最近做一门线上课程的功课。课题大方向由教授给定：找一个有关斯图加特地区天气现象的具体课题，自己在网上找数据做分析，把分析结果用视图呈现。我上交的功课得到很好的评价，同学鼓励我发表出来，所以今天写一写我的研究报告。
课题简介
我在世界地图上找了跟斯图加特纬度十分接近的 5 个城市，分析她们在过去十年里的每日天气数据，比较这几乎同纬的六个城市的气候特征的异同。 研究的六个城市及其概况为：
| City | Latitude | Altitude | Elevation(m) | Population | Country |
|---|---|---|---|---|---|
| Stuttgart | 48°47′N | 9°11′E | 332.50 | 623,738 | Germany |
| Vienna | 48°12′N | 16°22′E | 199.00 | 1,867,960 | Austria |
| Qiqihar | 47°21′N | 123°55′E | 148.00 | 5,357,003 | China |
| Bellingham | 48°45′1″N | 122°28′30″W | 79.82 | 80,885 | USA |
| Quebec City | 46°49′N | 71°13′W | 89.64 | 531,902 | Canada |
| Paris | 48°51′24″N | 2°21′03″E | 81.85 | 2,229,621 | France |
用到的每个城市的原始数据为：
- 每日平均气温（摄氏度）
- 每日降水量 （毫米）
- 每日积雪深度（毫米）
数据来源
我用到的气候数据来自美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，缩写为NOAA）的气候数据库。 NOAA的气象数据采集网点虽然遍布全球各国，但是并非所有站点都发送同样类型的数据。来自美国本土气象站的数据类型就比较丰富。除了基本的每日气温，降水量等等，还有风向、风强、天气类型等等。许多站点的气候数据甚至细到每小时。来自外国站点的数据类型丰富度和采集频密度就大为逊色。我仔细观察之下，也只有每日气温，降水量和积雪量可以比较。我很感兴趣的天气类型比较，由于数据缺失没法做。
当然，应该可以从各国的气象部门找到更为翔实的数据。但是我们做这种功课，时间极为有限，课程训练重点在于信息制图能力，我也就没有一一向各国的气象部门索取更为详尽的天气记录。我很想采样的欧亚大陆中部的同纬城市，乌克兰境内的或者哈萨克斯坦境内的，因为 NOAA 没有这两个城市的数据，只能作罢。
最终图表
图一是六个城市过去十年日均气温的比较，图二是每月平均降水量的比较，图三是日均积雪深度的比较。
下图可以点击放大。
发现
从图一可以看到，西欧的巴黎、斯图加特、维也纳冬季很少冷过零下十度，夏季最热在三十度上下，而中国的齐齐哈尔，冬季常常冷过零下二十度，夏季又是六个城市中最热。加拿大魁北克城曲线则比齐齐哈尔稍稍平缓些，但是明显比图中的西欧城市寒冷。而美国的贝灵厄姆的气温曲线是最最平缓，可说冬暖夏凉。
为什么同纬度的六个城市，气温模式相差那么大？ 在知乎上找到了比较可信的解释，参见问题 “为什么北大西洋暖流如此强劲” 下面 Yang Shu 的那个回答。归纳来说就是：北大西洋暖流带来低纬度的热量，然后中纬度强劲的西风将暖流带来的热量带到大陆。所以，欧亚大陆上，越靠近大西洋的地区越呈现冬暖夏凉的模式。仔细观察图一的气温曲线，完全印证 Shu 同学的说法。可怜的齐齐哈尔离北大西洋暖流太远了，西风吹到这里时，已经被广阔的欧亚大陆冷却，再加上来自北方西伯利亚的西北风，所以冷不可当。美国的贝灵厄姆市位于太平洋东岸，她的冬暖夏凉也可以用海洋的热容大以及中纬度的强劲西风来解释。
图二可以看出，贝灵厄姆虽然冬暖夏凉但是冬季很多降水，这跟别的城市夏湿冬干的模式完全相反。可怜的齐齐哈尔在冬季既冷且湿，那里居然有五百多万居民，真是奇迹！
图三中魁北克城的冬季积雪十分壮观。很好奇那么多雪是怎样形成的。
花絮
其实，有关天气的课题，我最想做的是有关斯图加特地区的 PM2.5 和 PM10 的研究，尤其是这两个数值对本地交通状况的影响。斯图加特号称全德空气最脏大城市和全德最拥堵城市。 我住在这里觉得空气质量还可以的，比中国大城市好太多了。所以想从数值上看看这些关系。可是，居然找不到可以方便下载的数据！写信给本市统计局，他们也不确定我该去哪里找到需要的原始数据，给了我十多个电话号码和电邮地址，从德国环境部到本市气象监测站的联系人都有，统计局祝我好运。只能说，美国先进强大！羡慕美国人民，可以从各大官方机构方便地下载公共数据。
延伸阅读
- 让东北人口自然的转移到他们更加热爱的温暖地带，才是王道。(感谢罗卡同学提供链接）
- 两年前我做的有关 ESC 的统计图表：Statistic 101 à la Eurovision Song Contest （毕竟这篇文中的功课重点是数据制图）。
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