天气预报的局限性

一、引言本文根据大气的可预报性对天气预报及其局限性作了探讨.为了说明造成这种局限性的原因,将大气预报与潮汐预报作了比较,并用一个数值试验的例子说明在简单的非线性系统中误差的增长情况.从而研究不同的时间尺度中误差的增长和大气的可预报性.二、非线性系统的可预报性从一个初始状态出发,根据支配流体运动的物理定律,就可以预报流体随时间的演变.但是由于流体的性质不同,流体中发生的现象不同,在可预报性上就会产生很大的差别.这里以海洋潮汐为例.海洋潮汐的可预报性很好.事实上,甚至无需知道当时的状态能作出很准确的潮汐预报.然而,大气在可预报性上却有明显的局限性.大气系统与潮汐现象的这种差     

突发天气机理和应用研究初步

为研究大气运动突然失衡的原因和机理,从气压入手,通过分析大气运动的宏观力学行为和关系,找到了置运动于突然失衡的大气内部之力--爆发力,给出了爆发方程,并提出一些新观念.通过对爆发方程的初步分析应用,发现一些突发性的灾害天气是有可能预报的.     

大气探测技术的变革、现状和发展趋势

气象学是以大气为研究对象的一门应用科学,其任务是认识大气运动的规律,预报大气的行为,进而对天气进行人工控制。各国的大气科学研究和气象业务实践,历来都是围绕这些任务展开的。认识大气是完成上述各项任务的前提。耍认识大气,就必须开展气象观测,进行大气探测。能否通过观测、探测获得准确而又足够的气象资料,关系到能否不断改进对大气运动规律的认识;关系到天气预报、人工影响天气以及许多应用气象领域的研究工作     

高分辨率业务数值预报模式的进展

随着计算机的飞速发展,当然还有人们对大气运动过程的深入了解,数值天气预报在两个方面将得到迅速发展,这就是预报时效的延长和预报准确度的提高.欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的十天业务预报早已闻名于世.它的中期预报产品已广泛应用于世界各主要气象中心并取得十分有效的经济和社会效益.英国气象局已     

影响广西的热带气旋年频数的BP神经网络预测模型

对影响广西的热带气旋(TC)年频数与大气环流的关系进行分析表明,TC年频数与全球范围大气环流异常有密切关系,特别是春季南半球中高纬度环流异常和低纬越赤道气流异常.利用相关分析从春季全球大气环流场中选择初选预报因子,然后对初选预报因子作EOF展开构造综合预报因子,运用BP神经网络方法建立TC年频数预报模型,并对所建立的模型进行独立样本试验.结果表明,该预报模型对历史样本拟合精度高,试报效果优于传统的逐步回归模型,可在汛期预测业务中应用.     

降水预报质量评价指标及其技术经济效益探讨

降水是发生在大气中的自然现象,对它的预报是气象台站重点研究的项目之一。预报的准确性和传递的迅速程度与经济部门利用预报趋利避害所产生的经济效益息息相关。我国属季风气候,降水时段明显,是一多暴雨的国家,较纬度相当的美国雨量为大。     

飞行颠簸的一种客观预报技术

本文研究了飞行颠簸的一种客观预报技术.研究表明,大气中的垂直风切变、水平变形和辐合辐散对飞行颠簸的预报具有重要作用.揭示了飞行颠簸产生的物理基础,提高了飞行颠簸的预报水平,增强了飞行气象保障能力.     

作为初值问题的天气形势数值预报与由地面天气历史演变作预报的等值性

天气数值预报研究中对预报问题的提法与日常天气预报工作中由天气历史演变来作预报的那种提法是很不相同的.本文对大尺度运动讨论了这两种提法在一定的简单附加条件下是等值的.由此也说明地面温压场的演变反映了也蕴含了斜压大气三维温压场的构造,并且决定了斜压大气三维温压场的发展.     

大气边界层和大气环境研究进展

大气边界层物理和大气环境是大气科学的重要领域,中国科学院大气物理研究所自成立以来在这一研究领域取导了丰硕的成果.作者重点介绍最近十多年来在大气边界层探测、大气边界层结构特征、大气湍流理论、城市和区域大气污染预测预报模式研究等方面取得的重要进展,并对大气边界层和大气环境研究的未来发展作了展望.     

提高月预报业务水平的动力相似集合方法

针对基于大气环流模式的月预报问题,提出了一种能有效减小预报误差并提高预报技巧的动力相似集合预报新方法。该方法着眼于动力模式与统计经验的内在结合,在模式积分过程中通过提取大气环流历史相似性信息,对模式误差进行参数化处理,形成多个时变的相似强迫量来扰动生成预报的集合成员。将这一集合新方法应用到中国国家气候中心业务大气环流模式(BCC AGCM1.0),一组10 a准业务环境下回报试验结果显示,相比于业务集合预报,动力相似集合预报方法能有效改进模式对于大气环流的纬向平均、超长波和长波预报,从而有效提高了月平均环流预报技巧(几乎达到业务可用标准)和逐日环流预报技巧,并显著降低了预报误差,合理增加集合离散度,使二者配置关系得以改善,有望在业务预报中应用。     

沙尘天气的数值预报

沙尘天气预报的核心问题是要理解沙尘天气形成的物理机制,并定量地描述风沙的分布、强度、输送与沉降.沙尘天气的形成是一个复杂的物理过程,涉及到大气运动与地表状况等诸多因素.作者介绍了一个以数值预报为核心、以卫星观测与地理信息系统为资料背景的沙尘天气集成预报系统,特别是其中的起沙模式.作者运用该系统预报了2002年春季的沙尘天气,并用天气观测和采样观测资料对预报效果进行了鉴定.分析表明,预报系统不仅能定性预报沙尘天气的空间分布与时间演变,而且能定量预报沙尘源地、大气中的沙尘浓度、沙尘的输送以及沉降.模式72 h的预报仍然有较高的可信度.另外讨论了存在的问题和今后的研究方向.       

NCEP/CFS模式对东亚夏季延伸预报的检验评估

利用NCEP的气候预报系统(C1imate Forecast System,CFS)所提供的1981-2004年历史回报试验结果,检验和评估了该系统对夏季东亚地区大气环流的预报技巧和系统误差;在此基础卜通过提取模式预报和观测的10～20 d及30～60 d低频振荡分量,重点对我国南方3次典型持续性暴雨过程的预报技巧进行检验和诊断分析.结果表明:CFS系统对东亚整体大气环流逐日预报的可靠时效为5 d左右,60°N以北的对流层中高层高度场预报系统性偏低,而在40°～60°N则为系统性偏高.系统性误差随预报时间的延长而增加,但10 d以上预报的系统性误差大小和空间分布逐渐趋于稳定;CFS系统对低频分量的延伸期预报技巧好于对其整体大气环流的预报技巧,并且在典型持续性暴雨过程中,CFS系统对影响强降水过程的主要环流系统低频振荡特征有一定预报能力.     

大气平流扩散的箱格预报模型与污染潜势指数预报

该文在对平流扩散方程积分的基础上, 建立了对初始浓度有记忆力, 并对非相邻地区的浓度有感受力的箱格预报模式, 该模式的框架可用于各种时、空间尺度或多尺度的空气污染预测、预报.文中还定义了物理意义明确的空气污染潜势指数PPI以反映大气通风扩散稀释和干、湿沉降清除大气污染物的总能力, 结合天气预报模式和箱格预报模式则可进行空气污染潜势预报.给出了对源强和浓度监测要求灵活的空气污染指数PSI的预报公式和方法.在仅使用常规浓度监测资料的条件下, 检验了该文的基本方法, 其结果看来是可接受的.     

大气风场测量技术简介

风场在天气分析和预报中有着十分重要的作用.它是天气预报中的一个重要参数.无论天气系统预报还是气象要素预报,均离不开对风场的类型、结构和演变的认识.下面谈谈大气探测的几种常用方法.     

模式大气月尺度可预报性的对比研究

首先采用方差分析方法，研究了实际大气500 hPa高度场的月尺度可预报性，并进一步分析了不同空间尺度大气运动的可预报性及其对大气整体运动可预报性的影响；对ECMWF和国家气候中心T63谱模式分别模拟和预报的500 hPa高度场，也用同样的方法进行了研究。结果表明，欧洲中心和我国T63模式大气的可预报性均比实际大气可预报性小，特别是在对整体运动可预报性影响最大的0～3波部分，差异较大，说明改进模式对0～3波部分的预报能力，必将提高模式性能。     

微波遥感在大气边界层预报中的应用

本文利用5mm(54.5 GHz)微波辐射计遥感大气边界层的温度廓线,并利用大气边界层数值模式,预报大气边界层的发展。首先改善5 mm微波辐射计遥感大气温度层结的方法,提高精度;其次建立模拟和预报大气边界层发展的一维数值模式,用微波辐射计观测结果每3小时对模式进行一次初始化,使模式能跟踪和预报实际大气边界层的发展,并用实测资料做了验证。     

BDA方案对台风背景高温天气预报的改进

广州地Ⅸ的高温天气主要是受副热带高压和台风外围下沉气流的影响所致.文中采用BDA(Bogus Data Assimila-tion)方法,探讨BDA方案对广州地区台风背景条件下高温预报的改进能力.选取2005年7月中旬广州地区出现的高温天气进行研究.这是比较典型的受副热带高压和台风(海棠)共同影响造成高温的天气过程.分析有无采用BDA方案的模式初始场.结果表明:采用BDA方案同化Bogus模型可以调整台风中心位置和强度,使所得到的初始场中心位置与观测更为接近,台风强度(气压梯度力、风速)比末用Bogus的情况强,与观测值更为接近.数值模拟的结果表明,采用了BDA方案的敏感试验可以更好地预撤台风路径和台风中心强度变化,从而更好地预报高温天气,对高温区分布、日平均温度大小等的预报都有改进.文中对引起这种预报差异的原因进行了讨论,并探讨高温预报改进的可能机制.大气下沉运动的增强是高温预报改进的主要原因.敏感试验由于广州中低层大气的水汽减少,大气的下沉增强,致使天空的云量减少,对太阳短波辐射的阻挡减小,从而地面吸收热量增多,温度升高,输送给大气的感热增加,大气气温升高.采用BDA方案可以改进模式在台风"海棠"过程对广州高温的预报.     

天气预报相关因子的选择和使用

1引言预报因子的选择是天气预报中最关键的问题，预报因子选择成功与否决定预报的成败。目前，由于大气变化本身的复杂性和人们对大气变化规律认识的局限性，特别对于长期天气形成的前期物理机制还了解很少，加之长期预报的空间和时间尺度大，预报量和预报因子相隔几个月以上或     

多模式对四川一次强降水过程不确定性预报分析

本文就2008年“5.12”四川大地震后,5月25~26日四川盆地出现的一次强降水过程,比较分析成都区域中心运行的3个区域(GRAPES、AREM和MM5)模式降水预报情况以及各模式预报的物理量场和大气状况的演变,得到:模式就不同起报时间,对同一时间段的降水预报效果是不一样的,初始场获取的大气信息对预报有着重要作用;模式预报的降水落区与物理量的垂直时间演变密切相关;各模式大气初始场差异及随时间演变决定了各模式降水预报差异。      

水稻产量预报——天气模式

一、前言 大气环流宏观特征对气候和天气条件特点的形成有决定性意义,从这一论点出发,用大气环流宏观特征,探求估算产量的方法是天气学产量预报方法。 在研究作物产量预报的方法中,关键问题是预报因子的选择,应该选择既有天气学意义又有生物学意义的因子。某一地区的产量形成主要决定于当地的天