农业设施环境要素调控技术研究及应用现状

提高数值预报产品的释用水平是提高预报准确率的有效措施。针对当前数值预报产品释用中通常存在的预报因子的瞬时量与预报降水的累积量这样一个时间尺度不相匹配的问题，本文提出了用相应时段内预报因子的累积量预报累积降水的预报方案。经检验，用此方法处理的累积因子与降水量之间的相关系数比瞬时因子有明显提高。以此为依据，以HLAFS数值预报产品为资料，用累积因子建立了忻州市汛期降水分县预报方程，取得了较好的使用效果。     

基于数值预报的汉中市降水分县预报方法

利用现有基层台站所能获取的国家气象中心T213数值预报产品和欧洲中心数值预报产品,经过数学方法处理后,将各预报要素插值到站点作为预报因子,通过Г检验分析预报因子与本地降水的相关,提取相关好的因子建立预报方程。经实践检验证明:数值产品经因子累积处理后对降水预报能力明显增强,数值预报对24h的预报能力较高,中低层要素与汉中盆地降水相关较好。方法对降水量仅做了简单的分级预报,试用中发现该方法对突发性降水预报能力不理想。     

CINRAD RPG累积降之算法在文山州的应用

把降水实况和相应时段内CINRAD RPG 1h累积降水量进行对比分析，检验CINRAD RPG 1h累积降水量在文山地区的可靠性。经过对比分析可知，CINRAD RPG 1h累积降水量虽然存在严重偏差，不能根据其对降水作定量估计，但它对区域降水仍然具有较好的指示性，可以根据相关数值估计降水量级。     

利用雷达作累积降水量临近概率预报的模式

本文提出了一个根据天气雷达资料制作定点累积降水量的概率预报新模式。该模式选择了预报点上风方向的一个源区。考虑在该源区内的所有象元（水平尺度２×２Ｋｍ２）命中预报点的概率相同。假设一个命中预报点的象元在那里产生短时（约１０分钟）降水。绘制一张图，就可以得到预报的第一阶段累积降水量的频率分布。第二张图给出了第一阶段到第二阶段期间累积降水量的频率分布。第三张图给出了第一阶段到第三个阶段期间累积降水量的频率分布，以此类推，直到预报期结束为止。已经完成并验证了许多具有０，１和２小时引导时间的１小时累积降水量的预报。具有０小时引导时间的预报获得了最高Ｂｒｉｅｒ技术评分，１ｍｍ以下累积降水的气候预报概率为５０－６０％。     

汉中市汛期降水分级分县T213释用方法

利用 T2 1 3数值预报产品制作汉中市汛期降水分级分县预报 ,对 2 0 0 2 -2 0 0 3年 5 -1 0月T2 1 3数值预报格点场进行每个站点相关因子资料插值后 ,与同期的降水实况做了对比统计分析 ,确立每个站点降水量级与选用因子的临界指标值 ,再用多因子概率权重、 3 0 a各降水量级出现的气候概率和 T2 1 3数值预报对汉中市各个站点进行解释预报。应用表明 ,方法对 T2 1 3数值预报有一定的订正效果和较高的实用价值     

夏季省级分区降水概率预报自动化系统

利用多年气象观测资料，数值预报产品，各种天气系统及相互配置与多年降水资料进行了相关统计，精选了与降水密切相关的因子，利用多因子条件下的概率组合方法，建立了夏季省级分区降水概率预报经系统。在实际预报业务中取得了较好的预报效果。     

阿克苏短期降水客观预报方法探讨

利用2001～2004年4～10月的降水实况和历史数值预报资料，分析数值预报产品各气象要素和物理量预报场与阿克苏降水的关系，得到阿克苏降水的定性、定点、定量和定时客观预报因子及其预报指标。     

CINRAD RPG累积降水算法在文山州的应用

把降水实况和相应时段内C INRAD RPG 1h累积降水量进行对比分析,检验C INRAD RPG 1h累积降水量在文山地区的可靠性。经过对比分析可知,C INRAD RPG1h累积降水量虽然存在严重偏差,不能根据其对降水作定量估计,但它对区域降水仍然具有较好的指示性,可以根据相关数值估计降水量级。     

数值预报产品动力释用省级降水预报系统

数值预报产品动力释用省级降水预报系统采用ＭＭ４数值预报模式,对Ｔ１０６数值预报产品进行动力释用,形成省级降水预报系统,该系统可以预报出我省１０８个站的不同时期的降水量,预报结果分别以表格和图形两种方式显示。系统模块采用下拉式菜单,界面美观,操作简便,它不仅是业务预报系统的一个组成部分,而且也为预报员提供了客观定量的预报产品,对于提高天气预报准确率有得要意义。     

概率匹配订正法在湖北襄阳地区降水预报中的应用

数值预报产品在天气预报预警中有着重要的作用。2016—2020年汛期ECMWF模式预报降水与湖北襄阳区域站观测降水的对比分析表明：ECMWF对中雨及以上降雨的预报，第1、2天预报偏小，而第3天预报偏大；三个预报时段强降雨中心位置偏差无规律。为了更好地对ECMWF产品进行释用，提高汛期降水预报准确率，从概率匹配角度研究了不同降水量级订正值，并对2021年汛期ECMWF降水预报进行逐日检验。结果显示：概率匹配订正法可有效地改善模式预报性能，对中雨及以上降雨预报均有良好的订正效果，尤其对第1天暴雨预报改进最为明显。228站平均的TS评分提高了6个百分点，由11.1%增加到17.1%，漏报情况改良了13.5个百分点，由85.0%降为71.5%。采用该订正法开展定量降水预报，由于增加了当地降雨概率分布的背景信息，能表现出比原模式更高的参考价值。     

深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报的检验评估

目前数值模式对台风降水预报的准确率仍有待提高。为了评估深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报能力,选取了2015—2018年共14个影响广东台风个例,利用广东省2 300多个自动气象观测站的24小时累计降水观测资料,检验该系统的集合预报方法(含集合平均方法和概率匹配平均方法)和控制预报方法的24小时降水预报结果。(1)系统对台风24小时降水预报具有较好参考价值,三种方法的暴雨等级预报TS评分均达到0.39以上。(2)集合预报方法总体上优于控制预报方法,可改善珠江口两侧暴雨中心降水预报。其中集合平均方法总体预报效果最好,其降水预报均方根误差为38.1 mm,比控制预报方法减少18.8%,对暴雨等级预报TS评分为0.469比控制,预报方法提升20.1%,但是对特大暴雨等级预报能力不足;而概率匹配平均方法改善了小雨和特大暴雨的预报能力。(3)系统对较强台风的降水预报能力优于弱台风。在较强台风情形下,系统对粤东暴雨中心降水预报明显偏小且控制预报方法偏差最大,其他地方降水预报偏大为主;在弱台风情形下,系统对降水预报存在明显系统性偏大,但对粤西暴雨中心降水预报明显偏小且控制预报偏差最大。      

基于最优概率的中期延伸期过程累计降水量分级订正预报

采用ECMWF集合预报降水量资料和中国降水量观测资料,研发了基于最优概率的过程累计降水量分级订正预报(OPPF)技术,并在遵循总体技术思路的基础上设计出三种不同的OPPF计算方案(OPPF1、OPPF2、OPPF3),继而选用2015—2017年汛期(5—9月)中国91次区域性强降水过程进行回报试验和预报效果对比评估,结果表明:(1)在中期延伸期预报时效(96~360小时),对强降水和有无降水的预报效果,三种OPPF均明显优于集合平均(EMPF)和控制预报(CTPF);对中等以上或较强以上强度降水的预报效果,OPPF1和OPPF3明显优于CTPF、与EMPF基本接近。(2)三种OPPF相比,OPPF3的预报效果较OPPF1总体略胜一筹,两者均好于OPPF2。(3)预报效果存在明显的地域差异,南方地区强降水预报的TS评分明显大于北方地区,且OPPF3预报效果明显优于EMPF;在96~240小时预报时效,东北地区东部OPPF3强降水的预报效果也明显好于EMPF。      

资料同化对2017年登陆广东沿海台风的短期降水与路径预报影响

利用华南精细数值天气预报模式,设计了无同化资料(CTRL)、同化雷达反演水汽(EXP1)以及同化雷达反演水汽、地面和探空资料(EXP2)三个试验,对2017年登陆广东沿海的四个台风降水预报与路径预报进行模拟,以评估资料同化对登陆台风短期降水预报、路径预报的影响。分析结果如下:雷达反演水汽同化后对未来24小时降水预报技巧均有正的改善,对台风路径预报影响不大;在此基础上同化地面、探空资料后对台风路径预报有改进,对降水预报改进不明显(与EXP1比)。通过诊断分析台风“玛娃”,发现模式初值场水汽的增量配合对流上升区有利于短时间内成云致雨,从而提高短时降水预报;地面及探空资料同化有利于登陆台风的短时路径预报。      

GRAPES_GZ 3 km模式对2019年海南岛暖季非台风降水预报的时空检验

利用基于目标诊断的空间检验方法(MODE)和时空检验方法(MTD)评估了华南3 km高分辨率区域数值模式(GRAPES_GZ3 km)对2019年海南岛暖季非台降水预报性能, 结果显示: (1)模式24 h累积降水预报的空间分布范围偏大、降水强度偏强; (2)模式逐小时降水预报的平均质心总体偏西和偏北, 降水出现时间总体偏早1~3 h, 结束时间总体偏晚2~4 h, 降水持续时间偏长; 预报的降水目标数量偏多, 与实况一致均存在着主峰和次峰形态的昼夜分布特征, 但预报的昼间主峰出现时间比实况偏早2 h; 预报的短时强降水出现频次总体偏多。相对于传统的预报和观测点对点检验评估方法, MODE和MTD方法具有捕捉模式预报偏差特征的优势。      

中国降水异常的特征分析

异常降水直接影响着农业和其他生产活动。文中计算分析了中国160个测站的一些反映降水变化的常规统计量,认为这些统计量难以反映出降水异常的变化特征。文中从非线性动力学和统计学相结合的角度出发,分析了相隔1～20 a间不同时间尺度的降水变率之间的关系,找到可以区分任意地区降水异常特点的特征参数,由此可进一步判断某个地区旱涝灾害发生的可能性以及强度的大小,为气候研究工作提供必要的依据。     

区间概率函数在晋城市降水概率预报中的应用研究

本文主要应用区间概率函数转换预报因子，经过相关比筛选。进行因子回归，构建分量级降水概率预报方程，同时应用T213L31数值预报产品统计释用方法，结合最优子集回归构造分时刻预报方程，最后进行概率预报。我们根据晋城气候区划，设计平川和山区两种降水概率预报方程。为晋城市开展降水概率预报提供了基础。     

大气中的降水与反降水──''98梅雨锋暴雨的天气学成因分析与预报探讨

对我国Ｔ１０６Ｌ１９（客观分析）模式大气,（１９９８年６～７月）做了大气中所有天气学降水（垂直运动形式）的计算。研究表明,’９８长江流域上空暴雨存在着明显的梅雨锋天气（尺度）系统降水,同时,长时间湿空气团的维持及其输运,和在梅雨锋上的非等熵湿绝热运动并不断形成对流不稳定降水,是强降水发生的天气学成因。因此,用模式大气中各种天气学形式的降水去（概率）统计预报实际大气降水,实现了预报因子和预报对象之间     

营口地区数值预报降水产品定量检验和预报指标研究

选取2010年8月至2011年7月天气在线、日本传真图、美国全球预报系统（以下简称GFS）、以及T639等数值预报降水预报产品,采用统计学方法和天气学方法,按照预报时效、预报降水量级、影响系统等不同方面对营口地区的降水预报产品进行检验分析,以便更好的利用数值产品做好降水预报,提高营口地区的降水预报准确率。结果表明：从整体角度看各种数值预报产品预报准确率随时间变化逐渐降低,但天气在线和GFS预报效果相对较好且稳定,日本传真图次之,T639稳定性最差;各种数值预报产品均存在预报偏小的情况,特别是对暴雨的预报效果均不太理想,稳定性差、量级偏小;小雨量级降水空报和漏报明显;各种数值预报产品对高空槽和冷涡漏报情况较明显,主要为小雨量级。     

人工增雨农业减灾技术研究

该项目在河南、山东、吉林3省建立了层状云人工增雨外场观测作业试验区，研制了层状云数值模式，结合分析得出了层状云人工增雨新的概念模型、相应的催化条件判据和作业指标；研制了催化条件的飞机实时识别技术和地面综合集成识别技术；建立了中尺度层状云系数值模拟预报的实时业务和省级的人工增雨综合技术系统（催化条件综合识别判据、实时监测识别技术、催化指标和作业决策系统等），提出了相应的作业流程。 在鄂西北（十堰市）对流云人工增雨作业试验区进行了大量外场观测和作业试验，用研制的三维对流云催化模式进行实时预报和催化数值试验，初步提出了催化的最佳部位、时机和剂量；开发应用了高成核率火箭；用雷达识别作业条件并建立了指挥作业的技术流程，因而大大减少了作业的盲目性，提高了对流云人工增雨作业的科学性。