地震中短期预报效能的统计检验和统计评分中短期前兆及预报效能评价之三

简要介绍了地震预报效能统计检验的基本原理和方法及二种统计评分方法: 预报效率值Z评分和相关的V值评分。 以1996年及1986~2003年全国地震趋势会商意见、 新疆维吾尔自治区地震局1987~1998年月会商意见为例进行了中、 短期预报效能的统计评价。 结果表明, 目前地震中期(年度)预报的有震预报总体上有效, 能通过检验, Z₁=0.2~0.3, 有一定能力; 无震预报总体上可以通过检验, Z₀=0.15左右, 明显低于Z₁值; 地震短期(月)预报能力和水平很低, 总体上仍然在有效预报和盲目预报的边界线上下徘徊。     

等长时段地震预报的广义Wallen评分与Hedike评分

对地震预报方法的实际效能给以客观的数值评定称为地震预报评分。实际的地震预报方法可分为以下类型:1.单向预报—只能预报某个时空范围内将有地震或是只能预报没有地震,具体分为:(1)有震预报(2)无震预报2.双向预报—该方法有时预报有震,有时又可预报无震,可进一步分为:     

利用半参数核估计法预报全球电离层总电子含量

本文将半参数平差模型引入电离层球谐函数系数的预报中,建立了半参数球谐函数模型(Semiparametric-Spherical Harmonic,Semi-SH)来预测全球电离层总电子含量.首先,通过快速傅里叶变换获得球谐函数系数的周期和振幅,将振幅高的主周期归入趋势函数,振幅低的剩余周期归入随机信号,建立了半参数模型,同时利用核估计方法拟合趋势函数,解算随机信号,并在时间域上进行外推,得到了预报时间的球谐函数系数,代入15阶电离层球谐函数模型,最后得出电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的预报值.本文基于欧洲定轨中心(CODE)发布的球谐函数系数进行电离层TEC长期预报和短期预报分析,其中长期预报采用四年预报两年的模式对球谐函数系数进行预报,短期预报设计了三个算例,采用前30天预报后一天的模式,分别预报1天、滑动预报7天和滑动预报30天.实验结果表明:长期预报能够较好地反映全球电离层TEC的变化趋势和波动情况,Semi-SH模型对全球电离层TEC平均值(Mean TEC global,MTECglobal)的拟合值和预报值与MTECglobal实际值的相关系数分别为0.8743和0.8010,呈现出高度相关性.短期预报中,在太阳活动高年和太阳活动低年,Semi-SH模型在中纬度地区预报精度较CODE发布的电离层TEC 1天预报产品(CODE′S 1-Day Predicted GIM,C1PG)有较大提升,在高纬度与低纬度地区两种模型预报精度相当;Semi-SH模型在太阳活动高年和太阳活动低年30天滑动预报精度的均值均高于C1PG模型.实验结果说明了Semi-SH模型预报电离层TEC值的有效性.     

地震预报科普的内容及形式设计方法

正科普,顾名思义,不但要有科学准确的观点,还要有普及大众的通俗易懂的方法。我国的地震科普多见于地震基本知识、避难救治、震害防御等方面,对于监测预报的内容相对较少,且形式枯燥,缺乏吸引力;涉及预报领域的科普中,还存在与实际业务脱节、将预报工作片面化、过于强调宏观预报、夸大成功案例等错误做法。这些问题的主要原因是:(1)地震预报本身不过关,难以做到真正的科学准确;(2)公众对地震预报的认知,与地震部门实际提供的信息有     

气溶胶污染对夏季降水精细数值预报的影响研究

本文基于北京地区快速更新循环同化和预报系统(BJ-RUC),通过对北京2014年汛期的32次降水过程进行数值模拟和敏感性试验,研究了气溶胶污染引起的云滴数增加对北京夏季降水精细数值预报的影响.研究结果表明:BJ-RUC系统中默认的云滴数浓度偏低,采用根据环境模式预测结果计算的云滴数浓度后(BJ-RUC-Nc算例)预报效果更接近实况;气溶胶增多可以增加或减少降水.具体表现在:(1)2014年汛期北京地区降水主要集中在东北区域(平谷、密云、顺义)、城区次之,数值模式能较好的反映出降水的整体分布和趋势;(2)BJ-RUCNc对于小雨、中雨、暴雨的预报优于BJ-RUC,更接近观测;(3)气溶胶浓度增加,当水汽供应充足(不足)时,会促进(抑制)降水性粒子形成,降水效率提高(降低),降水增加(减少).     

滇西北Ms≥5级地震短临预报决策方案研究

本文在短临预报指标研究的基础上,应用模糊综合评判及震兆加权的数学模型,研究了滇西北Ms≥5.0级地震三要素的预报方法,并已全部计算机化。所得结果经1975年以来该区17次地震检验,地震强度预测准确率为88%,尤以Ms=4～6级中强震的预测能力最佳;时间预测准确率为93%,概括率为76%,起报点(发震概率阈值)为P_阈=0.53,并能计算有效预报期;地点预测准确率为88%,当P(N)>P(S)时报剑川以北有震,P(S)>P(N)时报剑川以南有震。三要素的总预测准确率为65%。所有预测方法定量性强,均能通过预报效能评分R值在97.5%置信度下的检验,效能显著。经一年多的15次预报实践,其准确率为93%,是一个具有较强实用价值的综合预报决策方案。     

算法复杂性与川滇地区11个地震带(区)地震预报的研究

以川滇地区11个地震带(区)为对象,研究了将算法复杂性C(n)用于地震预报的可能性。文中以1a为时间窗,0.5a为滑动步长,按2.5≤M<3.5,3.5≤M<4.5和M≥4.5分成3档,将各地震带(区)地震序列转换成由3种符号组成的字符串,从而计算各地震带(区)算法复杂性C(n)随时间变化曲线,规定了预报判据和预报规则,总体上取得了略高于随机瞎报的预报效能,显示了将算法复杂性用于地震预报研究有一定的前景。     

基于年代际突变分量的东亚夏季降水动力-统计预报方案研究

基于1983~2011年CMAP降水数据分析,揭示东亚及其近海地区(简称东亚)的夏季降水距平在1999年前后由"+-+"型分布(由北至南)调整为"-+-"型分布,且这种年代际变化主要体现在EOF第3模态中;而在国家气候中心海气耦合模式(BCC_CGCM)回报和预报资料中,1999年前后则由"+-+-"分布型(由北至南)调整为"-+-+"型,即BCC_CGCM对降水年代际分布的预报与实况有较大差别.同时,结合EOF年代际突变分量给出了全球海温场与东亚夏季降水年代际变化有显著联系的关键海区,分析了BCC_CGCM对关键区海温的预报能力及对应的东亚夏季降水预报效果的差异,验证了基于关键区海温指数对改进模式预报结果的可能性.在此基础上,给出了基于年代际突变分量的东亚夏季降水动力-统计预报方案研究,并进行独立样本回报.结果表明,基于V区海温指数订正结果的距平相关系数(ACC)达到了0.25,距平符号一致率(ACR)达到61%,7个区域订正结果平均的ACC为0.03和ACR为51%,较BCC_CGCM模式结果的-0.01和49%均有一定的改进;且订正后1999年前后两个时段降水距平的空间分布和纬圈平均演变均体现了降水型由"+-+"向"-+-"调整的特征.因此,基于海温关键区指数的动力-统计相结合的预报方案能够增加模式对东亚夏季降水的季节预报结果中的年代际变化信息.     

LTP_DSEF模型对2018年登陆中国热带气旋强降水预报的应用

最近,一种基于路径相似的登陆热带气旋降水动力统计集合预报(LTP_DSEF)模型被发展用来预报登陆热带气旋(LTC)带来的强降水.文章把LTP_DSEF模型应用于2018年登陆中国的10个热带气旋(TC)的强过程降水预报,通过测试模型的3452套预报方案确定了对这10个LTC的最佳方案,然后将其性能与三家动力模式(ECMWF、GFS和GRAPES)进行对比.结果表明:LTP_DSEF模型在预报LTC的较强过程降水方面与三家动力模式相比很有优势,特别是预报250mm以上量级的过程降水;对单TC, LTP_DSEF模型预报LTC过程降水的能力优于或者略逊于三家动力模式,特别在三家动力模式对某些TC的强降水均无预报能力时,模型仍能提供宝贵的大于零的TS值;此外虽然与实况相比该模型预测的强降水范围倾向偏大,但它在多数情况下能合理地捕捉到强降水的落区.初步研究表明,尽管LTP_DSEF模型只引入了TC路径和登陆时间两个相似性变量,但它已能为LTC的强过程降水预报提供非常有用的指导.     

答G.Stavrakakis和J.Drakopoulos的“VAN方法:自1981年以来矛盾和误导的结果”

把Stavrakakis和Drakopoulos(1996)(此后称作SD)中关于VAN表述与VAN真实内容作一简单比较,即可证明对方的批评是错误的。典型例子有: (1) 与Drakopoulos(1993)选择并加以讨论的一样,SD所讨论的VAN预报也是VAN预报中的一小部分。Varotsos等(1993b)当时已给予详细回答,并指出Drakopoulos等(1993)的7个例子中有4个没有考虑VAN电报提出的两个可供选择的震中位置,令人吃惊的是没有考虑被强调为最可能的那一个。在该文中SD对VAN预报的真实含意再次做了较大的改动。 (2) SD仅选择了那些VAN预报法具有较大偏差的情形来进行讨论。 (3) SD通过选择地区内的某些预报后在该地区出现的地震活动性而提出怀疑。本文将证明这些预报指的是远离有早期地震活动的另外地区。SD把VAN预报的两个例子说成是对应的余震,我们将证明这种观点是错误的。 (4) SD改变了VAN公布的单个SES和SES电活动性的超前时间。 (5) SD增加(或删除)对VAN观点及预报的批评措词,因此说明对方真正意思是急剧变化的。 (6) 虽然识别SES的标准已经由VAN发表,可SD仍称这种标准依据尚未形成。 (7) SD的示图是错误的,因为他们忽略了M_s=5.0地震(大地震)标准仅发生在预测地区,但也包括远处M_s=4.0～4.2的地震。 (8) SD称“没有一个主震被预报”,但VAN成功地预报了1987年至1989年间的3个处于调查中的最大主震,震中偏差小于50 km。 (9) SD认为如果已经发生了M_s≈4.0的“前震”,再成功地预报M_s=5.0的地震是毫无意义的(不管偏差Δr、ΔM达到多小)。这种观点是不对的。 (10) 虽然VAN已经阐明了只有M_s的预计值大于(或等于)5.0时才提出预报,可SD曲解了实验误差ΔM=±0.7的含意,并要求M_s≥4.3的地震都应被预报出来。这一要求是不对的。此外,我们将进一步证明SD关于“偶然预报成功的概率”计算是错误的,因为它违反了基本原理。     

基于全球集合预报的西北太平洋热带气旋预报的评估和改进

西北太平洋热带气旋在2018年7~8月间的预报,特别是在上海登陆的温比亚(2018)、安比(2018)和云雀(2018),给数值模式和预报均带来巨大的挑战.文章基于ECMWF和NCEP的集合预报对这些热带气旋的预报技巧进行了分析.结果表明,ECMWF的集合预报对热带气旋路径和强度的预报技巧高于NCEP的集合预报.对于在上海登陆的三个台风,ECMWF的集合预报对温比亚(2018)和安比(2018)的强度预报技巧优于NCEP的集合预报,但两者对云雀(2018)在峰值附近的强度预报技巧都较低.为了提高集合预报对热带气旋的预报技巧,文章提出了一种集合预报成员的适应性权重估计方法.该方法利用集合成员的预报场和分析场相对于观测的距离,适应性地估计集合成员在集合平均中的权重.当适应性权重方法应用于ECMWF和NCEP的集合预报时,二者的集合预报对热带气旋路径和强度的预报技巧都得到了改进,并且ECMWF集合预报的改进要优于NCEP集合预报.     

在中国福建召开的地震统计预报经验交流座谈会概况

1980年9月21日至26日,国家地震局分析预报中心在福建厦门召开了地震统计预报经验交流座谈会。参加会议的有部分省地震局、局属研究所(队)及南开大学、国家海洋局、中央气象局等协作单位从事地震统计预报工作的科技工作者40余人。会议总结了1967年以来在地震工作中开展统计预报研究的成果、经验和问题;交流了近年来地震统计预报研究的新成果和新方法;讨论了今后统计预报工作发展的方向和内容,并提出了一些改进工作的措施建议。     

利用（0—1）权重回归方程建立地震多因子综合预报的应用模型

本文根据地震综合预报的需要,捉出了利用(0—1)权重回归方程。来建立不同区域、不同强度、不同孕震时段,进行“有震”“无震”判断的预报模型。并以唐山等地震为例,经过反馈计算,取得了较好的验证效果。     

前言

为加强地震预报工作 ,整合地震预报的力量 ,中国地震局分析预报中心于 1999年 8月成立预报部。预报部是在中心原第一研究室 (全国震情分析预报室 )和第十研究室 (首都圈震情分析预报室 )基础上 ,将中心其他专业研究室的预报力量整合到一起成立的。预报部的方向是 :坚持边预报、边研究、边提高的方针 ,努力探索地震预报的新思路、新方法 ;发扬中国地震预报的优良传统 ,有选择地吸收国外的地震预报理论和方法 ;立足实践 ,扎实工作 ,建立一支具有中国特色的国际一流的地震预报研究队伍 ,力争在地震预报领域处于国内外领先水平 ,并在减轻地震灾…     

前兆地震活动图象及其在地震预报中的作用(英文)

本文根据长、中和短期预报研究对主要地震活动图象加以归类和简述。结果表明:(1) 基于地震活动图象分析的中、短期预报,在预报时间上可能达到1、2年,甚至几个月的量级。但要进一步缩短预报的时间尺度十分困难,除非有明显的前震序列活动。(2) 地震活动图象分析对于辨认未来主震(尤其是强主震)的位置是有效的。(3) 强震和中强震前的图象特点是有区别的;据此,可以大概估计未来主震的震级。然而,图象的空间尺度与主震震级无明显的相关性。(4) 信号震、前兆震群和前震(包括早期前震)总是伴随着异常的地震活动时空图象。     

表达地震趋势、预报和概率的若干术语

表达地震趋势和地震预报的术语有两大类:“长期地震趋势预报”和“地震预报”。地震预报又分为三类:“长期预报”、“中期预报”和“短期预报”。长期预报这一类尚未再细分,但可把“监测”(watch)和“预测”(forcast)这两个术语看成与“长期预报”有相似的含义。“短期预报”分成“警戒”(alart)和“临震警戒”(imminent alart)两类。地震预报的分门别类的依据是各自的时间尺度。地震趋势或发震概率的表述,由于方法多样,故有的用数字表示,有的则用文字叙述。     

电离层参数短期预报研究进展

对国内外电离层参数短期预报方法进行了综述,重点介绍了几种作者最新研究的电离层foF2参数短期预报方法.包括基于混沌时间序列分析的电离层foF2参数提前15 min(分钟)准实时预测方法、基于人工神经网络技术的提前1 h(小时)现报方法、提前1～3 d(天)的神经网络预测方法、相似日短期预报方法以及综合预报模型方法.利用中国垂测站多年的观测数据对各种算法的预测精度进行了评估,并与国内外相关算法进行了定性或定量比较,各种预报方法都在前人的预报精度基础之上有了一定的提高.其中提前15 min(分钟)预测方法平均相对误差小于4%,平均绝对误差小于0.2 MHz,可以用于实时性和精度要求较高的短波系统;提前1小时预报方法在太阳活动高年平均预测相对误差小于6%,均方根误差小于0.6 MHz,太阳活动低年平均预测相对误差小于10%,均方根误差小于0.5 MHz,平均相对误差比前人研究的自相关方法提高3个百分点左右;对于提前1～3 d(天)短期预报,综合预报模型方法充分利用了神经网络方法、自相关方法以及相似日方法的优点,获得了高于任何一种单一方法的精度,对于中国9个垂测站(海口、广州、重庆、拉萨、兰州、北京、乌鲁木齐、长春、满洲里)在不同太阳活动性条件下的历史数据进行了精度测试,提前1天和提前3天预测的平均相对误差分别小于10%和小于15%,达到了国内先进水平.此外,该方法还可以综合更多预报方法,具有进一步提高预报精度的潜力.文中提出的针对不同尺度进行电离层参数预测的方法具有一定的理论基础,且精度高、易实现,对从事电离层短期预报算法研究及相关专业的学者具有一定的参考价值.     

运用重构高维相空间的方法对地震过程及其预报问题的研究.

运用重构高维相空间的方法对实际震例观测资料进行分析,以研究地震过程动力学行为和有关预报的问题.认识到地震过程是混沌的.因此,从理论上讲对地震可以在可预报时间长度里进行确定性的预报.讨论了运用这种方法进行地震研究的一些有关问题(如几种主要量及其之间关系、所使用资料的背景条件与分析结果的关系、降维过程与地震预报问题等)和意义.      

大别山库区降水预报性能评估及应用对策

对降水预报进行性能评估及应用对策研究可以更好地发挥降水预报在水库调度中的决策支持作用.基于大别山库区近10 a汛期(2007—2016年5月1日—9月30日)24~168 h共7个预见期降水预报和地面降水观测资料,采用正确率、TS评分、概率统计、ROC曲线以及CTS等方法评估大别山库区降水预报性能,并以响洪甸水库为重点研究区域分析降水预报在水库调度中的应用对策.结果表明:1)大别山库区各量级的降水预报都有正预报技巧;24~72 h预见期降水预报的TS评分较高且空报率、漏报率也较低,具有较高的预报性能;但96 h及以上预见期降水预报性能明显下降,中雨以上量级空报率、漏报率较大,特别是对大暴雨及其以上量级的降水预报性能显著下降.2)大别山库区预报降水量级与实况降水量级基本符合,预报降水量级大于等于实况降水量级的概率超过75%;虽然降水预报量级上呈现出过度预报的现象,但降水过程预报对水库调度仍有较好的应用价值,应用时要考虑到降水预报量级可能存在偏差.3)转折性天气预报96 h及以上预见期CTS评分较低,但72 h以内预见期的性能明显改进,尤其是24 h预见期CTS评分也提高到了38.2%;水库调度可从长预见期的降水预报获取降水过程及其可能发生转折的信息,根据短预见期的降水预报进行调度方案调整.     

首都圈地区中等地震的磁效应

该文介绍了1989、1990年首都圈地区所发生的中等地震(不含唐山余震)的磁效应。在该地区,中等地震的磁异常是较明显的,具有一定的监视预报能力,并取得了较好的预报效果,在所发生的5个中等地震中,4个震前有异常显示,并对其中的3个震前做了有震预报。最后,对地磁绝对测量预报地震的途径和异常出现的随机性问题做了探讨。