热带气旋月预测的相空间投影技术

利用非线性理论,同时考虑影响海南省热带气旋（TC）的内部和外部因素,建立了海南省汛期月TC影响频数的相空间投影预测模型,经2000～2005年6年汛期的预测检验表明,总准确率达到88.9%,预测效果明显高于目前短期气候预测业务水平。     

人工神经网络的短期气候定性预测方法研究

采用EOF方法将众多具有一定物理意义的环境场预报因子和序列周期因子进行降维去噪处理，并结合人工神经网络前馈网络模型，进行了影响广西热带气旋年频数和夏季(6～8月)降水量短期气候预测的定性预报建模方法研究。结果表明，该方法对于影响广西热带气旋的年频数及广西夏季降水量定性趋势具有很好的预报能力，可作为一种新的短期气候预测业务预报配套方法。     

影响广西的热带气旋年频数的初步研究

使用1951-1997年影响广西的热带气旋年频数与前期和同期的海温场、500hPa高度场进行相关分析,结果表明,赤道太平洋海区的海温与影响广西的热带气旋年频数有密切关系,厄尔尼诺年副高强度偏强,西伸脊点偏西,影响广西的热带气旋偏少,拉尼娜年副高偏弱,影响广西的热带气旋偏多.然后挑选相关系数高的高相关区,以其为预报因子,利用相似分析方法和逐步回归方法对影响广西的热带气旋年频数作预报试验.结果表明,用相似离度方法做预报时,第1相似对特多特少年的预报基本可信,而第2、3相似预报不稳定;用逐步回归建立的预报方程平均拟合误差约为1个,1998和1999年的试报效果较好.     

随机森林模型判定热带气旋变性完成时间

气旋相空间作为一种判定变性热带气旋的客观方法得到了广泛应用,但采用不同分辨率的再分析资料计算的相空间参数值会有所不同,若采用固定的参数阈值将给判定变性时间带来误差。本文将热带气旋地理位置、中心气压和相空间参数组成因子向量,采用随机森林方法对1979—2016年间西北太平洋变性热带气旋变性完成时间进行判定。判定结果表明:随机森林在训练集中区分气旋为热带气旋或温带气旋的平均误判率为2.75%,判定变性完成时间和观测完成时间差异在6h以内的百分比为71.8%,测试集中差异6h内百分比为65.9%,差异在12h内百分比超过80%;因子重要性分析表明,纬度值对判定准确度的贡献最大;当变性完成时刻海平面气压较低时随机森林判定的变性完成时间滞后于观测时间,当海平面气压较高、低层冷暖平流较强时随机森林判定的变性完成时间超前于观测时间;在随机森林实例应用中,登陆型热带气旋"莫拉克"和疑难路径"狮子山"的判定结果和观测变性时间一致。     

应用相似预报方法预报热带气旋降雨量

1引言香港天文台过去一直利用气候方法作为参考，去预报热带气旋降雨量。这个方法是通过定出热带气旋当时及未来24小时的位置，然后计算出热带气旋在每一网格停留的时间，利用加权平均便可得出未来24小时的降雨量预测。现在，天文台已利用这个方法用电脑进行自动预报。这个业务预报方法，在预报热带气旋所带来的大雨时表现尚算理想。然而，它却经常低估热带气旋所带来的大暴雨。在过去，相似预报方法主要应用在预报热带气旋路径方面。若应用在降雨量预辑上，却受制于预报路径的准确度和热带气旋历史资料的多寡。随着科技的进步，近年天文台…     

西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化及预测

利用1950-2009年60 a的热带气旋资料、NOAA海温、NCEP再分析资料及74项环流指数等资料,研究了西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化特征,结果表明,西北太平洋热带气旋生成频数既有显著的年际变化,同时也存在明显的年代际变化。自1950年以来,西北太平洋热带气旋频数经历了一个先增加再减少的过程,其中转折点在20世纪70年代中后期,与之相对应,热带气旋路径频数也呈现明显年代际变化。在此基础上,通过分析前期春季海温场、大气环流异常及环流指数与夏季(6-10月)热带气旋生成频数的相关关系,选取了影响夏季西北太平洋热带气旋活动频数的预测因子,建立了一个夏季西北太平洋热带气旋生成频数的多元回归预测模型。检验结果表明,该模型能较好地拟合1951-2003年夏季西北太平洋热带气旋生成频数的年际变化,拟合率为0.6。对2004-2009年夏季热带气旋生成频数的独立样本预测试验表明,该模型对夏季西北太平洋热带气旋活动频数具有较好的预测能力,可以为热带气旋业务预报提供一定参考。     

影响南宁热带气旋路径统计特征

利用1965～2003年39年资料，对比分析了影响广西与南宁的热带气旋影响频数与路径异同，得到影响南宁市的热带气旋气候统计分布特征，供南宁市热带气旋路径预报时参考。     

影响广西热带气旋年频数的神经网络预测模型

利用人工神经网络方法，结合均生函数和逐步回归分析方法对影响广西的热带气旋年频数序列进行神经网络的预测模型研究，该模型既考虑了预报量自身显著周期变化，也考虑了海温场，高度场等因子对预报量的影响，给预报检验，考虑多种影响因子的预测模型比只考虑单一影响因素的预测模型效果好。     

k-nn方法在热带气旋路径预报中的应用

引入k-nn方法，结合经过预报实践检验、应用证明效果较好的预报因子，制作热带气旋路径预报系统，运行效果良好，可以应用到日常预报业务中。     

华东地区热带气旋汛频数异常时的环流分析

该文是为应用统计释用预报方法对影响华东地区的热带气旋（ATC）汛频数预报所做的前期研究工作。研究发现:（1）影响华东地区的热带气旋汛频数的局地性异常变化是汛平均环流半球性调整的结果;（2）汛平均环流中的大气长波既反映了月平均环流的特征又和汛频数的变化存在着较好的关系,特别在异常年,其天气系统和相关地区也比较稳定;（3） 利用影响华东地区的热带气旋汛频数和环流变化的关系建立了汛频数的统计预报方程。在短期气候数值形势预报准确的基础上,应用统计释用预报方法所得的准确率为70%左右,若能预报出汛平均环流的异常变化,则可确定ATC汛频数的特多年或特少年。     

三个路径相似降雨特征不同的热带气旋分析

比照路径相似台风的降雨制作台风降雨预报是台风业务预报的常规方法之一。但台风飞燕、桃芝及一次热带低庄路径虽极为相似，它们的降雨强度和降雨分布则差异很大。通过对台风飞燕、桃芝及一次热带低压的大气环流形势特征、物理量场诊断结果和卫星云图的对比分析，发现热带气旋影响地的前期环境场、热带气旋影响期间西风带低槽和副热带高压的强弱及其相互配置以及它们与热带气旋的相互作用是造成路径相似的三个热带气旋出现降雨差异的主要原因。该分析结果对台风降雨的业务预报有实际意义。     

海南地温变化与热带气旋影响频数关系

通过对海南省海口站各层地温和影响海南的热带气旋（TC）频数的相关及周期分析,发现月、季各层地温与影响海南的TC年频数均存在负相关性,而3.2 m深层地温与TC影响年频数的负相关性最为显著,此外,利用Morlet小波分析还发现两者存在相似的振荡周期.研究表明,利用深层地温作为预报因子,建立回归方程,对影响海南的TC年频数进行预报,具有较好的效果.     

西北太平洋热带气旋变性过程结构演变及其环境分析

用气旋相空间方法（Cyclone Phase Space,简称CPS）对58个经历变性过程的西北太平洋热带气旋的2 021个样本（时次间隔为6 h）资料进行分析,得到该区域热带气旋在变性阶段的气旋结构及其环境特征。聚类分析结果显示,强的热带气旋更易发生变性,变性开始于气旋非对称性增加,随之伴有高层冷心出现和加强,最后完成于低层出现冷心,变性维持平均时间约28 h。利用美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料对各聚类环境场的动态合成分析表明,发生变性的热带气旋在北移过程中逐渐嵌入西风带,在中高纬斜压系统影响下变性为温带气旋。对于发生并完成变性的热带气旋,其西北侧始终有明显的位涡梯度存在,而且在环境中有明显的水汽输送通道。      

“相空间”方法判断西北太平洋热带气旋变性适用性研究

大部分热带气旋进入中纬度地区都会发生向温带气旋的转变。这一变性过程会造成强降水和大风，并且移速增快，因此给中纬度地区造成很大的灾害。西北太平洋地区热带气旋变性是一个与中纬度系统相互作用的复杂过程，判断其变性与否是一个关键性问题。详细介绍了判定TC变性的“相空间”方法，该方法包含了三个参数：对流层低层热力对称性参数、高层热成风参数、低层热成风参数。使用“相空间”方法对2000—2007年间西北太平洋地区TC的变性过程进行统计分析，以验证此种方法在西北太平洋地区的适用效果。结果表明，“相空间”方法对判定西北太平洋地区TC有一定指示作用，但该方法作为业务应用还存在一定问题。     

利用雷达回波特征和地面资料确定热带气旋强度

1引言在热带气旋监测预报中，有经验的预报员，一般都能根据不同热带气旋的回波结构，定性地判断热带气旋强度，但怎样认定性地判断提高到定量地确定热带气旋强度，这个问题，关键在于怎样选择与热带气旋强度有密切关系的回波特征要素和地面资料要素。本文以1983～1993年对影响珠江三角洲附近地区11个热带气旋的雷达回波资料和地面资料，用相关法筛选出6个能描述热带气旋强度的因子，尝试制作一种可用人机结合定量确定热带气旋强度的方法。2选择与热带气旋强度有密切关系的因子根据历年热带气旋各时次强度所对应的雷达回波要素和地面资料要…     

热带气旋过程(动态)相似路径选取

热带气旋路径相似预报在目前的业务预报中仍占有很重要的地位，本系统采用各种历史资料及实时资料，结合主要天气系统和５００ｈＰａ数值预报形势场，选取热气旋路径０小时、２４小时、４８小时的相似个例，即它不但可以用实况场选取热带气旋的相似过程，而且可以根据数值预报形势场（包括预报热带低压位置）来动态的选取相似过程。     

模糊神经网络方法在热带气旋强度预报中的应用研究

以1960-2007年共48年6月份西行进入南海海域的热带气旋样本为基础, 将热带气旋中心附近最大风速作为台风强度, 以气候持续预报因子作为模型输入, 采用模糊神经网络方法, 进行了热带气旋强度预报模型的预报建模研究。结果表明, 对175个独立预报样本模糊神经网络方法的南海热带气旋强度24 h的预报平均绝对误差为3 m·s-1。另外, 根据相同的热带气旋样本及预报因子, 还进一步将该预报方法与国内外普遍采用的气候持续法热带气旋强度预报方法进行对比分析, 结果表明, 气候持续预报方法的预报误差明显偏大, 独立样本强度预报平均绝对误差为4.54 m·s-1。     

利用海气耦合模式预测的大尺度环流进行热带气旋年频数的预测试验

基于对热带气旋生成频数和大尺度环流相关关系的分析,利用SINTEX-F海气耦合模式预测的大尺度大气环流信息,通过提取模式预测较好与热带气旋生成密切相关的有用信息,建立了一个基于动力模式预测结果的南海和西太平洋热带气旋年频数预测模型,并对1982—2010年的热带气旋生成频数进行预测试验与检验。SINTEX-F海气耦合模式能够较好预测部分与热带气旋生成密切相关的大尺度环流特征,其中包括热带气旋活动区域的海平面气压、对流层风垂直切变、850 hPa热带辐合带和850 hPa 90 °E附近的越赤道气流。利用这些大尺度环流建立的预测因子与热带气旋生成频数有很好的相关关系,利用这些预测因子建立的多元回归预测模型对热带气旋频数的拟合率为0.8(相关系数,超过99.9%的信度检验)。预测模型的交叉检验结果表明模型整体预测效果较好。交叉检验预测结果与实况热带气旋频数的相关为0.71(超过了99.9%的信度检验),距平同号率为82.8%。但模型对热带气旋异常年的预测误差较大。      

影响南宁热带气旋路径统计特征

利用1965～2003年39年资料,对比分析了影响广西与南宁的热带气旋影响频数与路径异同,得到影响南宁市的热带气旋气候统计分布特征,供南宁市热带气旋路径预报时参考.     

影响广西的热带气旋年频数的BP神经网络预测模型

对影响广西的热带气旋(TC)年频数与大气环流的关系进行分析表明,TC年频数与全球范围大气环流异常有密切关系,特别是春季南半球中高纬度环流异常和低纬越赤道气流异常.利用相关分析从春季全球大气环流场中选择初选预报因子,然后对初选预报因子作EOF展开构造综合预报因子,运用BP神经网络方法建立TC年频数预报模型,并对所建立的模型进行独立样本试验.结果表明,该预报模型对历史样本拟合精度高,试报效果优于传统的逐步回归模型,可在汛期预测业务中应用.