用动态时间序列周期分析预测模型作郑州汛期降水预报

动态时间序列周期分析预测模型是将多层递阶方法与逐步回归周期分析的基本原理相结合,可以有效地选取时间序列的各个隐含周期。利用所选取的隐含周期,可作更长时间的预测。本文以郑州汛期降水为样本,对该预测模型进行了应用及讨论。     

逐步回归周期分析

一、问题的提出 时间序列分析的内容之一是从序列中提取隐含周期。最早提出分析时间序列周期的方法是舒斯特(Schuster)周期图,这个方法是建立在谐波分析基础上的。1957年H.A.帕诺夫斯基(Panofsky)提出了用谱分析方法来揭露气象序列的周期性。实际上谱分析相当于一种经典的谐波分析,所不同的就是事先可以不必考虑序列的长度而任意选定分析的分辨率。但是功率谱方法在处     

周期分析与多层递阶方法相结合在月降水量预报中的应用

一、前言魏凤英等提出的逐步回归周期分析为提取时间序列的隐含周期提供了一种新的简便而有效的工具,作者将其应用于金华市月降水量预报,取得了一定的效果。然而该方法随着预报时效的增长,预报效果趋于不稳定。分析其原因,一是某些时间序列本身的周期性不强,所选的周期显著性水平太低,此时一般认为不宜单纯用周期分析外推     

逐步回归周期分析的改进方案及其在气候预测中的应用

考虑均值生成函数随机性的强弱,本文引进了筛选周期因子的新标准,提出了逐步回归周期分析的改进方案,运用东太平洋海温、长江流域和华南地区汛期降水量、太阳黑子和年轮指数序列进行实例计算,结果表明,本方案不但有较高的长期预测效果,且有一定的分析时间序列隐含周期的能力。     

广西降水量的振动周期及其稳定性

本文对南宁等八个地区站的降水量时间序列进行波谱分析,找到了隐含于序列中的显著振动周期。并在此基础上,运用滤波技术,深入研究了降水量时间序列中显著振动成份的稳定性。文中的一些结果对气候振动的研究以及气候预报具有一定的参考价值。     

带有周期分量的多元逐步回归

从气候资料中提取隐含周期是时间序列分析的目的之一。目前常用的方法有:谐波分析、周期图、谱分析和最大熵谱分析。谐波分析和谱分析在处理短序列时,分辨率很低。最大熵谱的优点是分辨率高,它对于揭露气候资料的周期是一个好方法,但很难用于预报。根据方差分析原理有人提出了另一个提取周期的方法。假设气候资料 x(t)是由若干周期函数和一个白噪声迭加而成的序列:     

西安地区近1724年旱涝气候变化

一、资料来源及处理方法我们从已经得到的西安旱涝等级序列向前估算到265年,从而得到1724年的长气候序列,并作如下分析。 1.首先对序列进行滑动平均,并且利用谱分析,选取了显著周期。 2.对序列进行谐波分析,选取12个周期进行了叠加拟合(12个周期总的相对方差贡献达0.87)。 3.利用最优分割法(即:利用统计变差来划分时间序列的阶段),对序列作最优分割,划分出旱涝时段。 4.利用泊松公式,分时段计算大旱大涝的分布,并得到大旱大涝发生的概率。 5.利用对比分析方法,将西安地区1724年旱涝等级序列与竺可桢先生《中国近     

逐步回归自相关分析

作者从时间序列的自相关分析出发，提出了一种适于回归统计分析的生成预报因子的简单方法，建立起自相关预报模型。实例计算表明，此方法不仅预报精度较高，而且在对周期性相关因子的选择上具有等同的统计、检验前提，避免了一般方法因周期长度不同而带来统计，检验差异的影响。因而得到的回归因子较客观，真实。另外，还具有一定的分析时间序列隐含周期的能力。     

时空序列预测误差的敏感性试验分析

利用33模Lorenz系统得到的"理想"混沌时空序列,作为时空混沌序列"发生器".通过状态空间重构,建立"场时间序列"局域近似预测模型,对资料空间分辨率,资料的长度、噪音,以及模型的参数选取等因素进行敏感性试验分析,了解时空混沌序列预测中误差产生和增长的一些影响因素.得到以下初步结论:对于理想混沌时空序列(33模Lorenz系统)而言,与系统相适应的资料空间分辨率和较长的资料长度都将会提高预测精度;可预报时效与资料长度之间近似服从指数关系.另外,在建立预测模型时,适当的邻近点数目,以及采用二阶映射关系和迭代法都可以有效地改善预测精度.对于加入噪音的混沌时间序列,通过"场时间序列"的局域近似方法和4阶自回归方法的预测试验的对比表明,前者显示了更强的抗"干扰"能力.以上结论可以有分析地应用于短期气候预测中.     

基于多时间尺度的回归集成预测模型

引入能够将非线性、非平稳过程的数据进行线性化和平稳化处理的EMD方法,对广东降水的时间序列进行时间尺度分离,从复杂的非平稳信号中提取相对简单以不同时间尺度振荡的准周期信号,选取能较好描述降水周期特征的IMF分量作为建模备选因子,然后以均生回归、均生相关、韵律拟合误差和拟合误差4种方法构建预测模型,结果得到采用多尺度因子构建的4种单预测模型近10年Ps评分和降水距平符号同号率平均分在68~73分和50%~58%之间,而采用4种模型构建的回归集成模型两种评分方法的平均分分别高达79.8和68.8%,较单一预测模型评分分别提高了近10分和10%以上。将具有降水指示信号的前冬赤道东太平洋海温因子耦合到回归集成预测模型,其Ps评分结果与纯降水集成模型相当,但同号率评分略高3.1%。从而,提取要素序列的多种时间尺度特征,并采用多模型的集成预报,均能有效提高短期气候预测水平。     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

河西走廊农业区春季气溶胶光学特性

为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3 Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。     

武汉市气候变暖与极端天气事件变化的归因分析

根据武汉市1951—2007年间年平均、最高、最低气温与8类年极端天气日数的序列,计算分析其变化趋势及年平均气温与极端天气日数的相关性,引入格兰杰因果性检验法,探讨气候变暖与极端天气事件之间的因果关系。结果发现:(1)近57年来武汉市年平均最低气温增幅为0.45℃/10a,明显高于年平均最高气温0.19℃/10a的增幅,可见气候变暖主要是由夜间气温升高所致;(2)高温和闷热天气事件为增多趋势,其中闷热天气事件最明显,达到2.8 d/10a,而年雷暴、降雪、低温、大风、雾日则均为下降趋势,雷暴、雾和低温事件降幅明显,每10年减少3.0 d、4.0 d和2.1 d。大风和降雪事件,每10年减少1.8 d和1.5 d。暴雨事件波动幅度较小。(3)年平均气温与当年及超前、滞后1～2年的极端天气事件具有高相关性;(4)格兰杰因果性检验结果发现,气候变暖是闷热天气增多和降雪事件减少的原因,同时亦是大风和低温减少的结果。这种因果关系的存在对极端天气事件预测和预估有重要的价值。     

Current activities in aerobiology in Japan

A brief review of the research activities of Japanese scientists in aerobiology, which is one of the interdisciplinary sciences closely related to atmospheric turbulence and diffusion as well as to biology, is presented in order to make contacts with interested scientists in other countries.     

Meteorology in watershed research in Alberta

A preliminary investigation of monthly rainfall patterns analysed from 24‐hour computer forecasts of precipitation was performed. These patterns are compared with the observed precipitation and long‐term normal patterns. Recommendations are made to incorporate the method into a verification program for the computer product.     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

2006年中国气候概况

2006年，全国年平均气温较常年偏高1.09℃，为1951年以来最暖的一年；与此同时，全国平均年降水量较常年略偏少。2006年，我国气象灾害频发，各类气象灾害中，热带气旋所造成的直接经济损失和死亡失踪人数最多，干旱造成的受灾人口和农作物受灾面积最多。总的来看，2006年我国气象灾害造成的经济损失为1999年以来最重。     

2020年凉山州秋季异常连阴雨分析

利用NECP再分析资料和地面降水资料,对凉山州2020年9月10～17日连阴雨过程进行诊断分析。结果表明：此次连阴雨过程从低层到高层影响系统稳定;孟加拉湾的西南气流带来持续的水汽输送和能量补充,同时强降水区也有明显的水汽辐合中心;中层显著的上升运动为强降水的发生提供了持久的动力支持;低层持续的冷平流为冷暖气流的交汇提供了有利的条件,冷暖气团交汇的能量锋区对于降水强弱分界有很好的指示意义。     

夏季全国降水EOF展开与黑龙江省降水的关系

用EOF对全国160个站夏季降水展开，取前5个特征向量进行分析，发现全国主要有4种雨型分布，依次呈“＋－＋”、“＋－”、“－＋－”、“－“型。与黑龙江省降为第1种，即东北区及黄河下游多雨，江浪少雨， 长江中下游流域多雨；夏末雨带南退至长江以南，华南多雨，而中国中部为广大的少雨区。