应用气象学方法第3章试验观测.pdf

本章基本要求 •了解应用气象试验的重要性； •熟练掌握各种试验方法及步骤; •掌握试验观测资料的分析方法。 第一节试验设计概论及原理 一.概念与作用 •1.概念 • （1） “试验”和 “实验” •实验是指用来检验某种假设或者验证某种已经存 在的理论而进行的操作。 •试验指已知某种事物的时候，为了了解它的性能 或者结果而进行的尝试性活动。 现代汉语词典 科学试验 •科学试验是科学家们根据一定的研究目的 ，运用一 定的物质 ，在人为控制或模拟自然现象的条件 下 ，使自然过程或生产过程 ，以纯粹的、典型的形 式表现出来 ，以便进行观察、研究、探索自然界本 质及其规律的一种研究方法。 试验的作用 •科学试验为科学理论提供的材料和新的启示 ，为科 学理论发展开辟了新的领域 ，从而成为科学理论发 展的直接源和动力。 •科学试验又是直接检验科学预见、科学假说的真理 性标准。 试验过程中关心主要问题 •哪一个因素对响应值起较大影响； •如何设置因素的值，使响应值接近所希望的值； • 如何设置因素的值，使响应值的方差尽可能小。 • 如何设置可控因素的值，使非可控因素带来的影响尽可 能小。 （2）总体与样本 • 是研究对象中可以单独观测和研究的一个物体 或一定量的材料。 •具有共同性质的全部 就组成了总体。 •当按一定程序从总体中抽取的一组 时，称此组 为该总体的一个样本。 •样本中所包含的 （或抽样单元）的数目则称为 样本容量。 （3）试验因子、水平、处理 •试验中安排的 ，会影响试验指标的因子 ，称为试 验因子 （experiment factor）； •非试验因子 •试验因子量的不同级别或质的不同状态称为该因 子的某种水平 （level）； •某种具体措施则 •在单或多因子试验中 ，各因子不同水平的组合则 称为处理 （treatment）。 •如 ： a1, a2, a3 或 a1b1, a1b2, a2b1, a2b2. 举例： •单因子试验：研究昼夜不对称增温对冬小麦品质 的影响。 •△0℃/△0℃ （不增温）、△0℃/△2℃ （夜间增温 2℃）、△2℃/△0℃ （昼间增温2℃ ）、 △2℃/△2℃ （昼夜对称增温2℃ ）、△1℃/△3℃ （ 昼夜不对称增温2℃）、△2℃/△6℃ （昼夜不对称 增温4℃） •多因子试验：研究夜温升高、CO2浓度升高对作 物产量的影响。 •CO2浓度：380ppm （背景）、550ppm和750ppm。 •夜温升高：0℃ （背景）、2℃、4℃。 （4）试验单元、抽样单元、测量单元、重复与区组 •试验中实施试验处理的基本对象则称为试验单元 （experiment unit），如试验小区 ； •在试验单元上确定试验结果的收集抽样方式的样 本对象称为抽样单元 （sample unit）; •在抽样单元上确定试验结果测量方式的基本对象 称为测量单元 （metric unit）； •在试验中 ，每一种处理往往进行一次以上的试验 ， 称处理的重复 （replication）； •某一批处理排列时集中在某一区域 （时期、空间 等）则称为区组 （block）； （5）精密度、正确度、精确度 •精密度简称精度 （precision）：表示试验结果中随 机误差大小的程度 ，它是在试验规定条件下、对处 理进行多次相互独立测量所得结果之间符合的程度。 •正确度 （trueness）：表示测量结果中系统误差大小