статистика и погода

МБОУ «Губинская средняя общеобразовательная школа»

Орехово-Зуевского муниципального района

Московской области

реферат на тему:

«Статистика и погода»

работу выполнила:

Ярошек Анастасия

учащаяся 7 класса

2011 г.

Содержание

1. Введение--------------------------------------------------------------------------- 2-3

1. Роль и место статистики в жизни общества
2. Применение методов статистики при изучении особенностей климата и погоды местного региона

2.  Цель и задачи----------------------------------------------------------------------- 4
3. Статистическое исследование------------------------------------------------- 5-6
4. Статистические характеристики  --------------------------------------------  6-7
5. Статистические характеристики  и сводка погоды --------------------- 8-10
6. Заключение ------------------------------------------------------------------------ 11
7. Список литературы -------------------------------------------------------------- 12
8. Приложения ------------------------------------------------------------------- 13-15

Введение

Роль и место статистики в жизни общества

        Часто в средствах массовой информации, выступлениях и докладах мы слышим выражения: «Статистика утверждает…», «По данным статистики…», «Анализ статистических данных показывает…» и т.п.

        Статистика прочно вошла в нашу жизнь. Какому товару отдают предпочтение покупатели, какая телепередача пользуется популярностью у телезрителей, кто из кандидатов на пост губернатора набрал наибольшее количество голосов на выборах, какова самая высокая или самая низкая температура воздуха, какие профессии пользуются спросом на рынке труда, на все эти и другие вопросы, связанные с количественными данными, отвечает статистика.

        Чтобы иметь представление о том, как получают эти данные, какие методы анализа используют, в школьном курсе математики мы изучаем простейшие характеристики и способы обработки и анализа статистической информации.

Слово «статистика» имеет два значения. Статистика – это наука; статистика – это еще набор данных, характеризующих состояние множества объектов или множество состояний одного объекта.

        Объектами статистики являются государство, отдельные регионы, населенные пункты, предприятия и т.д.

        Статистика имеет ряд самостоятельных отраслей:

1. математическая статистика (фундаментальная наука);
2. социальная статистика (изучает уровень благосостояния населения, взаимоотношения между общественными группами, классами и т.д.);
3. экономическая статистика (изучает процесс общественного производства, потребления и распределения);
4. демографическая статистика (население) и др.

Историческое развитие статистики было связано с потребностями государственного управления. К сведениям, необходимым для управления государством, относились данные о численности и движении населения государств, экономики, территориального деления.

В современных экономических системах статистика как наука является одним из важнейших инструментов эффективного управления протекающими в них процессами.

С помощью статистических методов вся информация о развитии экономических систем собирается, обобщается и анализируется, что дает возможность увидеть систему взаимосвязей в экономике, динамику развития различных экономических систем, делать обоснованные международные сопоставления.

Методы статистики вооружают надежным инструментом для принятия рациональных решений.

Применение методов статистики при изучении особенностей климата и погоды местного региона

В своей работе я решила применить элементы статистики для изучения особенностей погоды.

        В курсе географии 6-7 классов мы знакомимся с характером и изменчивостью погоды, ведем дневник наблюдений, то есть, выполняем сбор и простейшую обработку информации о погоде. В 8 классе мы изучаем географию родного края, рассматриваем вопросы о влиянии погоды и особенностей климата на здоровье и деятельность человека, пользуясь для сравнения и выводов результатами собственных наблюдений и готовыми данными из учебной литературы.

        В своей работе я предлагаю использовать методы статистической обработки информации для создания более полной и точной картины анализа данных при изучении тем «Погода» и «Климат».

При исследовании метеоэлементов погоды легко рассматриваются все основные статистические характеристики. Важное место при характеристике климата занимают средние (среднегодовые и среднемесячные) значения температуры воздуха, количества осадков, атмосферного давления и т.д. Большое значение имеют наиболее характерные (типичные) показатели, например, преобладающие виды облачности и осадков, направления ветра, среднесуточные колебания температуры воздуха или изменения атмосферного давления. По этим показателям можно судить об изменении климата и климатических особенностях нашего региона.

Способы наглядного представления информации  делают результаты исследований доступными и понятными, повышают интерес к изучаемому материалу на уроках.

Следует учесть, что результаты статистических исследований основаны на достоверных данных и подчиняются строгим математическим законам, что повышает значимость практических выводов.

Цель работы: раскрыть возможность применения статистических характеристик  при изучении погоды и климата.

Задачи:

1. Изучить основные статистические характеристики и методы статистической обработки информации;
2. Применить простейшие методы статистических исследований к изучению метеоэлементов погоды;
3. Научиться строить диаграммы с помощью редактора «Microsoft Excel».

Статистическое исследование

Определение и предмет статистики

Статистика – это наука, которая занимается получением, обработкой и анализом количественных данных о разнообразных массовых явлениях, происходящих в природе и обществе.

Слово «статистика» происходит от латинского слова status, которое означает «состояние, положение вещей».

Статистика изучает численность отдельных групп населения страны и ее регионов, производство и потребление разнообразных видов продукции, перевозку грузов и пассажиров различными видами транспорта, природные ресурсы и т.п.

Статистика решает целый ряд задач, например, получения и хранения информации, выработки различных прогнозов, оценка их достоверности и т. д. Ни одна из этих целей не достижима без обработки данных, поэтому, одна из основных задач статистики состоит в надлежащей обработке информации.

Результаты статистических исследований широко используются для практических и научных выводов.

Сбор и группировка статистических данных

Для изучения различных общественных и экономических явлений, а также некоторых процессов, происходящих в природе, проводятся специальные статистические исследования. Всякое статистическое исследование начинается со сбора информации об изучаемом явлении или процессе. Этот этап называется этапом статистического наблюдения.

Приведем в таблице термины, принятые в статистике.

Для обобщения и систематизации данных, полученных в результате статистического наблюдения, их по какому-либо признаку разбивают на группы и результаты группировки сводят в таблицы распределения выборки (таблицы распределения частот).

В первую строку таблицы заносится ряд данных, во вторую – количество появлений каждого элемента в ряду. Это количество называют кратностью (частотой).

Вообще, если результат статистического исследования представлен в виде таблицы кратностей, то сумма кратностей (частот) равна общему числу данных в выборке – объему ряда.

Наглядное представление статистической информации

После того, как выполнены сбор и обработка статистических данных, встает вопрос о выборе наиболее простого (не громоздкого) и наглядного способа их представления. Таким способом является графическое представление информации.

Рассмотрим несколько основных способов.

Столбчатые диаграммы используют тогда, когда хотят проиллюстрировать динамику изменения данных во времени или распределение данных, полученных в результате статистического исследования.

Если в ходе статистического исследования проведена группировка одинаковых данных и для каждой группы указана соответствующая кратность или частота, то каждая группа изображается на столбчатой диаграмме прямоугольником, высота которого при выбранном масштабе равна соответствующей кратности или частоте.

Круговые диаграммы удобно использовать для наглядного изображения соотношения между частями исследуемой совокупности или выборки.

Если результат статистического исследования представлен в виде таблицы частот, то для построения круговой диаграммы круг разбивается на секторы, центральные углы которых пропорциональны частотам, определенным для каждой группы данных.

Круговая диаграмма сохраняет свою наглядность и выразительность лишь при небольшом числе частей совокупности. Динамику изменения статистических данных во времени часто иллюстрируют с помощью графика. Для построения графика отмечают в координатной плоскости точки, абсциссами которых чаще всего служат статистические данные, а ординатами – их кратности. Соединив последовательно эти точки отрезками, получают график  распределения частот.

Анализ статистических данных

При проведении статистического исследования после сбора и группировки данных переходят к их анализу, используя для этого различные обобщающие показатели.

Самыми простыми из них являются среднее арифметическое, мода, медиана, размах.

1. Среднее значение (ряда чисел) – частное от деления суммы чисел на число слагаемых.

Обычно среднее значение находят тогда, когда хотят определить среднее значение для ряда данных.

2. Размах (ряда чисел) – разность между наибольшим и наименьшим из этих чисел.

Размах находят тогда, когда хотят определить, как велик разброс данных в ряду.

3. Мода (ряда чисел) – число, наиболее часто встречающееся в данном ряду.

Моду находят тогда, когда хотят выявить типичный показатель.

4. Медиана упорядоченного ряда чисел с нечетным числом членов  - это число, записанное посередине; медиана упорядоченного ряда чисел с четным числом членов – это среднее арифметическое двух чисел, записанных посередине;

Медиана произвольного ряда чисел – это медиана соответствующего упорядоченного ряда.

Медиана более точно отражает реальную ситуацию, чем среднее значение. Основное преимущество медианы – ничего не надо считать для ее нахождения. Следует просто упорядочить значения ряда чисел и потом разделить их на две равные группы.

Упорядоченный ряд – это такой ряд, в котором каждое последующее число не меньше (или не больше) предыдущего.

На практике при анализе данных в зависимости от конкретной ситуации используют либо все три показателя, либо один из них.

Удобно рассматривать эти характеристики на графике. Каждый график – это ломаная из конечного числа звеньев. Вершины такой ломаной соответствуют вариантам и их частотам.

Статистические характеристики и сводка погоды

        Часто статистические данные используют в сравнении, поэтому в своей работе я взяла показатели 2008, 2009 и 2010 г.г.

1. Этап статистического наблюдения. Сбор данных. Ведение календаря наблюдений за метеоэлементами погоды (использованы данные телевизионного метеопрогноза Гидрометцентра России для Орехово-Зуевского района и показания школьных приборов).
2. Группировка данных. Составление таблиц кратностей полученного ряда данных.

Запишем показания температуры (среднее значение за день) воздуха за январь 2010 года, получим статистический ряд:

-9; -9; -15; -17; -17; -15; -5; -1; -9; -13; -13; -9; -8; -8; -7; -11; -13; -15; -17; -17; -12; -10;  -18; -19; -18;  

-17; -17; -20; -21; -11; -7.

Объем данного ряда равен 31.

Для того, чтобы удобно было анализировать полученные данные, упорядочим этот ряд:

-1; -5; -7; -7; -8; -8; -9; -9; -9; -9; -10; -11; -11; -12;      -13; -13; -13; -15; -15; -15; -17; -17; -17; -17; -17; -17;  -18; -18; -19; -20; -21.

Представим эти данные в таблице (с учетом шкалы типов погод):

Таким же образом составим таблицу кратностей для значений температуры в январе 2009 г. и 2010 г.:

2009 г.: -17; -17; -15; -15; -11; -10; -9; -9; -7; -6; -5; -5; -4; -4;-3; -2; -2; -1; -1; -1;                               0; 0; 0; 0; 0; 1; 1; 1; 1; 2; 3.

Замечание: В данном случае длина интервала выбрана в соответствии со шкалой  «Типы погод».

Вывод: для Московской области климатической нормой в январе является умеренно-морозная погода (2008 г.). А в 2009 и 2010 г. произошли резкие отклонения от нормы.

Составим таблицы частот для других метеоэлементов (облачности, видов осадков и направления ветра):

Вывод: за последние 3 года в январе пасмурных дней было гораздо больше, чем солнечных.

3.  Графическое представление статистических данных получаем с помощью редактора «Microsoft Excel» (см. приложения 1,2,3,4).

4. Статистические характеристики в моей работе включают  среднее значение, размах, моду и медиану.

Рассмотрим эти понятия на примере метеоэлементов погоды.

Рассмотрим  упорядоченный ряд:

-1; -5; -7; -7; -8; -8; -9; -9; -9; -9; -10; -11; -11; -12; -13; -13;

-13; -15; -15; -15; -17; -17; -17; -17; -17; -17; -18; -18; -19; -20; -21.

Среднее значение вычисляем следующим образом:

-(1+5+7·2+8·2+9·4+10+11·2+12+13·3+15·3+17·6+18·2+19+20+21) : 31= = -12,8.

Медиана равна –13 (0С). Срединный показатель.

Размах равен 20. В данном случае размах показывает колебание температуры воздуха в данном месяце и неустойчивость погоды.

Модой данного ряда является число –17. Это типичные показатели температуры.

Понятие «мода» относится не только к числовым данным. Например, если рассматривать виды осадков, то мода – это отсутствие осадков (дней без осадков было больше всего). Для ряда «Направление ветра» мода -  западное направление (см. таблицу «Направление ветра. Январь. 2009 г.»).

Находим  данные для показателей 2008 г. и 2009 г.

Занесем в таблицу полученные результаты:

Мода в отличие от других характеристик может иметь несколько значений. Для этого в таблице представлены данные 2005 года. Это его температурный ряд:

+4;+3;+2;+2;+1;0;0;-1;-1;-1;-2;-2;-2;-3;-3;-4;-4;-5;-5;-6;-6;-6;-7;-8;-8;  -9;-10;-11;-12;-12.

Выводы: характер погоды неустойчивый (большой размах), значения температуры не совпадают с климатической нормой. Срединные и типичные показатели подтверждают среднее значение. Мода ряда температур 2010 года говорит о том, что значительно-морозная погода (ниже -130С) стояла большую часть месяца.

Заключение

Результаты проведенного статистического исследования позволяют сделать выводы о характере погоды самого холодного месяца года и сравнить полученные результаты с данными многолетних наблюдений, приведенными в учебнике и справочнике.

Например, зимой в Подмосковье преобладают умеренно холодные погоды, дни со средней и сплошной облачностью и осадками в виде снега (причем, их сравнительно немного), ветры западных румбов. Это считается климатической нормой.

Сравним эти данные с результатами исследования метеоэлементов января 2010 года. Преобладающий тип погоды – значительно морозная; большинство дней были солнечные (незначительная или средняя облачность); преобладающее направление ветра – восточное.  

Выводы:

5. Статистические исследования можно применять при изучении погоды и климата
6. Статистические характеристики помогают выявить типичные показатели и особенности погоды
7. Проводить самостоятельное исследование интереснее и полезнее, чем пользоваться готовыми результатами

Результаты моей работы могут быть полезны на уроках математики, географии, экологии.

Список литературы

1. Макарычев Ю.Н. Миндюк Н.Г. Алгебра: элементы статистики и теории вероятностей: учеб. Пособие для учащихся 7-9 классов общеобразоват. учреждений. – М. : Просвещение, 2005.
2. Макарычев Ю.Н. Миндюк Н.Г. Алгебра,7: Учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2008.
3. Хромов А.В. Гогина Г.В. География родного края: Книга для учителей и учеников общеобразоват. школ. – Орехово-Зуево, 1997.

Приложение 1

Столбчатые диаграммы

Приложение 2

Круговые диаграммы

Приложение 3

Графики