当我们谈论天气，大多数时候我们关注的是今天会下雨吗？明天会热吗？这些都是关于瞬时或短期预测的问题。然而，在日常生活中，我们常常会不自觉地提及“往年同期平均气温”或“当地年平均降水量”等概念。这些“平均天气”并非指某一天的具体状况，而是气候学的基石，它描绘了一个地方长期以来的气候特征，是理解地球气候系统、规划未来生活和应对气候变化的关键数据。那么，这些看似简单却又深远影响我们的“平均天气”究竟是如何计算出来的呢？这背后涉及到的数据收集、统计方法和专业解读，远比我们想象的要复杂和精密。
“平均天气”的核心概念在于其“平均”二字，它代表着对某一特定时间段内，某个或某组气象要素（如气温、降水、湿度、风速等）的长期综合统计。它将随机和多变的天气现象，通过数学方法提炼出稳定的模式和趋势，从而形成我们所说的“气候常态”。与每日瞬息万变的天气预报不同，“平均天气”关注的是数十年甚至上百年的气候数据累积，旨在滤除短期波动，揭示地区气候的本质特征。理解并正确计算这些平均值，对于从农业种植到城市规划，从能源消耗到旅游发展，乃至全球气候变化研究，都具有不可估量的价值。
在气候学中，最常使用的“平均天气”概念是“气候正常值”（Climate Normals），这是由世界气象组织（WMO）推荐和全球气象机构遵循的标准。气候正常值通常是基于最近的连续30年数据进行计算的，每十年更新一次。例如，当前普遍使用的气候正常值是基于1991-2020年的数据。选择30年作为基准，是因为这个时间跨度足够长，能够有效地平滑掉年际之间的自然变异，从而提供一个相对稳定和有代表性的气候参考。如果时间太短，容易受到极端年份的影响；如果时间太长，又可能无法反映出气候的长期变化趋势。因此，30年的周期被认为是平衡两者、反映“平均天气”特征的最佳选择。
计算“平均天气”首先需要海量的原始气象数据。这些数据来源于全球密布的气象观测站网络、海洋浮标、探空气球、气象卫星以及地面雷达等多种观测平台。气象站会每天、每小时甚至每分钟不间断地记录各项气象要素，例如：最高气温、最低气温、平均气温、24小时降水量、相对湿度、风向风速、日照时数、气压、云量等。数据的完整性、准确性和连续性是计算平均值的先决条件。任何的数据缺失或错误都可能导致计算结果的偏差，因此，数据质量控制和预处理是至关重要的第一步，包括对异常值进行识别和剔除，以及对缺失数据进行合理的插补。
接下来，我们来具体看看几种主要气象要素的平均值是如何计算的：
1. 平均气温：这是最常用也最受关注的指标。
- 日平均气温：通常是将一天中的最高气温和最低气温相加，再除以2得出。更精确的方法是每隔一定时间（如每小时）记录一次气温，然后将全天24个读数相加求平均。
- 月平均气温：将一个月中每天的日平均气温相加，再除以当月的天数。
- 年平均气温：将一年中每个月的月平均气温相加，再除以12个月。
- 长期（30年）平均气温：将某一特定月份（例如，所有年份的1月）的月平均气温数据收集起来，然后将这些月平均值相加，除以30，即可得到该月的气候正常气温。同样的方法也适用于计算年平均气温的正常值。
2. 平均降水量：降水通常以累积量来衡量，而不是平均值。
- 月总降水量：将某个月份每天的降水量累加。
- 年总降水量：将一年中每个月的总降水量累加。
- 长期（30年）平均月/年降水量：将30年间某一特定月份（或年份）的总降水量数据累加起来，再除以30，即可得到该月（或年）的平均降水量正常值。此外，也可以计算平均降水日数，即在特定时间段内，平均有多少天会发生降水。
3. 其他气象要素：
- 平均相对湿度：与气温计算类似，可以计算日平均、月平均、年平均和长期平均的相对湿度。
- 平均风速：将某个时间段内的所有风速读数相加，然后除以读数个数。风向则通常以频率分布来表示，即某个方向的风出现的天数或小时数占总数的百分比。
- 平均日照时数：记录一天中太阳照射地面的有效小时数。然后可以累加计算月、年和长期平均日照时数。
“平均天气”的计算并非一帆风顺，其中充满了各种挑战。首当其冲的是数据完整性和一致性问题。气象站可能会因为设备故障、维护或搬迁而出现数据中断。城市化进程也可能导致观测环境的变化，例如，城市热岛效应会导致城市中心的气温观测值高于周边乡村地区，这会影响长期数据的均一性。为了应对这些挑战，气象学家会采用复杂的数据均一化技术，对历史数据进行调整和校正，以消除非气候因素（如观测方法改变、台站搬迁等）对数据序列的影响，确保数据在整个时间序列上的可比性。
此外，代表性问题也是一个关键挑战。一个气象站的数据只能代表其周边小范围区域的气候特征，而不能简单地推广到整个区域或国家。为了获得区域性或全球性的“平均天气”，气象学家需要整合来自多个观测站的数据，并可能结合地理信息系统（GIS）和空间插值技术，如克里金法（Kriging），来估计未观测点的数值，从而生成区域性的平均值或气候图谱。随着遥感技术和卫星观测的发展，这些空间数据正变得越来越丰富和精细，为“平均天气”的计算提供了更广阔的视角。
尽管存在挑战，但“平均天气”的价值无可替代。它是理解气候变化趋势的基准。当科学家说“某个地区的平均气温上升了”时，他们正是将当前的30年气候正常值与过去的30年气候正常值进行比较。这种比较能够清晰地揭示地球气候的长期变化，帮助我们识别全球变暖等趋势。对于农业而言，了解某个地区的平均霜期、生长期和降水模式，是选择作物、安排播种和收获季节的重要依据。在城市规划中，平均风向风速有助于评估空气污染扩散，平均降水量则影响排水系统的设计。对于旅游业，了解目的地的平均气温和日照时数，能够帮助游客更好地规划行程和打包行李。
总而言之，“平均天气”的计算是一个复杂而严谨的科学过程，它不仅仅是简单的算术平均，更是气候学家们运用先进技术和严谨态度，从海量数据中提炼出气候本质特征的成果。它为我们提供了一个理解过去、展望未来、适应变化的重要视角。从最初的温度计和雨量计，到现代的卫星遥感和超级计算机模型，人类对“平均天气”的探索和计算能力不断提升，也使得我们对地球气候系统的认识越来越深刻。正是这些看似枯燥的数字，构筑了我们理解气候、应对未来的基石，让我们能更好地与我们赖以生存的地球环境和谐共处。
阅读：161 发布时间：2025-11-21