基于可预测模态分析技术的亚澳夏季风统计—动力季节预测模型及其回报技巧评估

受模式性能的限制,当前的气候模式在直接预报亚澳季风区的夏季降水变化方面技巧较低。采用统计—动力相结合的方法预报亚澳夏季风降水,首先从观测数据中提取具有清晰物理意义的可预报模态;然后,将国际ENSEMBLES计划提供的多模式、多集合样本耦合模式季节预测试验预测的可预报模态的主成分时间序列与对应观测得到的可预报模态的空间型组合,重构降水场,建立了针对亚澳夏季风降水的统计—动力结合的季节预测系统。分析了该系统提前1个月、4个月和7个月的回报技巧。结果表明,统计—动力预测系统的预测技巧显著优于纯动力预测的技巧。另一方面,多模式集合平均的预测技巧优于单个模式,因此针对季风区降水开展多模式集合预测是非常必要的。     

ARMA模型在锚碇基坑变形预测中的应用

本文在详细介绍时间序列预测原理、基本模型及预测步骤的基础上,选取新田长江大桥锚碇基坑工程施工过程中的基坑位移和危岩裂缝变形实测数据,运用时间序列法建立自回归滑动平均模型(ARMA),对施工过程中的基坑位移和危岩裂缝变形趋势进行预测,并将模型预测数据与实际监测数据进行对比。结果表明:ARMA模型可以通过差分算法很好地解决数据不稳定性问题,在预测周期较短时预测精度较高;随着预测周期的增加,ARMA模型的预测精度有所降低,其原因是由于随着预报步长的增加,预报所依赖的历史数据在减少;在建立ARMA模型时,定期加入新的数据,可以避免预测周期过长导致预测精度降低。本文的研究成果可以为今后类似工程的监测预报研究参考依据。     

频谱分析法在挠力河流域年降水量预报中的应用

本文介绍了用频谱分析法进行降水量分析和预报的基本方法。首先对实测序列进行趋势项分析；其次用自相关函数进行谐波模式检验；然后根据函数的傅立叶级数展开理论，分析谱参数之间的函数关系，计算傅氏系数；最后采用F分布检验法对周期进行显著性检验。确定主要周期，从而建立预报模型。并应用该方法对挠力河流域菜咀子站的年降水量进行了预报，结果表明该区年降水量存在两个主要周期（3年和9年左右），反映了该地区的气候变化规律。实例证明，频谱分析法预测效果很好．预报结果可为挠力河流域的水资源开发和管理提供依据。     

青藏高原冬春季积雪异常与西南地区夏季降水的关系

选取1961-2007年青藏高原冬、春季积雪日数资料和西南地区夏季降水资料,对高原积雪和降水作奇异值分解(SVD)分析.结果表明:冬春季高原积雪对西南地区夏季旱涝有重要的影响.冬、春季高原积雪的不同分布将造成后期西南地区夏季降水分布出现差异.西南地区夏季降水对冬季高原积雪异常最敏感的区域主要是四川东北部、重庆、西藏中西部,对春季积雪异常最敏感的区域主要位于四川东部、重庆、贵州东北部,以及西藏中东部.与降水敏感区相对应的冬季高原积雪分布的关键区是西藏中西部和青海中南部至四川西北部地区,春季则转变为西藏西部和青海部分地区.总的来说,冬季高原积雪的异常变化比春季对西南地区夏季降水的影响更为明显.因此,前期青藏高原积雪是西南地区夏季降水预测中的一个重要信号,对夏季西南地区降水有一定的指示和预测意义;冬季高原积雪日数尤其具有预报指示意义,可作为一个重要的预测指标.     

河流年径流量的R/S灰色预测

径流过程具有分形和灰色特征。基于此,将R/S分析与灰色系统理论相结合,提出了R/S灰色预测模型以预报河流年径流量。针对黑河正义峡水文站60a(1949~2011年)的年径流量资料,首先进行R/S分析,确定径流量序列的Hurst指数H和平均循环周期T;然后在一个周期内进行年径流量灰色预测。结果表明:R/S灰色预测结果的精度明显高于直接进行灰色预测的精度。该方法拓宽了分形和灰色理论在径流过程研究的应用范围,为河流径流量的科学预测提供了一种新方法。     

水文时间系列周期分析方法探讨

以分析广东省降水周期变化规律为例，探讨了最大熵谱方法在提取水文时间系列的主次周期上以及小波变换方法在分析水文时间系列的多时间尺度演变规律上的应用。由计算结果分析得到广东省降水过程主要存在的周期特性和旱涝变化趋势，为广东省降水趋势预测提供了重要信息。     

陆气耦合模型在实时暴雨洪水预报中的应用

采用加拿大区域性中尺度大气模式MC2(Canadian Mesoscale Compressible Community)和新安江模型单向耦合模型系统,对2005年7月4～15日发生在淮河流域的一场暴雨洪水,进行了实时预报.采用王家坝以上流域的实测降水和王家坝断面的实测洪水资料,对MC2预报降水的时空分布和陆气耦合模型预报的洪水过程进行了分析.结果表明,MC2对该场强降水过程具有很好的预报能力,陆气耦合模型有效地增长了洪水预报的预见期,具有很好的应用前景.     

单要素多周期推理模式法在径流预测中的应用

本文在单要素单周期推理模式法的基础上,提出一种考虑系列多周期性、趋势性和相似性的单要素多周期推理预测方法.使用该方法对磨盘山水库年径漉量进行预报,结果表明该方法预测精度较好,对只有径流资料的中小流域中长期径流预报具有应用价值.     

Local Modeling模型及其在黄河上游月径流预测中的应用

基于黄河上游有关水文气象台站的降水径流资料, 将Local Modeling方法应用于龙羊峡水库月入库径流预报的中长期水文预报模型. 模型的检验和应用结果表明, 该方法有着稳健性好、数学物理意义明确、对数据系列要求不高和容易操作等优点, 在非汛期各月的径流预测中具有较高的准确性, 并且在考虑了降水的影响后, 对汛期径流的计算精度亦基本符合水文情报预报规范和实际应用的要求. 该模型在黄河上游水量预报和调度工作中具有良好的应用前景.     

“频谱分析法”在兰州市地下水水源地水情预报中的应用

利用“频谱分析法”预报地下水位经实际监测结果的误差检验，认为该方法用于地下水水源地水位预报是基本可行的。为今后广泛开展地下水情预测预报提供了一条有效途径。     

考虑降水预报的三峡入库洪水集合概率预报方法比较

为了考虑预见期内降水预报的不确定性对洪水预报的影响,采用中国气象局、美国环境预测中心和欧洲中期天气预报中心的TIGGE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)降水预报数据驱动GR4J水文模型,开展三峡入库洪水集合概率预报,分析比较BMA、Copula-BMA、EMOS、M-BMA 4种统计后处理方法的有效性。结果表明:4种统计后处理方法均能提供一个合理可靠的预报置信区间;其期望值预报精度相较于确定性预报有所提高,尤其是水量误差显著减小;M-BMA方法概率预报效果最佳,它能够考虑预报分布的异方差性,不需要进行正态变换,结构简单,应用灵活。     

短期气候预测的可预报性与不确定性

分析总结了近年来国内外短期气候预测业务、预测试验研究及可预报性研究的成果。指出无论用大气环流模式（AGAM）还是用统计方法,月平均环流预报与观测实况的相关系数均在0.2～0.3之间。用统计方法所作的气温预报水平与之相当,降水预报水平还要略低一些。季度预报大多依靠统计方法。近年来我国汛期降水预报水平有明显提高,但也只相当于相关系数0.2～0.3。用耦合环流模式（CGCM）积分作季度预报仅仅才开始试验。用各种模式作ENSO预报时表现出一定技巧,预报时效可达半年以上,但仍有春季预报障碍等问题。短期内气候预测业务可能仍然以统计方法为主。但必须大力开展气候系统机理的研究,并建立相应的模式。不了解气候变率形成的物理机制, 短期气候预测水平不可能有显著提高。     

频谱分析法在地下动态预测中的应用

本文对长系列平稳动态资料应用频谱分析法建立预报方程获得了良好的结果。并通过实例说明，频谱分析法在地下水动态预测中有着广泛使用价值。     

地温与汛期降水预报——一个全新的研究方向

该文介绍了地温异常与三个月后降水异常的联系,论述了利用前一年冬季地温预测第二年汛期降雨量的机理、方法和试验效果。通过作者十三年的研究实践,证明了这是提高汛期降雨预报准确率的一个颇为有效的方法,地温与降水以及地气相互关系的研究不失为一个全新的研究方向。     

汉江流域降水多时间尺度特性及其与环流因子的相关性分析

首先利用Morlet小波对汉江流域降水进行多时间尺度分析,然后分析主要周期下汉江流域降水与74个环流因子的相关性.结果表明:近50年,汉江流域降水有4,7和18年的主要周期,其中以18年的主要周期最为突出,降水呈现偏少的趋势,同时降水量与西太平洋副高面积指数、冷空气、东太平洋副高北界、北半球极涡中心位置等14个环流因子具有非常强的正相关,而与东亚槽位置、太平洋区极涡强度指数、亚洲区极涡强度指数有非常强的负相关.研究成果将为今后提高汉江流域降水预报水平和有效开展汉江流域及长江中下游防汛抗旱工作提供科学依据.     

滑坡时间预测预报研究进展

我国是一个深受滑坡灾害困扰的国家，每年由滑坡所造成的经济损失异常惨重。因此，滑坡预测预报已成为人们研究的一个热点问题。对滑坡时间预测预报的研究现状和研究进展作了系统地总结，重点探讨了滑坡预报模型（包括定量预报模型、定性预报模型以及GMD预报模型等）、预报判据研究方面的进展，提出了滑坡综合信息预报的思路及具体的实施技术路线。     

基坑降水引起地面沉降的实时预测

由于基坑降水引起周围土体应力的重新调整,造成基坑相邻建筑物地基不均匀沉降,情况严重则造成相邻建筑物破坏,因此对不均匀沉降量的预测具有现实意义。利用地下水动力学的非稳定流原理及土力学基本理论,介绍了基坑降水设计中引起周围地面沉降的实时预测方法,探讨了不同土层在降水过程中孔隙水压力消散对土层固结的影响,通过实例分析了公式中不同参数的取值合理性,编制了相关程序。该方法对分析、预测由于基坑降水所引起的周围地面沉降有一定参考价值。     

中小河流洪水预报研究进展

中小河流洪水预报是当前国际水文科学中亟待研究的重大科学问题之一。由于中小河流存在分布广、降水及下垫面空间异致性强、产汇流时间短、突发性强、水文资料欠缺等特点,因此预报精度较低,预见期短,预报难度大。目前国内外学者对中小河流洪水预报开展了一定的研究,主要集中在中小河流洪水形成机理、洪水预报模型、缺资料中小河流水文模型参数确定方法、洪水预报耦合降水预报等方面。对中小河流洪水预报相关研究进展和存在的问题进行了总结,并指出未来在多源信息高效融合、精细化洪水模拟、高精度降水预报等方面还应进行更深入的研究。     

联合天气雷达洪水预警系统中的不确定性,可靠度和风险

洪水预报中的不确定性是由作为输入的降水观测和预报的误差所决定的。误差大小受雨量计站网密度（大多与天气雷达联合运用），降水强度和所采用的降水预报方法的影响。在不更颠南部，采用一种经验方法来量化降水观测及预报的不确定性性，数据由两个密集的雨量计站网和天气雷达共同提供。降水不确定性对洪水预报的影响，通过在伦敦附近的泰晤士流域一个综合实验研究进行了检验。此项研究就模型和流域对洪水预报不确定性的相地影响也很     

利用WRF3D-Var同化多普勒雷达反演风场试验研究

为了将C波段雷达风场资料更好地应用于数值预报模式中,利用两步变分法反演多普勒雷达风场资料,并处理成标准的常规探空资料,以WRF模式及其三维变分同化系统为平台,针对2013年6月19日发生在天水的一次强暴雨过程进行同化雷达反演风的试验研究.试验结果表明:同化雷达反演风场后,对降水预报的改进能维持12h,尤其同化雷达反演风场后3~9h效果非常显著;0~3h作用不是很明显;9~12h预报具有一定的正作用.另外,循环同化比同化一次效果好,但并不是同化次数越多越好.因此,同化C波段雷达反演风场后,对降水预报具有一定的正作用.