2012年西北太平洋多台站台风预报误差比较分析

为了科学地确定台风浪和风暴潮预报时采用的台风参数,利用中央气象台、日本气象厅、美国国家天气局、香港天文台和中国台湾气象局发布的预报资料,对各台站发布的2012年发生在西北太平洋上25个热带气旋的预报成果总体误差进行了分析和比较,并就2012年出现的两次双台风的预报误差进行了个例分析。结果表明:就整体而言,台风路径预报中,香港天文台的24 h,48 h和72 h预报次数最少但精度最高,分别为85.8 km,129.8 km,209.0 km;台风强度(最大风速)预报中,中央气象台在不同预报时效的平均绝对误差最小(4.5 m／s,6.0 m／s,6.6 m／s)且预报最稳定。而对于双台风的移动过程和强度变化,各台站的预报精度水平不一。     

掩星折射率和弯角同化对台风预报影响的对比

为研究无线电掩星探测(GPS RO)弯角和折射率同化对数值预报的影响,以2012年17号台风"杰拉华"为例,利用美国国家环境预报中心(NCEP)的业务同化系统(GSI),以NCEP预报场资料为初始场,分别使用一维弯角观测算子和一维折射率观测算子同化弯角和折射率数据,并与观测数据对比,分析比较了同化掩星弯角和折射率资料对台风路径、强度及大气状态变量的影响。结果表明,在完成掩星弯角和折射率资料同化后,台风路径的预报水平得到明显改进,其中同化弯角资料可以使路径误差减少32%,而同化折射率资料只能减少13%,同化2种掩星资料对台风强度预报也有一定的影响,其中同化弯角资料后在前2天预报的台风中心气压更接近于实际情况,而同化折射率资料对预报有负影响。     

三维变分映射资料同化技术在台风数值模拟上的应用实验

台风移动路径及登陆是台风预报中的关键问题,提高台风初始分析场质量是改进台风数值预报效果的重要途径之一．文中首先对目前国际上占优势的变分资料同化方法：三维变分资料同化（3DVar）、四维变分资料同化（4DVar）和作者近年提出的三维变分映射资料同化方法（3DVM）的理论进行了简单的比较分析;然后基于MM5-4DVar的系统构建了MM5-3DVM系统;最后以9914号台风Dan为例,利用该系统设计了17组同化卫星AMSU-A反演的温度和风场资料及人造涡旋海平面气压场资料的数值实验,初步探讨3DVM技术对提高台风初始场质量的有效性．与4DVar的对照实验表明：通过文中3DVM系统得到的初始台风结构相对更合理,更能改善台风的模拟,特别是路径预报．敏感性研究表明：初始涡旋的大小、同化时间窗口的长短和信息量的强弱对台风路径和强度变化的敏感性,3DVM比4DVar技术更为稳定．特别地,3DVM利用历史资料只需低廉的计算代价进行初始化,这是符合业务预报需求的．     

2006号台风"米克拉"过程数值模式预报检验分析

受2020年第6号台风"米克拉"影响,福建南部出现了12级以上阵风和暴雨局部大暴雨天气.该文利用模式预报与地面气象站实况资料,采用平均绝对误差、准确率、空报率和漏报率等统计量对模式产品进行检验评估.结果表明,副热带高压强度变化影响台风移动路径,副高加强西伸对台风西移有指示意义.3h极大风预报误差最小的是GFS模式,整体...     

同化QuikSCAT资料对台风Vongfong(2002)数值模拟的影响

利用四维同化技术和中尺度数值模式MM5相结合对南海台风Vongfong(2002)的登陆过程进行了模拟,分析表明:同化Qu ikScat资料主要能使模拟的台风移动路径与实况更为接近。而台风的强度变化、降水量和降水分布的模拟与对流参数化方案有密切的关系,其中以Betts-M iller湿对流调整型方案最为合适。HFT试验模拟的台风路径、强度变化、暴雨分布和降水强度与实况一致。且试验结果较好地重现了Vongfong的一些异常特征,如路径突然折向北、移速先慢后快、近海强度加强、降雨量大、强暴雨中心落在台风西北侧等。利用非常规资料改善模式初始场,有逼真的物理过程,可以提高对台风登陆过程的预报。     

2013年西北太平洋台风路径集合预报

基于中国气象局、中国台湾气象局、日本气象厅和美国国家气象局等4个气象预报中心的台风预报资料,利用加权消除偏差集合方法对2013年发生在西北太平洋的31场台风进行了24 h、48 h和72 h集合预报,并对预报成果进行误差统计分析。结果表明:采用静态训练法的集合预报对训练期样本的选择较为敏感,整体误差波动较大;而采用动态训练法的集合预报整体误差随训练样本数的增加有减小的趋势,但当训练样本数达到40后预报误差趋于稳定。对比发现,在训练期中是否考虑双台风的影响对预报精度影响较大,去除双台风影响后,集合预报精度有明显的提高。经综合比较,就2013年台风而言,去除双台风影响、滑动训练样本为40的路径集合预报方案为推荐方案。     

海岛地形下风暴潮单站统计预报方法研究:以舟山市为例

基于舟山市代表验潮站定海、岱山、嵊山3站逐时潮位资料和1982—2011年CMA-STI西北太平洋热带气旋最佳路径数据集,发现引起舟山台风风暴增水较为严重且频次最高的为浙南登陆型和近海北上或转出型两类台风路径;分析了这两类路径的台风特征(如强度、移速、距离等)和潮时与舟山市风暴增水强度和类型之间的相关关系.针对不同的路径类型选取影响风暴增水预报的主控因子,基于多元非线性回归方法,构建了舟山市风暴潮单站统计预报模型.根据台风预测特征信息可以预报出舟山的风暴增水幅度,经0509号"麦莎"、1109号"梅花"、1214号"天秤"的实际预报检验效果良好.     

伴随方法在热带气旋路径预测的统计动力预报方案(SD-90)中的应用的研究--Ⅰ:理论基础及数值试验

把变分同化中的伴随方法应用于热带气旋路径预测的统计动力预报方案(SD-90)中,利用前面时刻热带气旋中心位置的观测值,同时确定出初始速度和气压梯度力,然后进行预报.理想试验表明,热带气旋路径无明显转向时,该方案具有较高的预报精度;当热带气旋路径有明显转向时,随着同化时段内的热带气旋路径(作为观测值)趋向于转向处,该方案的预报误差会加大,其主要特征是预报路径的方向有较大偏差;当同化时段内的热带气旋路径(作为观测值)离开转向处时,该方案又趋向于有较高的预报精度.最后结合最优控制思想,对9807号台风进行了同化试验,试验结果表明,效果十分明显.     

基于高度再指定的FY-2C双通道云导风同化及预报试验

为了探求FY-2C双通道云导风在实际预报中的可用性,先对双通道云导风进行合并,并利用T511模式12 h预报场对云导风进行高度再指定,使得云导风资料的空间密度和质量明显提高。进而利用WRF模式及其变分同化系统WRFDA对高度再指定前、后的云导风在同化及预报中的影响进行了研究,结果表明：同化原始云导风使初估风场的统计误差增大,而同化高度再指定后的云导风对初估风场有明显的改善作用;同化原始云导风会导致压、温、湿的初估场误差增加,但同化高度再定位后的云导风效果明显好于同化原始云导风;同化高度再定位后的云导风对48 h内的风场预报有改善作用,随着预报时效的延伸,风场的改善带动了其他要素场从负影响到正影响的转变。     

复杂路径台风麦莎影响山东天气分析

利用常规、非常规天气资料对2005年以近年来罕见的路径影响山东的登陆北上类台风"麦莎"进行分析.结果显示:台风麦莎造成山东降水有远距离降水和直接影响时造成的降水;台风麦莎在500 hPa趋暖效应明显;历史研究成果对正确预报麦莎台风天气非常重要;副高变化是麦莎台风登陆后出现复杂蛇形路径的重要原因;日本数值预报对预报台风路径有很大帮助;没有西风带系统配合台风麦莎造成山东暴雨强度不强.个例的总结对预报非常重要,总结个例是提高预报水平、正确预报天气的重要途径和手段.     

异常分析在长江中下游暴雨分析和预报中的应用

极端天气事件极易造成严重的气象灾害,对人类的生命财产和国民经济建设及国防建设等造成严重损害。使用欧洲中心(ECMWF)的ERA5再分析资料,选择对极端天气有分析和预报有效的原始异常度(RA)和标准化异常度(NA)对南通地区2016年7月11日极端强降水过程进行分析和预报。研究表明,相比于常用的原值场,RA和NA等异常场对分析和预报该次强降水过程更有优势。日常业务中常用的原值场,很难明显给出对极端降水有较好指示意义的预报指标,相比之下,RA和NA这种异常场,可以给出更为有效的极端降水预报指标。这表明,极端降水事件与气象要素的异常部分直接相关。极端降水的落区与位势高度RA和NA的负异常中心接近,湿度的RA和NA正异常出现的时段和位置也与降水出现的时段和位置有较好的相关性,降水强度与湿度和位势高度的RA和NA的异常强度也有一定关系。综合分析不同高度和位置位势高度和湿度的RA和NA,对分析和预报潜在极端天气的落区、强度和出现时段有重要帮助。使用ECMWF的模式预报资料,通过分析不同时效对该次过程的降水和850 hPa位势高度的预报结果,相比于对降水本身的预报,模式对850 hPa位势高度NA场的预报更为稳健,更有利于预报员该次极端降水事件的把握。     

三门峡市2008年1月10—22日低温阴雪天气过程分析

通过天气背景、卫星云图、数值预报产品及新一代多普勒雷达产品,对三门峡市2008年1月10—22日低温阴雪天气过程进行了分析检验,结果表明:不断南下的冷空气和源源不断的暖湿气流是产生这次低温阴雪天气的根本原因;云顶亮温在低于-50℃时降水强度是最大的,而高于-20℃时降水强度则很小;降雪时雷达回波强度比较小,回波强度主要维持在15~20 d Bz之间;欧洲144~168 h的降温预报对三门峡本站具有很好的指导作用;相对湿度的预报和实况有很好的对应关系;提前4~5 d的欧洲风场形势预报有很好的可信度;24 h晴雨预报TS值,日本明显高于德国和T213,其中T213漏报较多;3~5 d降水预报TS值,T213优于德国和日本.在24 h分量级降水检验结果中,德国的TS评分高于日本和T213.     

基于灰色聚类分析的登陆台风次数预报

本文首次前期的预报因子进行计算,使灰色聚类分析具有了以预报功能,通过反复调整各因子的等级分界值,可以使登陆台风次数计算等实际等级的历史拟合率达到最大,其结果是比较好的,这对沿海地区的防这灾抗灾具有重要的现实意义。     

一种面向工程应用的台风强度统计预测方法

为实现台风强度的年变化预测,提出了一种基于灰色均生函数模型的预测方法。选取最大风速作为台风强度的指标,利用中国气象局发布的西北太平洋台风资料,建立台风登陆和未登陆情况下的预测模型,做5 a预测,并与观测结果对比。结果表明:灰色均生函数模型对台风强度的预测具有较高精度,年平均值最大绝对误差为4.4 m/s,低于2012年各站25次台风强度的数值模式预测结果平均值;年极值最大绝对误差为11.1 m/s,低于上海台风模式对台风个例的预报结果。     

1621号超强台风“莎莉嘉”风暴潮特征分析

为积累风暴潮预报经验,本文采用统计分析法和对比分析法,对1621号超强台风"莎莉嘉"影响广西沿海时的台风资料和风暴潮资料进行研究。结果表明:超强台风"莎莉嘉"路径稳定、强度强、移动速度不稳定,其造成的风暴减水明显,风暴增水周期性明显,多为单峰型,最大增水一般出现在台风登陆前3-5 h;风暴过程中,广西沿海3个监测站最大增水出现时间、强度基本一致;随着风向转变和风速增大,风暴增水呈现逐渐增大的趋势,台风强度越强最大增水越大,最大增水出现时间与台风移动路径有关。     

观测资料同化与有限区模式初期降水预报

选取1991年7月3日至4日出现在我国江淮流域的梅雨暴雨天气过程,针对有限区模式降水预报中“旋转加强”问题,试验2种初值化方法即牛顿连续松弛逼近技术和降水-湿度场调整方案来改进模式的初期降水预报。试验结果表明：(1) 用湿度场调整方案同化观测降水资料,使同化时段降水区的中低层低压系统明显加强,所形成的初值具有较好的中尺度信息;但该方案会出现观测值与模式不协调引起的虚假小扰动。(2) 用牛顿连续松弛逼近技术同化业务观测系统的速度场和温度场资料,所形成的初值场形成了大尺度特征,同时对应江淮雨带的中低层低压系统加强,所形成的初值能够具有一定的中尺度信息。(3) 因此两者结合得到了最好的预报效果。对于梅雨天气过程,牛顿连续松弛逼近技术更有效。     

驻马店市灾害性天气预报服务系统

驻马店市灾害性天气预报服务系统平台包括信息资料采集与处理、资料分析应用、灾害性天气预报模型与本地客观预报方法、灾害性天气实时监控、预报产品制作与分发、上级与本地预报产品查看、灾害性天气过程资料备份与气象资料统计查询、灾情收集与上传、预报管理与质量评定9个子系统,用于灾害性天气监测、预报、预警与对外服务.该系统主要用于常规气象预报服务、公共气象服务、决策气象服务工作.目的是使灾害性天气预报业务服务更加系统化、规范化,减少重复劳动.     

福建省台风降雨的小时尺度响应特征

基于近5 a登陆福建沿海地区的台风最佳路径,采集台风登陆地区在台风登陆前后3 d(总计7 d)1 747个气象监测站的降雨时程数据.通过识别提取台风登陆区域的降雨特征,在小时时间尺度上,比较研究各登陆区域台风降雨雨型、累积降雨量时程响应特征、峰值降雨强度以及降雨的时间尺度特征.研究结论可为台风暴雨型滑坡灾变机理的数值模拟及模型实验提供重要借鉴,为东南沿海台风暴雨型滑坡的防灾减灾工作以及在更小时间尺度上进行滑坡灾害临滑预警提供理论基础.     

基于GM(1,1)模型的台风灾害救灾物资需求量预测

］针对福建省台风灾害频发,需要根据气象等部门的有关信息对台风灾害救灾物资的种类和数量进行预测的需求,在对随机强烈振荡的受灾情况原始数据序列进行修正的基础上,应用GM(1,1)模型对受灾人口数量进行预测,然后根据受灾人口数量推算生活类救灾物资需求量.该方法经实例验证,可应用于不确定性较大的台风灾害救灾物资需求量的预测     

使用人工神经网络改进2022年北京冬奥会数值天气预报后处理过程的算法研究

提出一种基于先进机器学习算法的纯客观、实时天气预报后处理方法.该方法使用历史数值天气预报结果和实况观测值,训练出一个人工神经网络模型,再将该模型应用于每日实时发布的数值天气预报结果中,得到台站级别的天气要素预报结果.于张家口市和北京市分别建立该模型,并使用2005-2020年的观测数据和模式数据进行训练、验证和调优.结...