利用Excel、OriginPro軟件制作氣象要素圖及分析

付亞楠 武玉龍 侯海婷 孟凡夫 馬偉 林弘杰 王楓

摘要：以氣象要素中的風向風速為例，利用Excel、OriginPro軟件制作風速頻率百分比圖、風頻率餅圖、風玫瑰圖并分析，證明復(fù)雜數(shù)據(jù)用精美的圖表呈現(xiàn)并加以分析，可以有效證明結(jié)論。

關(guān)鍵詞：風向風速;Excel;OriginPro;分析

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0222-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

圖表是表達數(shù)據(jù)或思想的重要形式之一，優(yōu)秀的圖具有能夠簡潔地表述復(fù)雜的關(guān)系、吸引讀者注意、有效解釋科學(xué)問題等特[1]。Microsoft Excel和OriginPro 分別是由Microsoft 公司和OriginLab公司出品的的專業(yè)繪圖軟件，它們?yōu)檠芯咳藛T研究各種科學(xué)規(guī)律而專門設(shè)計的全面的圖形和分析解決方案，擁有強大的數(shù)據(jù)分析能力和專業(yè)繪圖能力，在學(xué)術(shù)圈使用率很高。Excel是為使用Windows和Apple Macintosh操作系統(tǒng)的電腦編寫的一款電子表格軟件[2]。直觀的界面、出色的計算功能和圖表工具，再加上成功的市場營銷，使Excel成為最流行的個人計算機數(shù)據(jù)處理軟件[3]。Origin為您導(dǎo)入、轉(zhuǎn)換、處理、作圖以分析數(shù)據(jù)以及發(fā)布研究結(jié)果提供了各種各樣的工具和選項，既可以滿足一般用戶的制圖需要，也可以滿足高級用戶數(shù)據(jù)分析、函數(shù)擬合的需要，目前在很多高校中的應(yīng)用也非常廣泛，是科研工作者必須學(xué)會的一款軟件[4]。

結(jié)合Excel和Origin兩種強大的統(tǒng)計分析、制圖軟件[5]，統(tǒng)計氣象要素并分析，再以風向風速為例，制作風速頻率百分比圖、風頻率餅圖、風玫瑰圖并加以分析，證明復(fù)雜數(shù)據(jù)用精美的圖表呈現(xiàn)并加以分析，可以有效證明結(jié)論。

1 資料和方法

（1）氣象資料：呼和浩特國家氣候觀象臺常規(guī)要素全月逐日每小時風向風速數(shù)據(jù)資料;

（2）研究時段：2018年3月1日至2019年2月28日，共1年

（3）分析范圍：氣象劃分春（3月-5月）、夏（6月-8月）、秋（9月-11月）、冬（12月-1月）;

（4）分析方法：Excel中的簇狀柱狀圖方法、OriginPro中的Pie Chart、Wind Rose （Binned Data）;

2 利用Excel制作氣象要素圖并分析

圖1是風速的頻率分布情況，可以看到觀測點風速在2.0-4.0m/s區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)頻率較高，其中2.0-3.0m/s出現(xiàn)的頻率高達24.2%。隨著風速增大，其發(fā)生頻率逐漸降低。

3 利用OriginPro制作氣象要素圖并分析

圖2是風速的頻率3D黑白餅圖，可以看到，風速在0.0-4.0m/s區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)頻率最高，高達72.25%，其中4.0-8.0m/s出現(xiàn)的頻率為23.35%，其中8.0-12.0m/s出現(xiàn)的頻率為3.98%，其中12.0-16.0m/s出現(xiàn)的頻率為0.4%，16.0-20.0m/s出現(xiàn)的頻率為0.1%。隨著風速增大，其發(fā)生頻率同樣逐漸降低。

圖3是呼和浩特國家氣候觀象臺春、夏、秋、冬的風玫瑰圖?？梢钥闯觯陽|風極少出現(xiàn)，全年以偏西北方為主要風向，出現(xiàn)頻率最高的是西北偏北風，春、夏、秋、冬依次達到28.1%，23.8%，35.0%，36.4%，其次是東北風和北風。春季和夏季風向風速分布特征相似，均以西北風、北風、北西北風為主，但也會出現(xiàn)一定頻率的偏南風。相比較而言，秋季和冬季風向和風速的分布特征也相似，依舊均以西北風、北風、北西北風為主，但基本不出現(xiàn)東風、南風、西風。結(jié)合內(nèi)蒙古呼和浩特地理位置，圖3中風向的四季變化，尤其在秋冬季節(jié)，體現(xiàn)出明顯的季風氣候特征。

4 結(jié)論

Excel制圖具有簡單、快捷、直觀等優(yōu)點，同時OriginPro作為統(tǒng)計、制圖軟件也很有特點。復(fù)雜的數(shù)據(jù)用精簡美觀的圖表呈現(xiàn)并加以分析，可以鞏固邏輯的連續(xù)性和嚴密性，最后一步步證明結(jié)論。

參考文獻：

[1] 肖玉玲，馬中元，桂保玉，等.利用Excel軟件繪制氣象要素圖表[J].科技廣場，2010（3）：152-154.

[2] 武玉龍，付亞楠，劉旭陽.智能網(wǎng)格預(yù)報的研究評述與展望[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2017（23）：77-78.

[3] 孟凡夫，伍才寶，錢沈旸.新媒體在氣象服務(wù)中的應(yīng)用探討——以微信為例[J].科技風，2016（8）：183.

[4] 馬偉，宋海清，哈斯其木格，等.烏海市一次降水過程的高分辨率數(shù)值模擬[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2017（22）：60-63.

[5] 侯海婷.2016年1月16-23日根河市持續(xù)低溫天氣過程分析[J].河南農(nóng)業(yè)，2018（2）：46-47.

【通聯(lián)編輯：唐一東】

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