错误!未找到引用源。:
错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=0.24 错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=0.21 错误!未找到引用源。=X错误!未找到引用源。1064.0×0.24=255.4mm
错误!未找到引用源。=Y错误!未找到引用源。=1106.9×0.21=232.4mm 4). 计算相关系数r
r=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=0.89>0.8 5). 计算回归系数错误!未找到引用源。:
错误!未找到引用源。=r错误!未找到引用源。=0.81 6). 求得x,y的回归方程为:
Y=0.81x+245.1
7). 计算回归线的均方误差:
Y×15%=1106.9×15%=166mm
8).由回归方程求得1966年乙站年雨量:
Y=0.81×945.7=245.1=1011.0mm
题目五:
答:潮汐与潮流:在月球、太阳和其它天体引潮力的作用下,地表海水发生周期性运动的现象为潮汐,它包括海面周期性的垂直涨落运动和海水周期性的水平进退流动。习惯上,前者称为潮汐,后者为潮流。 引潮力和潮汐现象的成因:
潮汐现象与天体引力有关,随地球、日、月三者位置的变化而变化。月球离地球越近,对海水的引力越大,其近地点不断东移,8.85年为一个周期;日月相对于地球的运动位置也在不断变化,18.61年为一个周期。
地球上的潮汐现象主要是由月和日的引力作用引起的,而以月球引力为主。 首先讨论月球的万有引力对海洋潮汐的作用。假设海水覆盖整个地球表面,地球和月球绕着共同的质心C转动,视以C为原点,坐标轴指向恒星的性系,另有一以地心
为坐标原点,坐标轴指向恒星的参考系
系为惯。C系与
C′系坐标轴总保持平行,故C′系绕C系平动。若仅关心为何一日两潮,即仅讨论为什么面向和背向月球的水面有两个凸起,可引入如下理想模型:认为地表水相对于C′系静止,即水随C′系绕C平动。这时,水表面诸体元均以
为
半经作圆周运动。但各有自己的圆心,又因为是平动,诸体元的速度和加速度都是相同的,因此各单位质量水与地心处单位物质所受向心力相同,如图(一)所示。由于地表面各处与月球连线长短、方位不同,各水体元在各处所受月球的引力不同,如图(二)所示。这个引力有两种效果,一个作用是使诸单位质量水获得各自绕地月共同的质心C作圆周运动的向心力,此力的大小等于月球作用于地心处单位质量物质的力,另一个作用是产生潮汐的引潮力。故月球的引潮力可定义为地表面单位质量的水所受月球引力减去地心处单位质量物质所受月球的引力。分别用F、fc和f表示引潮力、向心力和引力,有
,其中fc显然
等于,G、M和d分别表示万有引力常量,月球的质量和地心月心间的距离。
由于地表面水体元所受月球的引力不同,地面不同处的引潮力不同,如图(三)所示。P点的引潮力可用矢量差求得,如图(四)所示。
设R为地球的半径,我们用引潮力的定义式来计算离月球最近的A点及离月球最远的B点的引潮力,因为两处单位质量水所受万有引力与向心力在同一直线上。
故A点的引潮力为。由于
地月间距离远大于地球的半径,所以2d-R≈2d、d-R≈d,有,同理
B点的引潮力。由此可见A、B两处引潮力的大小
相等,都背离地心向外,海水在引潮力的作用下“涨起”,同理由矢量差求得D、E处引潮力相等且指向地心,在该处的引潮力迫使海水“跌落”,其它各处引潮力促成海水的“潮流”。
我国的潮汐和风暴潮:
风暴潮:因为台风、寒潮等天气系统带来的大风或气压剧变而起的海水位异常上升现象。
太平洋潮波引起的强迫振动是我国海域潮汐的主要成分。
东海海域开阔,潮波属于行波的性质。福建沿岸半日潮潮差5m,温州8m。 黄海受海岸轮廓影响,进行波被反射,变成驻波,在地球自转的影响下,形成旋转的潮汐系统;又因海底摩擦影响,使东海岸潮差较西海岸大的多。我国黄海沿岸大都为3-4m。朝鲜西海岸可达8m。
渤海的潮震动是由黄海的潮波传入引起的,前进波受到海岸反射,形成驻波。渤海潮差一般3-4m。
太平洋潮波由巴士海峡进入南中国海后,分为两支:其主要一支南下,构成南海的潮波系统,另一支北上向台湾海峡方向推进,形成台湾海峡以南邻近海域的潮波系统。