用隶属函数方法试作渤,黄海冰情等级预报

一、序 言 渤、黄海冰情是与气温、冷空气活动、大气环流等气象要素密切相联。同时,海洋的因素如海流、海水温度等对海冰的形成,消失也有一定的影响。因而可以从前期的一些特征上分析其对冰情的影响。基于这些基本的原因,我们对台风活动、大气环流、海水温度及气温等因素进行了统计分析,在分析的基础上,用模糊数学中隶属函数的方法,建立了渤、黄海冰情等级预报的公式,下面分别进行叙述。     

利用隶属度的离散值建立水团的隶属函数

水团的模糊软划分及Bayes判别分析,可以给出离散的隶属度值或归属概率值,为允分利用这些结果,提出了用离散的隶属度值建立水团隶属函数的拟合方法。其一,是在θ—s图解上用等隶属度线拟合钟形隶属函数;二为直接使用离散的隶属度值且适用于计算机程序设计的拟合方法;三是在建立简单钟形函数后,对剩余曲面继续用多项式进行拟合。对于1979年8月黄海混合水团及东海表层混合水团的软划分结果,进行了简单钟形函数的拟合,其拟合百分比分别达到91.63％和99.04％,结果是令人满意的。     

复经验正交函数方法在黄海水温预报中的应用

本文介绍了复经验正交函数(CEOF)方法,并首次将其应用于黄海的水温预报,同时与依据同样资料采用经验正交函数(EOF)方法所作的预报进行了对比.比较可知,在黄海表层水温预报中,应用复经验正交函数方法所作的预报,其精度较应用经验正交函数方法提高0.20℃左右,底层预报精度相当.     

利用隶属度的离散值建立水团的隶属函数

一、引言研究海区中的水团,可以定义为论域中的模糊子集。借助隶属函数,可以定量地描述和刻划水团的性质,以及它们之间的相互关系。为了给出隶属函数的解析表达式,作者又依水团浓度混合理沦,讨论了水团在混合变性过程中隶属函数的可能形式,指出大多数变性水团的隶属函数,为不对称的钟形函数,并给出了实例。为充分利用传统水团分析已有的成果,作者又提出了水团隶属函数的椭圆拟合法,可根据温—盐图解上的点集建立钟形隶     

变性水团隶属函数的椭圆拟合法

应用模糊子集的概念描述浅海区变性水团。讨论了变性水团隶属函数在θ-s图解上“落影”的形式。文中给出用椭圆拟合法建立隶属函数的实例。     

变性水团隶属函数的椭圆拟合法

应用模糊子集的概念描述浅海区变性水团。讨论了变性水团的隶属函数在θ—s图解上“落影”的形式。文中给出用椭圆拟合法建立隶属函数的实例。     

变性水团隶属函数的椭圆拟合法

应用模糊子集的概念描述浅海区变性水团。讨论了变性水团隶属函数在θ—S图解上“落影”的形式。文中给出用椭圆拟合法建立隶属函数的实例。     

试用隶属度与贴近度作海雾长期预报

青岛近海海雾多发生在4—7月份,是沿海灾害性天气之一。它对渔业生产、航海运输和国防建设影响很大。因此作好4—7月份海雾的长期预报有十分重要的意义。由于海雾的多寡和前期因子之间是一种模糊关系,因此,本文采用模糊集理论中的隶属函数和贴近度试作青岛近海海雾的长期预报。首先,对已选好的4个预报因子分别建立对4—7     

水团多元隶属函数的拟合与应用

探讨多元隶属函数的拟合,提出了变性水团三元隶属函数的三种拟合方法,其中模糊平面截割拟合方法可适用于更多要素的水团划分及分析。使用1987年5～6月的调查资料,对黄、东海邻接海域的水团建立了、S、O_2三元隶属函数,得出了一些有益的结论;尤其在划分该海区的三大水系及对东海次表层水团和黑潮次-中层混合水团的鉴别中,更显示了模糊分析的优越性。     

从混合变性过程看水团隶属函数的建立

将研究海区中的水团,视为论域中的模糊子集。用关于海水中保守浓度的混合理论,来讨论水团在混合变性过程中隶属函数的可能形式,可为变性水团隶属函数的建立提供依据。本文的结果可推广应用于浅海,文中给出了实例和讨论。     

基于演化算符的南海海面高度异常中长期统计预报

水下移动平台行动时需要1～3个月左右海洋数值预测预报结果,但是当前数值预报技术受对应的气象驱动场预报时效的限制,难以提供10 d以上的数值预报产品。鉴于海水在动力热力上具有较大的惯性,海洋内区有其自身的演化规律,本研究设计了一种基于演化算符的统计预测方法,利用历史卫星遥感资料构建海洋状态变量中长期演化矩阵,并结合惯性预报模型,构建了最终的南海海洋中长期统计预报模型,能够提供1～60 d逐日的南海海面高度异常预测结果,开展数值试验验证了该方法的有效性,结果表明,在起报后15 d内,预报结果与卫星资料的相关系数均大于0.8,在起报60 d内,相关系数仍高于0.6。     

台风“梅花”(2212)的主要特点和路径预报难点分析

对2022年第12号台风“梅花”的主要特点、路径预报难点问题和路径预报误差特征进行分析,研究主要结论显示:(1)“梅花”登陆次数多、登陆强度强,是首个4次登陆不同省(市)的台风,也是2022年最强登陆台风,造成华东与东北地区长时间、大范围的风雨影响。(2)台风生成初期的中长期时效路径预报是路径预报难点之一,模式对台风主要影响系统的长时效预报存在明显偏差,针对模式的及时检验和订正对预报调整非常重要。(3)双台风或多涡旋情景下,集合预报发散度大,“梅花”陆上路径预报偏西偏慢,其东侧“南玛都”的强度和位置差异对其路径有明显影响。(4)台风变性过程中的移速误差是路径预报极大误差的来源,关注台风是否处于变性过程可作为调整台风移速预报的参考。未来开展多模式交叉实时检验,基于集合预报研发针对转向变性台风路径预报订正技术可为主观预报提供支撑。     

Neyman-Pearson决策准则及在海洋风暴潮预报中的应用

给出了Neyman-Pearson全局预报方法,以期在保持一给定虚警率的前提下提高预报率。增加了算法的实用性,使算法能够适合真实环境。该方法用于海洋风暴潮预报,能够较好地平衡预报率与虚警率间的关系。     

影响黄渤海的温带气旋数值集合预报试验

为了改进温带气旋数值预报的精度,基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,利用GSI(Gridpoint Statistical Interpolation)-EnKF(Ensemble Kalman Filter)系统,设计了一套温带气旋集合预报方法,其具有的2种选择方案通过滤掉质量较差的集合成员从而将集合成员数目控制在10以内,达到了大幅降低集合预报计算量的目的。针对2020年7月一次影响黄海的温带气旋个例,开展了一系列决定性预报与集合预报的数值对比试验。分析结果如下:1)不采取任何择优方案的集合预报效果就已经明显优于决定性预报,而采取择优方案使得预报效果进一步得到提升;2)预报初始时刻择优(直接择优方案)的集合预报效果远不如短时积分3 h后才进行择优(积分择优方案)的预报效果; 3)积分择优方案优于直接择优方案的原因是,初始场集合体中的成员经过短时积分后其误差得以放大而使得择优更加准确。多个例的应用结果进一步表明,本文提出的积分择优方案温带气旋集合预报方法具有较好的业务预报应用前景。     

Forecast of wave run-up on coastal structure using offshore wave forecast data

In this paper, first we introduce the wave run-up scale which describes the degree of wave run-up based on observed sea conditions near and on a coastal structure. Then, we introduce a simple method which can be used for daily forecast of wave run-up on a coastal structure. The method derives a multiple linear regression equation between wave run-up scale and offshore wind and wave parameters using long-term photographical observation of wave run-up and offshore wave forecasting model results. The derived regression equation then can be used for forecasting the run-up scale using the offshore wave forecasting model results. To test the implementation of the method, wave run-up scales were observed at four breakwaters in the East Coast of Korea for 9 consecutive months in 2008. The data for the first 6 months were used to derive multiple linear regression equations, which were then validated using the run-up scale data for the remaining 3 months and the corresponding offshore wave forecasting model results. A comparison with an engineering formula for wave run-up is also made. It is found that this method can be used for daily forecast and warning of wave run-up on a coastal structure with reasonable accuracy.     

珠江口赤潮生成的天气分型研究

赤潮的爆发是生物、化学、物理等多因素综合作用的结果。温度、风力、风向、气压等气象条件,海况、潮汐、海流及海水的理化特征,如海水温度、盐度、营养盐、微量元素等都是赤潮爆发的重要因子或诱导因素。当前由于海洋生态领域的数值预报仍不成熟,国内的赤潮预测主要还是依靠经验和统计方法为主,如气象条件预报法、水文条件预报法、化学条件预报法、生物条件预报法、卫星遥感预报法或是综合预报法等。本文根据2001年～2005年《沿海海洋赤潮专报》中广东省阳江到汕尾沿海(112°～116°E)即珠江口地区发生赤潮的记录,使用NCEP再分析数据,从气象条件诱发赤潮的角度分析得出最易引发珠江口赤潮的5种天气形势,并用相关性分析方法得出其中两种天气形势的典型场,对预测珠江口沿海的赤潮发生具有一定的指导意义,可在实践中加以应用。     

单纯形投影算子理论及在资料分析中的应用 Ⅰ.在方程模型资料预测中的应用

本文根据混沌系统奇怪吸引子在相空间中的伸缩和折叠的几何特征,建立了单纯形投影算子（simplexprojectionoperator）预测方法．该方法主要侧重考虑了被预测点的局部非线性特征及Lyapunov特征指数,避免了传统预测函数和方程的模拟问题,减少了模拟参量．对Lorenz方程和Logistic映射资料进行预测分析的结果表明,此方法简单易行,缩短了计算时间,在预测时问尺度及精度上具有较强的预测能力．     

青岛市大气污染时间序列分析预报方法研究

根据青岛市大气污染监测资料 ,采用时间序列分析方法 ,建立多种预报模型 ,有原序列周期外延法、均生函数周期外延法、均生函数逐步回归法以及自回归预报法等 ,最后提出一种综合预报模型。连续预报试验表明 ,综合预报模型优于任何个别预报模型 ,有较好的预报能力。利用马尔可夫概型对污染状态 (轻、中、重 )进行了分级预报试验 ,也获得良好的效果。     

常规海面风预报质量检验的实现

常规海面风预报内容是“文字加字符”形式,实况数据是间隔均匀的数据序列,所以常规海面风预报无法像数值预报一样直接应用实况数据进行预报质量的检验评估。本文在详细调研全国海洋预报机构发布的海面风预报产品基础上,针对不同的常规预报内容,制定了一套客观、合理、标准化的处理方法,成功实现了对常规海面风预报的检验,并应用东海区实况数据对常规海面风预报进行了检验测试,通过对存在的问题进行研讨与论证,完善了检验评估规则,提升了其实用性、合理性和适用性。     

钱塘江流域水资源对厄尔尼诺事件的响应

根据水资源对厄尔尼诺事件的响应，得出了钱塘江流域水资源的统计预报模式：（１）在春季型厄尔尼诺事件的当年和夏季型厄尔尼诺事件的次年，金华站年径流量的距平一般都大于零：（２）厄尔尼诺事件的结束时间若超过５月１日，那么次年金华站年径流量的距平一般都大于零；（３）厄尔尼诺事件的强度越大。对钱塘江流域水资源的影响也越大。这对该流域长期及超长期的水资源预报具有重要的指示作用。