河南短时暴雨落区预报系统

“河南短时暴雨落区预报系统”是利用雷达和卫星云图资料建立的短时暴雨落区预报系统。系统建立在雷达资料定量测量降水估测区域降水量和利用云图资料估测暴雨落区的基础上，并使用现有的地面资料，制作1h和3h短时暴雨落区预报。     

三门峡市短时暴雨预报方法

通过对三门峡市1997-2001年6-8月雷达资料及地面、高空气象资料统计分析，挑选出4个与短时暴雨相关性较好的预报因子，利用概率回归方法，建立了短时暴雨预报方程。     

河南短时暴雨落区预报系统

"河南短时暴雨落区预报系统"是利用雷达和卫星云图资料建立的短时暴雨落区预报系统.系统建立在雷达资料定量测量降水估测区域降水量和利用云图资料估测暴雨落区的基础上,并使用现有的地面资料,制作1h和3h短时暴雨落区预报.     

2006年7月3日黄淮地区大暴雨过程分析

利用地面和高空常规气象观测资料及全省自动站逐时观测风场资料、MM5中尺度数值模拟资料、多普勒天气雷达观测资料,对2006年7月3日发生在黄淮地区的大暴雨过程进行分析和模拟.结果表明:这次暴雨是由高空低涡前部强盛西南暖湿急流与地面生成的中气旋影响造成的;切变线两侧大气层结的强烈不稳定对形成此次短时暴雨有重要促进作用;此次临沂市短时暴雨是由低空切变线上生成的中β尺度气旋东移影响的;在有利的大尺度环流背景下,可利用数值预报产品预估过程集中影响时段,结合卫星云图资料范围大,雷达回波探测性强,自动站资料实时性、灵活性强等优点,进一步作好短时暴雨的临近预警预报,提高短时暴雨的预报提前量,努力降低短时暴雨造成的经济损失.     

湖北省卫星云图短时暴雨概率预报方法及应用

利用实时红外卫星云图资料,在湖北省分区域短时暴雨云图特征分析的基础上,通过提取与短时暴雨相关的云图特征参数,结合NCEP数值预报综合判断,建立湖北省分区域0～6h卫星云图短时暴雨概率预报方法,并已投入实时业务预报应用。结果表明:所选云图特征参数能够较好的体现不同区域间短时暴雨云团特征,概率预报计算方法合理,对于短时暴雨的预报起到一定的指导作用。从预报检验看,预报方法还应在减小空报和漏报方面继续改进。     

驻马店夏季短时暴雨预报业务系统

利用驻马店市1985～2001年6～8月高空、地面、雷达回波、卫星云图等资料，分析了短时暴雨的气候特征，确定了产生短时暴雨的天气形势及消空指标，并通过温度平流、湿度条件、稳定度、动力条件的诊断，挑选出对短时暴雨反映敏感的气象要素作为预报因子，最后通过逻辑判定，由微机自动输出预报结论。通过2002年的业务应用，该系统预报成功率为85．7％。     

三门峡市短时暴雨预报方法

通过对三门峡市1997～2001年6～8月雷达资料及地面、高空气象资料统计分析,挑选出4个与短时暴雨相关性较好的预报因子,利用概率回归方法,建立了短时暴雨预报方程.     

714CD雷达资料在短时灾害天气预报中的应用

作者总结了１９９４－１９９６年７１４ＣＤ雷达观测资料在河南省短时生大灾害性天气预报中的应用。着重分析了多普勒速率场上的中尺度天气系统，图像特征以及与短时暴雨，强对流天气的对应，并归纳出短时预报技术流程。     

单站暴雨成因分析和多普勒雷达资料的应用

通过单站多普勒雷达资料的应用，对哈尔滨市一次短时暴雨进行成因分析，利用单站多普勒雷达资料的显示，结合卫星云图和高空地面的形势配置，从动力、水汽和热力条件，以及触发机制等几个方面对这次短时暴雨的发生进行了临近预报分析。     

驻马店夏季短时暴雨预报业务系统

利用驻马店市1985～2001年6～8月高空、地面、雷达回波、卫星云图等资料,分析了短时暴雨的气候特征,确定了产生短时暴雨的天气形势及消空指标,并通过温度平流、湿度条件、稳定度、动力条件的诊断,挑选出对短时暴雨反映敏感的气象要素作为预报因子,最后通过逻辑判定,由微机自动输出预报结论.通过2002年的业务应用,该系统预报成功率为85.7%.     

卫星云图,雷达数字化回波图在预报徐州暴雨中的应用

本文使用历史暴雨天气过程的卫星云图资料,进行数字处理,统计归纳,并结合雷达数字化资料和天气分析、数值预报产品、能量场分析,总结出一些以卫星资料为主,能使用于日常短期到短时预报暴雨的结论。     

基于雷达资料四维变分同化及云模式的中尺度对流系统数值临近预报试验

基于雷达资料快速刷新四维变分同化(RR4DVar)初始化的三维数值云模式,利用京津冀6部新一代多普勒天气雷达和区域自动气象站观测资料,针对2013年7月4日出现在京津冀平原地区的中尺度对流系统(MCS),开展了数值临近预报试验。研究结果表明,充分考虑雷达观测信息的对流尺度数值临近预报具有很大的优势,但也存在不足:(1)模式能够较好地把握中尺度对流系统的组织发展和移动演变特征,对风暴回波带的走向和尺度特征有较好的预报,但对强回波的强度和位置预报存在一定偏差;(2)模式预报可以反映风暴系统的中小尺度扰动特征,对风暴冷池和出流边界(阵风锋)的发展变化均有较为合理的预报;(3)模式对强降水中心和雨带位置的预报有很大优势,能较好地预报弱降水雨带的分布形势和雨量,但对强降水落区的预报偏大;(4)模式对风暴造成的对流性强降水的预报准确率较高,对0.5—10 mm阈值的降水范围预报偏差比较合理,对10 mm以上降水范围的预报偏大,但是对弱降水风暴的弱回波较强回波的预报性能要好;(5)由于三维数值云模式对京津冀复杂地形的处理不够完善,对山前风场预报偏差较大,造成对山前风暴的发展演变和山前降水的预报偏差较大。     

自动临近预报系统及其在北京奥运期间的应用

该文介绍了对流风暴自动临近预报系统(BJ-ANC)及其在2008年北京奥运会期间的应用。BJ-ANC是在技术引进基础上,通过本地化改进和拓展研发而形成的适合于在京津冀地区使用的对流风暴自动临近预报系统。BJ-ANC系统通过对风暴进行分析,利用临近预报算法和模糊逻辑集成技术,生成反映风暴发生、发展和消亡的分析及预报产品。系统考虑了京津冀地区边界层辐合线及地形与风暴生消发展之间的密切关系。通过对2008年实时预报结果的检验表明:系统对风暴单体在1 h内的外推预报与实际观测的风暴单体中心的距离偏差较小;系统的1 h定量降水预报和自动站的降水观测接近;系统对风暴回波的总体预报性能明显优于持续性外推方法。通过对2008年奥运期间对流风暴个例的实际应用分析表明:系统对风暴的临近预报具有指导意义,边界层辐合线对风暴的局地新生和快速演变具有明显的正面预报效果。另外,系统反演得到的对流层低层热动力三维特征提供了风暴生消、发展预报的重要判据。     

提高新一代天气雷达在临近预报中准确率的分析

文章应用新一代天气雷达资料,并结合天气图、T-logp图等资料,对发生于2011年6月13日内蒙古西部巴彦淖尔市东部地区的一次局地强对流天气过程进行了分析。通过分析雷达冰雹概率、垂直累积含水量、回波顶高、风暴追踪信息等产品以及自动站天气实况等发现,用于短时临近预报的雷达冰雹概率及风暴追踪信息产品在该次强对流天气过程中与天气实况并不能很好地符合。其原因:一方面与雷达对风暴的跟踪和SCIT算法有关,另一方面表明天气背景以及短时强对流天气所具有局地性特点在短时临近预报中未能充分考虑。通过该个例的分析,对于业务人员认识本地区的强对流天气发生特点并提高预报准确率具有重要意义。     

短时风暴数值预报模式研究 II. 模式的基础试验结果

基础性试验和实测风暴个例的半理想化模拟试验结果表明，该模式能抓住对流风暴系统的主要特征，具有一定的模拟能力，可作为未来发展临近业务数值预报模式的基础。     

基于生成对抗网络和卫星数据的云图临近预报北大核心CSCD

利用风云四号气象卫星A星(FY-4A)红外云图,基于生成对抗网络方法,提出了红外云图外推预报模型,实现了华东区域未来3 h的云图预报,预报的时空分辨率分别为1 h和4 km。结果表明:该外推模型预报的云图可较好描述云团移动、发展和减弱趋势,对研究区域内云团的强度、位置和形态得到较为理想的预报效果。为了验证提出的云图外推模型的有效性,将其与光流法和轨迹门控循环单元模型进行比较。对比试验结果表明:该云图外推模型具有最优的预报效果,说明使用生成对抗网络进行云图外推具有较好的可行性,能有效应用于气象业务中监测云团的生消和移动并提前预警灾害性天气的发生,为天气预报提供重要的参考依据。     

郑州一次暴雨过程的多普勒雷达风廓线产品特征分析

对2008年7月13~14日郑州市出现的一次暴雨过程中的雷达风廓线产品(VWP)特征和基于风廓线产品计算的风暴相对螺旋度特征进行分析,结果发现:(1)边界层辐合线的存在利于风暴云的生成;超低空急流的产生加强了水汽输送,为风暴云的发展提供有利条件,而底层东风气流的加强为对流的触发提供了抬升条件;(2)多部雷达的VWP产品综合分析可捕捉到直接导致对流性天气的中小尺度系统;(3)风暴相对螺旋度(SRH)的迅速增大、稳定、减弱的变化趋势与雨强的增强、维持和减弱相对应,但SRH值的大小与雨强并无一致的线性关系;(4)个例的分析应用表明新一代雷达的VWP产品提供了高时间分辨率的风场信息,为强降水的短时临近预报提供了更加丰富的参考信息。      

Fengyun-4 Geostationary Satellite-Based Solar Energy Nowcasting System and Its Application in North China

Surface solar irradiance (SSI) nowcasting (0–3 h) is an effective way to overcome the intermittency of solar energy and to ensure the safe operation of grid-connected solar power plants. In this study, an SSI estimate and nowcasting system was established using the near-infrared channel of Fengyun-4A (FY-4A) geostationary satellite. The system is composed of two key components: The first is a hybrid SSI estimation method combining a physical clear-sky model and an empirical cloudy-sky model. The second component is the SSI nowcasting model, the core of which is the derivation of the cloud motion vector (CMV) using the block-matching method. The goal of simultaneous estimation and nowcasting of global horizontal irradiance (GHI) and direct normal irradiance (DNI) is fulfilled. The system was evaluated under different sky conditions using SSI measurements at Xianghe, a radiation station in the North China Plain. The results show that the accuracy of GHI estimation is higher than that of DNI estimation, with a normalized root-mean-square error (nRMSE) of 22.4% relative to 45.4%. The nRMSE of forecasting GHI and DNI at 30–180 min ahead varied within 25.1%–30.8% and 48.1%–53.4%, respectively. The discrepancy of SSI estimation depends on cloud occurrence frequency and shows a seasonal pattern, being lower in spring–summer and higher in autumn–winter. The FY-4A has great potential in supporting SSI nowcasting, which promotes the development of photovoltaic energy and the reduction of carbon emissions in China. The system can be improved further if calibration of the empirical method is improved.     

利用闪电定位和雷达资料进行雷电临近预报方法研究

利用LD- Ⅱ 型闪电定位系统监测到的雷电资料和多普勒天气雷达探测到的风暴信息,研究雷电临近预报方法.叠加分析雷电集中区与风暴,雷电集中区一般对应有风暴,并且雷电集中区中心在风暴中心附近,二者移动方向基本一致,移速接近,因此通过匹配雷电集中区与风暴,采用雷电集中区将随其所匹配的风暴一起移动的思路,利用风暴追踪技术,对雷电集中区进行临近外推,从而实现雷电的临近落区预报.通过对2009年强雷电天气的临近预报结果进行网格点对点评分,雷电半小时预报命中率达到87％,成功率为63％.1小时预报命中率达到76％,成功率为51％.为雷电的临近预报提供了一套可业务运行的新方法.     

GRAPES三维云初始场形成及在短临预报中的应用

围绕GRAPES_Meso的云初始场形成,以ARPS模式云分析方案为基础,优化诊断后应用我国风云二号静止气象卫星云产品、多普勒天气雷达三维组网拼图产品等观测资料结合模式背景信息,根据云热力-动力学原理及观测试验经验关系等,对云初始场的信息进行分析并通过松弛逼近同化方法实现对云内微物理信息同化应用。GRAPES_Meso中采用优化后的云初始场方案,水平分辨率为0.03°×0.03°和0.1°×0.1°的1个月（2014年7月15日-8月14日）连续试验和个例分析结果显示:云初始场形成方案能够分析出飑线等天气系统的云系和云内微物理变量特征。从模拟云图看,包含云初始场信息的GRAPES_Meso的云系的形态特征和分布范围短时临近预报结果更为准确。云初始场信息同化应用后,在1 h的时间尺度上,即可预报出与实况更为接近的降水;0~12 h时间范围内对降水均有积极的影响,可满足短时临近预报的需求,降水量级略偏大。批量连续试验（水平分辨率为0.03°×0.03°和0.1°×0.1°）的各个量级降水ETS（equitable threat score）评分都显著提高。