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...     

ECMWF集合预报产品在河南省暴雨预报中的应用

对2014到2015年5—8月欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的9类与降水相关的集合预报基本产品和统计量(以下简称集合预报产品)进行暴雨TS评分检验,筛选出:%90分位数、最大值、控制预报、融合产品、概率匹配平均5个评分较高产品.对所选产品做暴雨过程的应用效果分析发现:5个集合预报产品的强降水中心位置预报与实况较接近,大部分产品对大雨以上降水落区预报与实况较接近,但存在强降水中心极值预报较实况偏小的不足;最大值产品对于暴雨落区范围和强降水中心极值的预报通常较实况偏大;5个集合预报产品均表现为0~72 h时效内预报效果最好,72 h之后各产品对暴雨的预报能力明显减弱.基于检验和分析结果,采用百分比权重集成技术建立暴雨预报方法,2016年业务应用结果表明,集成后的暴雨预报产品效果优于单个集合预报产品.     

BPSO优化朴素贝叶斯分类器的降水分级预报试验

为进一步研究朴素贝叶斯分类器在单站降水预报方面的应用效果,利用2008年至2011年6~9月份的T511数值预报产品和单站观测资料,采用2种不同适应度函数的二进制粒子群算法(简称BPSO)优化朴素贝叶斯分类器算法(BPSO-NB),对石家庄、太原、林西3站13~24h时段的晴雨和降水等级进行了预报试验。试报结果表明:BPSO-NB、BPSO-NB2模型3站平均晴雨预报准确率明显高于T511,均在85%以上,且BPSO-NB2(87.1%)最优;2种模型小雨、中雨TS评分也高于T511,BPSO-NB1(0.403、0.167)最优。BPSO-NB模型能有效降低T511空报次数。     

一种新的基于伪最近邻算法的降水预报方法

分析北京地区日降雨量资料,相较于其他降雨事件,大雨或暴雨事件发生的次数较少,因此该地区的降水量预报属于样本不均衡问题。在样本不平衡的情况下,K最近邻(PNN)算法的分类误差率将会大大提高,这也就使传统的基于K最近邻算法的降水量预报方法的应用受到了限制。针对北京地区降水量预报这一样本不均衡问题,应用伪最近邻算法构建了北京市的降水量预报模型。该方法利用北京地区日降雨量资料和美国国家环境预报中心全球格点资料,将降雨量作为类,将美国国家环境预报中心全球格点资料的各种因子场作为天气样本特征,通过决策规则实现最优分类。利用提出的降水预报模型对北京地区2010年6~8月进行了24 h降水预报,实验结果表明,提出的预报方法对于降水等级预报的预报准确率以及晴雨预报的TS评分、正样本概括率和漏报率均优于传统的K最近邻预报方法,该方法具有较好的预报效果。     

1998年6月“两湖”降水过程的数值模拟

运用中尺度η坐标暴雨模式(简称MEM),采用常规报文资料获得初始场,运用包络地形方法获得模式所需的地形资料,对1998年6月“两湖”降水过程进行了数值模拟。结果表明,该模式对形势场的模拟较好,MEM的TS评分结果明显高于国内目前业务运用中的主要模式,模式对暴雨有较强的模拟能力。无地形试验表明地形对降水预报有显著的作用,尤其中尺度地形对暴雨预报和模拟有重要的作用。     

TIGGE模式在淮河水系史河流域的应用

为了提高淮河水系史河流域降水预报的精度,对TIGGE模式降水预报校正方法进行了研究。基于TIGGE的ECMWF、KMA、JMA、UKMO、CMA等 5个模式2015—2017年汛期在史河流域的降水预报数据和雨量站实测降水资料,采用降水预报的均方根误差指标和在确报率、空报率和漏报率评价指标基础上提出的降水预报三率综合评价指标,对各模式在1~7 d预见期内的预报精度进行综合评价,采用2种非线性方法RBF及ν-SVR对TIGGE的5个降水预报模式进行非线性集合预报校正,并与线性方法BREM法进行了比较。结果表明:TIGGE的5个模式中,JMA模式的降水预报精度最高,其次是ECMWF和UKMO,实时降水预报校正ν-SVR法明显优于BREM法和RBF法;实时降水预报校正ν-SVR法提高了TIGGE模式降水预报的精度。     

基于SMOTE算法和逻辑回归模型算法的江苏短时强降水潜势预报

短时强降水是导致城市内涝和山洪、滑坡等灾害的重要原因,其突发性强,局地性明显,预报难度大,是强对流天气业务预报的重点和难点之一。本研究利用2011-2018年的江苏省国家气象观测的逐小时降水资料对江苏省短时强降水时空分布特征进行分析,江苏短时强降水频次分布为典型的南多北少,主要降水出现在早晨04-10时和午后15-19时,前半夜出现降水的概率则较低。基于ERA5再分析资料,选取了对于短时强降水有较强判断能力的气象要素,合成少数类过取样算法（SMOTE）和逻辑回归（LR）方法,构建短时强降水的预报模型,利用2019年的,欧洲中期天气预报中心（ECMWF）预报产品基于该模型进行短时强降水的确定性预报和概率预报,并使用同期实况数据进行系统性检验和天气过程检验。结果表明该模型总体性能较好,对短时强降水出现与否有较好的判别能力和预报指示意义。未来24h以内的6h时效预报,TS评分在0.23以上,未来60h以内的6h时效预报TS评分均在0.2以上,但也存在着一定程度的空报和漏报。基于SMOTE+LR短时强降水预报模型对短时强降水的潜势预报具有较好的指示作用,对气象防灾减灾具有重要意义。     

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.     

EC细网格模式对天津市气温预报的释用分析

基于EC细网格模式2m温度产品,对2015年天津市244个地面自动站逐3 h温度预报进行释用分析。结果表明,预报质量随预报时效增加而降低。对白天预报略优于夜间,且白天08:00起报效果优于20:00起报(夜间相反)。预报效果夏秋优于冬春,其中7月预报效果最好,12月最差。蓟州北部四季误差均较大,初步考虑为山区地形原因;天津市区、滨海新区塘沽温度预报系统性偏低,考虑可能受城市热岛效应及海陆风影响,市区春冬季误差明显、塘沽春季误差明显。     

利用滑动分区挑选预报因子

介绍了一种利用滑动分区挑选预报因子的方法，该方法既找到了要素因子，同时又对该要素因子的区间有了限定，用该方法作重庆市晴雨预报的结果表明，该方法挑选因子建立的预报模型可以减少空报率或漏报率，其效果是比较好的。     

新疆"百里风区"强风天气预报方法

在对新疆"百里风区"大风形成原因分析的基础上,使用2003-2006年的实况资料和在T213数值预报产品中,选取适当的预报因子,运用双重检验的逐步回归方案,建立了以12h为一个预报时段的48h大风预报方程.检验表明:以12h为一个预报时段的48h预报,2003-2006年的回代检验准确率和2007,2008年试报准确率均在75%以上,24h内的预报准确率超过了80%.24～48h的预报准确率也高于新疆气象台天气图方法预报结果.     

基于卫星资料的对流初生预报及效果评估

利用MTSAT-1R卫星资料中的红外1、红外2和水汽通道亮温数据, 在目标云块识别对比的基础上计算对流初生(CI)预报的8个指标值。根据京津地区的实际情况, 给出修正后的预报指标阈值, 并对2006?2007年京津地区进行17日次对流初生预报实验。实验结果表明, 该预报方法能够对1小时内的对流初生现象进行有效预报。结合云导风矢量给出检验预报结果的方法, 对该预报方法的预报效果进行量化统计。统计结果表明, 该方法预报对流初生的TS (threat score) 评分为0.545, 检测概率(POD)为0.654, 空报率(FAR)为0.435。     

利用卫星遥感大气气溶胶进行待建环境监测站点位评估

利用MTSAT-1R卫星资料中的红外1、红外2和水汽通道亮温数据, 在目标云块识别对比的基础上计算对流初生(CI)预报的8个指标值。根据京津地区的实际情况, 给出修正后的预报指标阈值, 并对2006-2007年京津地区进行17日次对流初生预报实验。实验结果表明, 该预报方法能够对1小时内的对流初生现象进行有效预报。结合云导风矢量给出检验预报结果的方法, 对该预报方法的预报效果进行量化统计。统计结果表明, 该方法预报对流初生的TS (threat score) 评分为0.545, 检测概率(POD)为0.654, 空报率(FAR)为0.435。     

模式初始场信息对江淮暴雨预报的影响

为了研究2003年7月3、4日发生在江淮地区暴雨过程的发生发展机制,揭示AREM对初始场的敏感性,采用1°×1°的NCEP资料对这次暴雨过程的环流形势进行了分析,利用AREM模式对暴雨过程进行了控制试验和初值敏感性试验.采用9点平滑对初始场进行处理,平滑后预报与控制预报的对比结果表明:初始场的信息对降水预报精度有着很大的影响.模式24 h的降水预报对初始的湿度场最敏感,对初始风场和温度场较敏感,对初始位势高度场不敏感;相对于高层来说,对低层风场、湿度场更为敏感.湿度场、温度场高低空配置对降水雨量和范围预报影响较大;对流层低层切变线的辐合作用,高低空急流配置及所维持的强上升运动,低层暖湿气流的水汽输送,是这次暴雨的发生发展的机制.     

"98·7"特大暴雨降水资料的四维变分同化研究

1998年7月21日00UTC～22日00UTC,湖北省的武汉-黄石地区发生了特大暴雨,其中黄石市24 h降水量达276 mm.文中应用四维变分资料同化方法,研究了初值对这次暴雨过程数值模拟的影响.通过对6 h同化窗口内339个站点逐小时观测降水的变分同化,MM5伴随模式得到了一个与模式相协调并且在热力和动力上都接近于自然强降水发生的初始场,使用该初始场模拟的武汉-黄石地区的24 h降水量超过了220 mm.在同化降水观测资料的同时加入了湿度观测资料后,在一定程度上约束了模式的水汽场,防止了同化窗口内模式初始场越过最佳逼近,从而使降水模拟的TS评分得到进一步提高.     

景德镇市致洪暴雨的特点与气象服务的思考

针对景德镇市4次致洪暴雨过程,从气象服务的角度总结分析了其特点,结果表明:致洪暴雨一般在发生之前有一场暴雨,或24 h之内连续出现2场致洪性暴雨。致洪暴雨的预报准确率较低,漏报、空报率较高,当出现致洪性强降水,短临预警一定要跟上,不要有侥幸心理。致洪暴雨由中尺度系统导致的持续强降水造成,预警时间短的只有1-3 h,各地要建立相应的快速转移应急通道。在暴雨的预报服务过程中,可适当提前3-5 d进行,叙述暴雨过程特点,尽早告知媒体,提前做好相应的防范工作。     

BP自适应网络在数值预报产品的释用

提出了动态指标库的概念，即不同时次采取不同的指标库，同时次在网络自适应时采取不断更新指标库的阈值，采取先建立消空指标库对样本进行消空，提高了降水样本在整体样本中的概率，然后利用BP(Back Propagation)网络作了大连短期的12h和24h降水有、无的预报，设计了网络的自适应算法，并在降水有、无预报中加以应用。结果表明，此方法比没有做消空样本和网络自适应的降水TS评分有所提高，在数值产品解释应用中更具有实际意义。     

江西省多模式热对流降水预报对比分析

通过对比EC数值预报模式、华东区域模式中尺度系统、华东区域模式快速同化更新系统、JXMESO模式4家模式系统预报与2019年7月18日至8月13日每日14:00—20:00午后热对流降水实况。结果表明:EC对午后热对流落区预报有较好的准确性,但降水强度预报偏差;华东区域模式中尺度系统和JXMESO在落区和强度预报上则都缺乏一定的准确性,JXMESO更是多次空报;华东区域模式快速同化更新系统则有较好的准确性,其预报的雷达反射率和低层风向产品有较好的指示意义。     

降水对户外演出活动的影响与预测分析

针对天气对“景德镇记忆”大型户外实景演出的影响程度，制定、分析调查问卷，提出了对大型户外演出活动有影响的降水强度阈值，并分析了降水影响的气候特点及相应的预报着眼点。主要结论：1)设计了调查问卷，记录天气对户外演出的影响程度，分为适宜、一般、不适宜、极不适宜四级；2)降水影响分为持续性降水和阵性降水，当演出时段小时雨强在2 mm附近或以上、累积雨量3 mm或以上时，有明显不利影响。从降水影响的气候概况看，年分布不均匀，主要出现在3—7月，占比近80%或以上，而9—12月很少；3)降水回波主要分为大范围絮状回波、大范围层状云降水回波、强对流回波团或回波短带、飑线、强回波单体等。层状云降水回波与絮状回波对演出影响的预警率高，预报难度小；而对流性降水回波虚警率、漏报率、空报率均较高。当强对流回波主体影响南昌、进贤等地时，预警时效为2 h;当移入鄱阳县后，1 h之后，就可能对演出现场有影响。这些均为更好地开展专业气象服务提供了参考依据。     

地形对“00.7” 北京特大暴雨过程影响的数值研究

针对2000年7月4-5日北京地区的一次特大暴雨过程(24 h降水量达240 mm),利用MM5/WRF三维变分系统,对地基GPS大气水汽监测资料、地面自动气象站和常规气象观测资料进行了同化分析;然后以分析结果作为MM5v3.6模式初值对此过程进行了模拟.分别以1,5,10和20 mm作为降水量客观检验阈值,模拟区域内的测站24 h降水TS评分依次高达0.72,0.76,0.67和0.63.基于以上对照试验,在总体保持模式大气下边界地形与地理分布特征,尽可能不改变初始时刻模式大气的动力和热力协调性的原则下,进行了不同地形分辨率(分别约为110,50和3.7 km)对降水影响的敏感性试验,研究表明,北京独特的地形特征和复杂的地势变化对此次降水的强度和落区有重要影响.