基于快速滚动更新的无缝隙定量降水预报模型

针对中小尺度天气系统极易导致突发性短时强降水而难以定量化预报的问题,提出了一种基于快速滚动更新的无缝隙定量降水预报模型。模型基于改进光流法技术实现临近（0～2h）定量降水预报,基于GRAPES 3km实时频率匹配订正技术构建短时（2～12h）定量降水预报,基于最优背景场生成技术形成短中期（12～240h）定量降水预报;依据3种预报时效定量降水预报技术的技巧差异,结合实时预报检验评估,提出了基于经验权重函数的不同预报时效之间的预报融合技术,并根据最新降水实况逐1h调整预报,构建了0～240h快速滚动更新的无缝隙定量降水预报模型。选取2018年5—10月24h定量降水预报进行检验,并与传统定时预报对比,结果表明该模型24h降水预报准确率高于传统定时预报,特别是对中小尺度天气系统突发性短时强降水预报时空精度明显提高,有利于中小河流洪水预报与灾害防控。     

基于短时临近降水集合预报的中小河流洪水预报研究

为了延长中小河流洪水预报预见期,建立了基于短时临近精细化网格降水集合预报的中小河流洪水预报模型。模型采用百分位映射订正技术,发展数值模式降水预报场与实况场映射关系,结合Bayesian模型,构建基于GRAPES-3KM模式和Time-Lag-Ensemble融合技术的短时临近降水集合预报(最优集成、最大(95%分位数)、最小(5%分位数))格点场,作为GMKHM(Grid-and-Mixed-runoff-generation-and-Kinematic-wave-based Hydrological Model)的降水驱动,进行中小河流洪水逐小时实时滚动预报。选择新安江屯溪流域作为试验流域,对2020年汛期流域大洪水进行实时预报。检验结果表明,基于短时临近最优降水预报的中小河流洪水预报模型提前了7 h预报出屯溪断面洪峰,洪峰误差为5.6%,峰现时差为-1 h,比不考虑预见期降水的中小河流洪水预报提前了4 h;基于短时临近最大、最小降水预报的中小河流洪水预报模型提前了13 h预报出洪峰区间,并且自7月7日9时起滚动预报最大与最小预报跨度呈逐渐减少趋势。在中小河流洪水预报中引入短时临近集合预报降水,对提升中小河流洪水风险防控能力有重要意义。     

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.     

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。     

新疆GRAPES区域模式降水产品的性能检验分析

本文运用2010年新疆地区地面气象观测站的实况降水资料和GRAPES区域模式的降水预报产品。按照降水预报产品在新疆实际天气预报业务工作中的应用制定检验方案,对GRAPES区域模式12h降水预报产品进行检验。结果表明GRAPES区域模式的降水落区位置和落区面积预报准确率北疆高于南疆,降水落区位置预报偏南的概率比较高;各时效降水中心强度预报易偏强,随预报时效延长其准确率逐渐降低。     

赣东主汛期模式降水预报检验分析

基于ECMWF模式形势场预报资料及JAPANFAX、GFS、EC-THIN、JMA、T639、NCEP等11家模式降水预报资料,从面雨量、极值降雨量2个方面对2015年江西省抚州市主汛期(6月上旬至7月上旬)区域性暴雨的降水预报结果进行了短期主观检验,对比分析了11种数值模式对江西省抚州市区域性暴雨系统预报的效果。结果表明:1)在面雨量预报方面,EC集合预报、T639模式预报、GFS预报在主汛期的降水预报准确率较好; 2)在极值降雨量的预报方面,EC-THIN、T639模式预报在主汛期的降水预报准确率更好; 3)得到本地化预报准确的模式,再对2016-2017年的强降水天气过程的面雨量和极值降水量进行了预报验证,找出这2个要素的预报思路及指标,为今后主汛期降水起到较好的参考指导意义。     

淮北夏季暖式切变线暴雨特征及其预报预警

针对2000-2009年安徽省淮北地区夏季22例暖式切变线暴雨过程,利用MICAPS平台获取的多种资料、NCEP逐6h的2.5°×2.5°再分析资料和T213资料,应用天气分析、对比订正等方法,研究暖式切变线暴雨气候特征及其预报预警.基于大气环流形势分析暴雨影响系统,根据暴雨发生前后的物理量变化得出NCEP资料的物理量阈值,利用T213资料对物理量阈值进行订正,根据满足指标阈值的物理量个数分3个等级进行暴雨的可能性预警,通过预报预警系统界面实现暴雨预报的自动化实时显示,并对预报效果进行试报检验和实际检验.     

ECMWF极端天气指数产品在湖南降水预报中的评估

利用2016—2017年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报系统的逐日极端降水天气预报指数产品资料和实况降水资料,运用ETS评分和偏差分析等方法,对EFI产品在湖南降水预报效果进行了检验评估.结果表明:预报EFI与实况降水量存在显著正相关关系,各等级降水EFI最优阈值的ETS评分随预报时效增加、降水量级增大而减小;EFI对暴雨的预报准确率在夏季最高,最优阈值最低,预报偏差最小,对暴雨的预报准确率在秋季其次,春季和冬季准确率最低.     

基于改进U-Net模型的次季节降水预报订正

针对现有次季节降水预报误差较大的问题，提出基于改进的U-Net模型的次季节降水预报订正方法.首先，通过指数变换，将非正态分布的降水预报数据变换到正态分布；其次，结合残差连接和通道注意力改进U-Net模型，用于订正模式预报结果，生成订正后的降水概率预报；最后，通过损失函数加权提高强降水预报性能.实验结果表明，订正结果相较于原始预报误差明显降低，CRPS降低了14%,概率预报的采样均值在10 mm日降水量阈值的TS评分提升48%.     

WRF3.0参数化敏感性及集合预报试验

为了研究WRF模式中的参数化方案对暴雨数值模拟的影响及物理过程集合预报在WRF降水集合预报中的适用性,利用中尺度WRF3.0数值模式,将模式中的物理过程参数化方案进行组合,构造了20个集合预报成员,对2003年7月8、9日发生在江淮地区的一次降水过程进行了集合预报试验。得到:集合成员之间存在一定的不确定性,不确定性随降水量级增大而增大,最终维持在一个较高的水平;通过定量比较发现,对于0.1 mm量级降水和25 mm以上量级降水,积云对流参数化方案对降水的影响要大于行星边界层方案对降水的影响;而对于10 mm量级降水,行星边界层方案对降水的影响要大于积云参数化方案对降水的影响。对20个预报成员进行了集合平均及降水概率预报试验,结果表明,集合平均的结果要比各个成员的稳定、可靠;概率预报能够提供一些有利于降水预报的信息。     

预测模型组合开关

不同预测模型在同一时刻都存在不同的预测误差,最优组合预测的预测精度要比其他模型高,但并不是所有时刻误差都最小,有的时刻可能比单项预测误差还大,因此,在预测时就存在较大的风险.再组合预测可以降低预测风险,但方法比较复杂难以推广.针对这些问题,我们设计一种预测模型组合开关,根据数据的变化,不同时刻采用不同预测模型,使预测误差每一期都最小,或不是最大.实证结果表明,预测模型开关能够根据数据特征有效控制模型输出.     

预测未来的科学

“未来无法预测”的说法肯定是错误的。在科学基础上预测未来是常见的事,并不奇怪。典型例子如天气预报。而对地震的研究导致了地震学科的建立。客观世界遵循自然规律,但又是无规、随机、非线性和有突变的,因而预测未来既可能又很难成功。不能用因果性要求批评量子物理实验;可以用因果性对待经典物理实验,但不应死守“因先于果”的时序限制。因果律的精髓应是“在任何情况下果都不能影响因”。在Maxwell—d’Alembert方程求解过程中,完整的数学分析结果是有一个滞后解和一个超前解。过去的习惯作法是抛弃超前解而只留下滞后解,虽然从逻辑上的因果性出发而这样做并不合理,能被人们接受的理由只是“滞后解才与实验情况相符合”。现在已出现了众多的负波速实验,证明了超前渡存在,并且在实验中“果超前于因”。这些实验体现了“进入未来”的意蕴,或许可以看成是“时间机器”设想的某种体现。一般认为经过时空隧道可作时间旅行;也可利用量子力学现象,例如纠缠态和后选择。量子隐形传态传送的是量子态而非实体物质,从逻辑上讲量子后选择传态与时间旅行是一致的。因此旅行者实际上未动,而传送的是描写旅行者的全部信息。很明显,在量子理论中时间旅行是可能的。量子力学是未来学发展的动力。……然而未知事物大量存在,要承认未来充满了不确定性;对未来学的研究面临巨大困难,道路是漫长的。     

行星运动影响大气环流变异

我们认为影响大气环流变异的主要因素是行星。主要依据有四：1、行星的会合周期影响着旱、涝周期。2、月亮与行星能在其对应纬度引发大气潮。3、行星、月球能给其对应纬度增温形成大气环流变异。4、以往预测特大旱、涝的实践对此也已充分地证明。由于行星的运行轨迹可以预知,因此在“行星对应区方法”下旱、涝、风、雪等自然灾害便由以往的”不测”成为可测。     

利益冲突对分析师盈利预测的影响

选取2007-2009年度分析师对于上市公司每股收益的盈利预测数据,衡量预测误差的影响因素,重点考察分析师与基金经理的利益冲突对其的影响。采用多元线性回归模型及二元选择Logit模型,发现基金重仓股的盈利预测误差高于其他股票,但是误差来源并非来自于乐观倾向,而是来自其悲观倾向。分析师和基金经理之间的利益冲突对其盈利预测的影响不是很大。分析师对于盈利突变的情况难以把握是造成预测偏差的重要影响因素。     

采煤塌陷和滑移对环境影响的地质力学预测评价

通过研究地表塌陷、滑移对土地及其上附着物的破坏,根据地质力学的原理提出对因采煤塌陷、滑移引起的环境影响进行预测评价的方法。笔者通过对土地损害评价标准、滑坡影响环境的因素、建筑物损害、水体损害的系统研究,得到了采煤塌陷、滑移对环境影响的预测评价模型。在综合预测评价中,可以采用加权平均法,就采矿引起的环境影响破坏分别给定相应的权值,同时对环境影响因子综合考虑,从而得出科学的预测评价结论。     

广义加权几何平均组合预测方法研究

提出一类广义加权几何平均组合预测方法，给出其参数估计的二次规划算法，新的组合预测的方法比传统的加权几何平均组合预测方法和取得更好的组合预测效果。     

用神经网络进行时间序列预报的研究

本文用前馈神经网络的背传（ＢＰ）算法对股票交易进行了时间序列预报的研究．文中计算所采用的训练结果是价格绝对平均误差与实际值相比小于０．０４８,训练结果与实际值的相关系数大于０．９９９８．结果显示,如果神经网络可以被一组交易数据训练好,则对该时序系列的预报将会是成功的．     

基于协整分析法的我国环保投资预测

通过协整检验和格兰杰因果检验法证实了环保投资与3个宏观经济变量人均GDP、财政支出、工业增加值之间具有长期均衡的协整关系和因果关系．利用建立的回归方程对于我国“十二五”期间的环保投资总量进行了预测．结果显示,我国“十二五”期间预计环保投资将达到3．98万亿元．最后,根据研究的结果,提出“十二五”期间环保投资相应的政策建议．     

IPO公司盈利预测信息披露的影响因素研究——基于结构方程模型

披露盈利预测信息的IPO公司比例随着披露方式的转变呈逐年下降趋势,针对这个问题选取了我国2007～2011年在A股首发上市的638家IPO公司,对其盈利预测信息披露的影响因素进行了研究.在自行构建盈利预测信息披露水平评价指标体系的基础上,运用结构方程模型研究得出IPO公司盈利预测信息披露水平在一定程度上受公司财务状况、公司治理结构及外部因素的影响并呈显著正相关关系.     

On the development of the GRAPES――A new generation of the national operational NWP system in China

Numerical weather prediction (NWP) has become one of the most important means for weather fore-casts in the world. It also mirrors a nation's comprehensive strength in meteorology. In 2000, China Meteorological Administration (CMA) established the National Innovative Base for Meteorological Numerical Prediction in the Chinese Academy of Meteorological Sciences (CAMS), to work on developing a new generation of the national operational NWP system――Global/Regional Assimilation and PrEdiction System (GRAPES), to enhance meteorological services in China in the new century. In recent years, the GRAPES has witnessed a fast development. The GRAPES has been set up as an integration of the model framework, data assimilation, regional and global NWP system, which can be commonly used for both operation and research. In this paper, a brief review is made for illustrating the GRAPES system, including the advanced designs of the GRAPES, its diverse applications in multifields, and efficiencies of the regional and global GRAPES in operational applications based on hindcast results.