“我国重大天气灾害形成机理及预测理论研究”项目2005年研究应用成绩显著

项目在2005年继续加强研究成果集成和业务化。由宇如聪、倪允琪等负责的“AREMS中尺度暴雨数值预报模式系统”获湖北省科学技术一等奖，由胡志晋、周秀骥等负责的“中国气象科学研究院CAMS云分辨模式系列的研制和应用”获中国气象局气象科技研究开发奖一等奖，由张建、许健民等负责的“暴雨系统的卫星遥感理论和方法研究”获中国气象局气象科技研究开发奖一等奖。     

"我国新一代多尺度气象数值预报系统"喜获国家科技进步二等奖

由我院数值预报研究中心开发完成的"我国新一代多尺度气象数值预报系统"获得2007年国家科技进步二等奖."我国新-代多尺度气象数值预报系统"是国家十五科技攻关重点项目成果,也是我国在气象科技与计算机应用领域取得的重大科技成就.     

国家气象数值预报创新基地--气象数值预报研究中心即将成立

气象数值预报是气象业务与服务的重要基础,改革开放以来,我国的气象数值预报有了很大发展,但其科技水平与业务效果与发达国家还存在很大差距,从而制约了我国气象预报水平与服务效益的提高。为了实现我国气象数值预报的跨越发展,中国气象局决定集中优秀的科技人才,在中国气象局各业务单位的设备资源共同支持下,在中国气象科学研究院组建国家气象数值预报创新基地,即气象数值预报研究中心,并于２０００年１０月批准了组建方案。它是国家科技创新体系的重要组成部分,是中国气象局新一代气象数值预报系统研究开发基地与人才培养基地。…     

北京空气质量多模式集成预报系统的建立及初步应用

介绍了北京空气质量多模式集成预报系统（ＥＭＳ Ｂｅｉｊｉｎｇ）．系统中区域空气质量模式包括中国科学院大气物理所自主开发的嵌套网格空气质量模式系统（ＮＡＱＰＭＳ）模式、美国环保署（ＥＰＡ）开发的Ｍｏｄｅｌｓ ３／ＣＭＡＱ模式及美国Ｅｎｖｉ ｒｏｎ公司开发的ＣＡＭｘ模式等,均使用ＳＭＯＫＥ排放模型统一处理大气污染排放清单．此系统各模式采用统一的模拟区域和网格分辨率,采用中尺度气象模式ＭＭ５提供统一的气象场,并采用算术平均、权重集成等方法集成各空气质量模式结果,并投入北京空气质量业务预报,有效支持了北京奥运会空气质量数值预报．业务预报结果表明：１）采用ＳＭＯＫＥ处理的奥运排放清单较接近实际,２００８年８月各空气质量模式可吸入颗粒物（ＰＭ１０）日均值预报结果相对偏差为－３％ ～１７％,与观测数据相关系数在０７以上;２）在排放清单较接近实际的情况下,ＰＭ１０日均值多模式算术平均优于单个空气质量模式;３）分析２００８年４—１１月业务预报表明,采用权重集成方法预报的ＰＭ１０日均值优于算术平均方法,达６１％．总体上,权重集成方法优于算术平均结果．     

气象因子相关系数矩阵的计算及应用

在建立包含基本气象资料、区域自动站降水资料、高空环流指数和数值预报产品格点资料等多源信息的Access数据库基础上,应用VB6.0编程,通过计算气象因子之间的相关系数矩阵等方法,研究应用于强降水一致区的划分、建立关键气象因子的预报方程并开展集成预报。结果表明,在专业气象预报服务中准确率达75%,实现从预报因子普查-预报模型建立-气象信息发布的自动化,提高气象预报科技服务的效率。     

西部大开发中新疆气象科技创新能力的分析

江泽民总书记在 1995年的全国科技大会上指出：“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”党中央关于西部大开发战略的实施也提出要有新思路、新机制、新方法 ,并把科技教育列为西部大开发的重要任务之一。为了自觉地贯彻党中央关于西部大开发的方针政策,我们从科技创新能力的角度,对改革开放以来新疆气象部门科学研究和技术开发工作做一回顾与分析,总结经验,探索创新思路、创新方法、创新机制,促进科技管理更好地为西部大开发提供服务,为气象科技事业在 21世纪实现可持续发展创造良好的科技氛围。 1 20年气象科技发…     

遗传算法优化的BP神经网络在地面温度多模式集成预报的应用研究

基于TIGGE资料集中的ECMWF、CMA和JMA的数值预报产品,利用加权集成、回归集成和消除偏差集成等线性集成方式与遗传算法优化的BP神经网络(GABP)集成,对我国大部开展地面2 m温度在24 h、48 h和72 h预报时效的多模式集成预报试验。通过对2013年1—6月的预报检验,结果表明:GABP集成预报效果有较大提升,均方误差明显小于各单一模式预报。GABP集成的误差分布在新疆和华北均方误差较大,但是在预报效果改进上GABP集成在西部地区相对单一模式的误差减小更加明显。在进行几种多模式集成方式时,GABP集成相比线性方法预报结果更加精准。对于天气过程个例的预报,GABP集成预报出预报量的变化趋势,预报效果优于单一模式和线性集成预报。无论是较长时间段还是短时间的天气过程,在改进预报效果上GABP集成都起到了最佳的作用。     

浙西地区大降水概率预报分析

从天气学上分析造成浙西地区大降水的原因,利用历史上大降水发生概率与相关的物理量进行回归分析,建立模拟方程,对各种数值预报产品的降水预报进行集成.将两种方法结合使用,结果评估表明,此方法对浙中西部地区的大降水概率预报有很好的指导意义.     

数值预报AI气象大模型国际发展动态研究

数值预报是研究地球系统的重要工具,有助于加深科学家对大气、海洋、气候和环境等复杂系统之间相互作用和变化过程的理解,在防灾减灾、气候变化和环境治理等方面发挥着不可或缺的作用。随着模式复杂度和分辨率的提高,传统数值模式在气候变化研究和气候预测方面取得了迅速的进展,但也面临一些挑战,需要得到数据同化、集合耦合、高性能计算和不确定性分析等多方面的支持。而近年来,“AI+气象”的交叉研究在气象领域引起了广泛关注。基于多种深度学习架构的人工智能大模型,依托强大的计算资源和海量的数据进行训练,能够以新的科学范式进行高效数值预报。气象大模型不断涌现,一些科技公司如华为、英伟达、DeepMind、谷歌、微软等,以及国内外高校如清华大学、复旦大学、密歇根大学、莱斯大学等发布了多个涵盖临近预报、短时预报、中期预报和延伸期预报等不同领域的气象大模型。这标志着人工智能与气象领域的交叉融合已经达到新的高度。尽管气象大模型在现阶段取得了较大突破,但其发展仍然面临弱可解释性、泛化能力不足、极端事件预报强度偏低、智能预报结果过平滑、深度学习框架能力需要拓展等诸多挑战。     

我院2006年“十一五”科技支撑计划项目申报成果喜人

2006年度我院申请的“十一五”科技支撑计划课题“农业重大气象灾害监测预警与控制技术研究”、“人工影响天气关键技术及装备研发”、“灾害天气精细数值预报系统及短期气候集合预测研究”已分别于2006年10月9日和14日顺利通过了由科技部组织的可行性专家论证。“农业重大气象灾害监测预警与控制技术研究”项目于2006年11月2日、“人工影响天气关键技术及装备研发”和“灾害天气精细数值预报系统及短期气候集合预测研究”项目于11月9日分别由中国气象局科技发展司组织完成了课题评审会。     

OCF气温预报大误差日的对比检验分析北大核心CSCD

为评价用于公众气象服务的精细化多模式客观集成预报服务产品(refined multi-model objective consensus forecasting service products,以下简称OCF)多模式集成气温预报效果,分析其误差成因,以中国区域OCF日最高气温和日最低气温预报检验为切入点,对服务影响较大的大误差日及其典型特例——降温日开展检验分析,并与参与OCF集成的ECMWF和NCEP气温预报进行对比。结果表明:OCF日最高气温和日最低气温总体上预报性能优于参与集成的模式预报,准确率夏季高冬季低,拉开了气温变化范围,也有效减小了误差。OCF的大误差日较少,但2~3 d时效及冬半年的大误差日较ECMWF多,与集成的模式预报性能、降温天气相关。针对降温日的检验分析发现:OCF、ECMWF和NCEP在降温日的预报性能有所下降,OCF日最高气温预报误差增长尤其快;OCF对降温日的日最低气温、非降温区域的日最高气温进行了有效订正,但在降温日的降温区域里,其日最高气温预报有明显的正误差特征。基于以上分析,提出了OCF气温集成订正技术改进方向,说明针对性的检验更利于发现客观模式预报及集成订正的问题。     

基于机器学习的复杂地形下短期数值天气预报误差分析与订正

初步研发了一套基于机器学习方法XGBoost且考虑地形特征影响的数值预报多模式集成技术,并与传统的等权重平均和线性回归方法的集成效果进行了对比分析。利用北京地区快速更新循环数值预报系统每天8次循环预报给出的近地面2 m温度、2 m相对湿度、10 m风速、10 m风向数据产品,分别基于机器学习方法XGBoost、等权重平均方法、线性回归方法构建了3种体现地形因子影响的多模式预报时间滞后集成模型。试验对比分析了暖季、冷季每日不同时刻的模式预报集成订正效果。结果表明:分季节试验中,基于XGBoost模型对2 m温度、10 m风速的集成预报结果相对原始最优预报结果误差明显优于其他两种传统方法。XGBoost对2 m温度集成的误差可降低11.02%—18.09%,10 m风速集成误差可降低31.23%—33.22%,10 m风向集成误差可降低4.1%—8.23%。2 m相对湿度的集成预报误差与传统方法接近。基于XGBoost的多模式集成预报模型可以充分“挖掘”不同模式或不同时刻快速更新循环预报优点,有效降低模式的系统性误差,提供准确性更高的多模式集成确定性预报产品。      

吉林省暴雨客观预报业务系统应用效果检验分析

本文依托气象行业专项GYHY200906011“华北、东北暴雨发生发展特点及预报技术研究”项目及相关课题研制的“多模式变权集成预报业务系统”和“吉林省暴雨物理量诊断客观集成预报业务系统”,对2010年-2012年6—8月、2013年6—7月的区域暴雨过程预报进行了检验分析,结果表明：两系统对暴雨预报均有较好的指示意义,其中“多模式变权集成预报业务系统”空报率较低,“吉林省暴雨物理量诊断及客观集成预报业务系统”漏报率较低。从暴雨的影响系统来看,两种客观的暴雨预报方法对台风暴雨预报效果最好,副高后部暴雨次之,冷涡暴雨预报误差与前两系统相比稍差些。     

地市级客观化乡镇天气预报系统

应用VB6．0软件编写“地市级客观化乡镇天气预报系统”,采用逐步线性回归方法建立各县（市、区）春夏秋冬4个季节的气温和降水MOS预报方程,同县（市、区）乡镇采用同一套预报方程,对欧洲中心等多家数值预报产品进行释用和集成,得到客观化的乡镇天气预报,实现了利用大尺度环流背景下的数值预报产品,结合中尺度数值模式预报制作局部地区天气预报的一种方法;同时利用加密观测数据对乡镇预报进行检验,利用吉林省气象科学研究所MM5模式预报产品制作站点的逐时预报。本系统移植性好、操作简单、功能齐全,方便各地区台站使用。     

基于超级集合思想的数值预报产品变权集成方法探讨

针对目前地方气象台站能获取的国内外数值预报产品种类多、数量大、质量参差不齐的实际情况,探讨了几种基于超级集合思想的多模式数值预报动态变权集成处理方法.该方法经济、简便、有效,为预报员从海量的数值产品信息中提取更为准确和精细的集成形势场、物理量场、降水预报、冷空气活动预报、集成矩、特征线路图等多种具有较高质量的集成统计新产品,能动态反映各类数值预报模式的预报能力变化,在一定程度上提高了不同时间、不同区域的精细化预报水平和数值产品的利用效率,为业务预报提供了有价值的参考.     

兰州市空气质量统计预报模型设计

引　言目前 ,城市空气污染预报主要利用 3种方法进行预报集成 ,即气象形势潜势预报、要素统计模型预报和污染模式预报。通过对 3种结果的经验集成 ,综合得出预报产品进行分发服务。为了配合兰州市 4月 1日按时开展空气质量试预报 ,我们设计了一个利用实时资料和数值资料相结合并直接用于业务应用的要素统计模型。1　污染观测及污染资料现状兰州空气质量监测点设在西固兰炼宾馆 ,污染物主要来自于兰州当地工厂排放和生活废气排污。兰州市地形是一个东西狭长河谷 ,盛行风向对观测值有较大的影响 ,因此 ,观测的污染值并不具备很好的代表性。文…     

中国业务数值预报交流与研讨会在海口召开

1996年4月1～5日,由中国气象学会数值天气预报专业委员会主持召开的“中国业务数值预报交流与研讨会”在海口举行,出席会议代表56人,有老一辈的数值预报专家,有在业务数值预报各专业第一线勤奋工作的中年技术骨干,还有不少青年数值预报工作者。     

陕西低槽强降水过程分析及客观订正方法

为了提高中纬度低槽东移影响下陕西强降水天气的精准预报能力,采用欧洲中期天气预报中心全球模式(简称EC-thin)、中国气象局数值天气预报全球模式(简称CMA-GFS)、中央气象台格点指导预报产品(简称SCMOC)、陕西省气象局自主研发动态交叉取优产品(简称DCOEF)、多源实况融合资料及全省396个气象监测站资料,选取了陕西三次低槽东移背景下强降水过程(2019年6月4—5日关中、陕南暴雨过程,简称“0604”暴雨过程;2018年6月17—18日陕南暴雨过程,简称“0617”暴雨过程;2018年7月10—11日关中西部、陕北暴雨过程,简称“0710”暴雨过程),对比分析强降水的实况差异及影响系统演变特征,提炼预报着眼点。基于各模式前期预报质量,提出了一种简单的动态融合客观订正方法,检验了该方法在此类强降水过程中的预报效果。结果表明：(1)“0604”暴雨过程和“0617”暴雨过程强降水主要集中在陕西关中和陕南地区,“0710”暴雨过程强降水主要集中在陕西西部和北部地区;“0604”“0710”暴雨相较“0617”暴雨过程,强降水持续时间短,雨带移动速度快。(2)尽管这三次暴雨过程均发生...     

省台研制出我省重大灾害性天气中期预报业务系统

本刊讯1996年末，我省一批气象科研成果通过有关专家的技术验收。这些为研成果有：锦州市气象局主持完成的“运用气象动态变化的演变特征做长期降水过程预报”、“运用气象动态变化原理制作长期预报”；营口市气象局主持完成的“海洋预报实时业务软件的开发应用”、“气象书能预报方法及其应用”；铁岭市气象局主持完成的“铁岭逐日气温MOS预报方法”；朝阳市气象局主持完成的“气象资料自动化检索、分析服务系统”；本溪市气象局主持完成的“数值预报产品在短期降水预报中的应用研究”；区域中心协调办主持完成的“计算机病毒监测导防治…     

偏北大风的数值预报释用方法研究

本文利用欧洲中心中期数值预报结果，从不同侧面选取因子，建立了日最大平均风速的四种统计预报方程，在此基础上设计了几种集成方法对预报结果进行集成，结果表明，我们设计的最大值－阀值综合集成法取得了很好的效果，特别是2－3天的大风预报准确度较高。