沈阳市短期气候统计预测模式的补充订正预测方法

短期气候的统计预测模式目前仍是省以下进行预测的主要方法。由于气候变化和气候影响变化复杂,是多因素影响的结果,所以统计预测模式选用几个主要影响因子,只能解决大多数样本的普遍性预测,对少数异常样本的特殊性预测能力很差,而少数异常样本又多是气候灾害年,是我们的预测重点;多个相互独立的统计预测模式,在应用时又常常互相矛盾,使预测无所适从。为此我们提出了统计预测模式和补充订正方法相配套的预测思路,可以克服以上缺陷,使预测准确率明显提高。通过沈阳市的补充订正预测实验,气候灾害年的预测准确率可提高30％以上。在…     

沈阳市短期气候统计预测模式的补充订正预测方法

短期气候的统计预测模式目前仍是省以下进行预测的主要方法。由于气候变化和气候影响变化复杂,是多因素影响的结果,所以统计预测模式选用几个主要影响因子,只能解决大多数样本的普遍性预测,对少数异常样本的特殊性预测能力很差,而少数异常样本叉多是气候灾害年,是我们的预测重点;     

论突破季度气候预测难题的可行性

虽然国内外均高度重视季度气候预测研究,可是近数十年来利用动力季度预测模式作出区域气候预测的技巧评分仍然很低,这限制其在气象服务中发挥作用.作者认为应考虑预测因子与预测对象的时-空尺度匹配问题.一些动力季度预测模式设计得很复杂细致,但无法解决瞬时初值场在计算积分中出现的混沌现象.建议深入研究气候分析统计方法中大量采用的隔季遥联,动力季度预测模式若和气候分析统计方法有机结合,可能会取得突破性进展且具有相当的可行性.     

动力-统计客观定量化汛期降水预测研究新进展

汛期降水预测是短期气候预测的重要内容之一,也是难点之一。近20年来,动力-统计相结合的预测方法在解决这一复杂的科学难题方面取得了一定进展。该文系统地介绍了近年来国家级气候预测业务中关于动力-统计客观定量化预测的原理、最优因子订正和异常因子订正两类预测方案,及动力-统计集成的中国季节降水预测系统 (FODAS1.0)。2009—2012年的汛期降水预测中,动力-统计客观定量化预测方法4年平均PS评分为73,距平相关系数为0.16,体现了较高的预报技巧。但该方法仍存在不足,需通过加强气候因子与降水之间关系的诊断分析、完善短期气候模式的物理过程、改进参数化方案及研发有针对性的区域气候模式等手段,进一步提高模式本身的预报技巧,使动力-统计预测方法在汛期降水预测中发挥更大作用。     

中国气候预测研究与业务发展的回顾

天气预报是指一周内至两周时间尺度的气象预报,而月季及以上时间尺度的预报则属于气候预测范畴。中国的气候预测起步很早,无论在研究工作中还是在业务应用上都取得了显著成就。文中扼要回顾了这些研究和业务发展成就,重点包括:对于季风和梅雨、寒潮的早期认知和后期研究发现、早期气候预测业务发展概况、动力气候预测的早期探索、动力-统计气候预测方法的研制和应用、气候预测模式的发展以及初始化和多模式集合预测、东亚气候系统变异的全方位探索、气候预测范畴的不断拓展和气候预测研究的不断创新。也对未来气候预测研究和业务发展提出了几个重大挑战性课题,涉及不同时间尺度气候变异过程之间的相互作用、季节内至年代际气候预测、气候系统模式及初始化、动力-统计相结合的气候预测方法等方面。      

读图

用气候和土地利用模式解析生态系统功能德国等多国学者在研究气候和土地利用与热带山区生物多样性联系时,用5个气候和土地利用强度(LUI)模式组合,与非洲最大的Kilimanjaro山脉的30个生态功能指示因子建立联系。图中给出所有生态功能的     

我国现有短期气候业务预测方法综述

对我国短期气候业务预测方法的综合分析表明 :我国现有的短期气候业务预测经验和统计方法仍是主要的 ;物理因子和前兆强信号结合天气气候学分析的概念预测模型方法在业务预测中发挥重要作用 ;动力模式预测方法在业务预测中取得一定效果 .随着动力模式的进一步发展 ,短期气候业务预测将逐步走向以动力模式客观预报为指导预报的新阶段     

古气候模拟

古气候模式与现代气候模式控制因子不完全相同,有的因子在现代气候模拟中可以不考虑,但是在古气候模拟中则是必不可少的,例如轨道参数、大气中温室气体的浓度、大陆冰盖、大洋热盐环流等。而且,随着模拟的时间尺度不同,这些因子的作用也不同。评价古气候模拟,可以从3处着眼:气候变化的方向、幅度和速度。但是,长期以来古气候模拟仅仅涉及到前两个问题,也就是研究气候对外强迫的平衡响应。集其大成者是古气候模式比较计划(Paleaoclimate Modelling Intercomparison Project,     

MSSA-SVD典型回归模型及其用于ENSO预报的试验

文中提出了一种基于多通道奇异谱分析 (MSSA)的广义典型混合回归模式。其基本思想是 ,利用MSSA SVD提取预报因子场和预报变量场的显著耦合振荡信号 ,对它们的前几个显著典型分布型建立多元线性统计气候预报模式。经对Nino海区各季海温距平所进行的短期气候预测试验表明 ,其预报效果优于其它统计预报方案 ,从而为探索ENSO预测方法提供了一种新的思路     

三级相关相似统计方法在短期气候预报中的应用

目前 ,基层气象台站在进行短期气候预测 (长期天气趋势预报 )时 ,通常采用统计学方法。即从本站历史气象资料中筛选出能反映短期气候特征 (冷、暖、干、湿 )的气象因子 ,采用相关、相似统计方法 ,对未来天气趋势作出预报。在多年的预报实践中 ,笔者非常重视前期气象因子变化与后期长期天气趋势的关系 ,并将前期气象因子变化看作气候背景。而反映气候背景的气象因子 ,不仅其时间长度的选择可以不一样 ,而且其相关的统计方法也各异。如对上年雨量偏多而言 ,就可以用年雨量或某一个时段的雨量来描述。再如在进行相关统计时 ,蕲春县局多采用简单…     

第七讲 气候状态变化的预测模式

第七讲　气候状态变化的预测模式黄嘉佑（北京大学地球物理系，１００８７１）研究区域气候变化规律的目的是为了对它未来变化状态作预测或估计，本讲着重介绍如何在得到它们的变化规律性基础上．利用各种模式或模态，进一步作预测的方法。１趋势预测指长尺度的气候远景预...     

气候场的主分量逐步回归预测模型及应用

提出一种气候场的主分量逐步回归预测模型,该模型将气候场的预测变成对该场主分量的预测。提取对气候场变化有重要影响的500 hPa高度、太平洋及印度洋海温和全球海平面气压等含不同区域不同季节的因子场的前若干个含高信息量的优质主分量因子。通过相关筛选和双重检验逐步回归,建立气候场的主分量的预测方程,由此就建立气候场与多个因子场之间的联系,但是模型却仍然保持着两个场相关的特点。根据气候场的特征向量的近似不变性,将其与主分量配合进行反算,从而得到气候场的预测。以广东汛期降水预测作为试验例子,计算了它的主分量,分析了它的时空分布特征及分类,对2003—2005年的分布作预测并与实测分布作比较及进行误差检测,发现预测效能显著。有关预测的年限、区域范围、要素和因子的物理背景等问题有待进一步研究。     

达州伏旱强度预测技术研究之二

应用北太平洋海温资料,分析了达州盛夏雨量和伏旱强度与海温的联系,在北太平洋海温与达州伏旱气候非同步联系的基础上,通过多时次多因子EOF选代方法进行了达州盛夏雨量和伏旱的短期气候预测,独立预报试验和实际应用表明:以前期多时次海温因子,建立达州伏旱EOF迭代预测方法,具有一定预报技巧和明显的应用价值。     

多模式集合优选方案在淮河流域夏季降水预测中的应用

基于国家气候中心提供的1981—2010年4种季节气候预测模式的资料,将两种互为补充的降尺度因子挑选方案应用于淮河流域夏季降水预测,利用距平符号一致率ASCR、等级评定PG、距平相关系数ACC方法,评定了每种模式及其所采用的两种降尺度方法对淮河流域夏季降水的预测效果,并采用了一种优选方案进行多模式集合。结果表明,从4种模式的降水预测效果来看,NCEP_CFSv2和TCC_CPS1模式的评分较高,NCC_CGCM1和ECMWF_SYSTEM4模式相对较低;采用2种基于最优子集回归的降尺度方法后,NCC_CGCM1、TCC_CPS1和ECMWF_SYSTEM4模式的降尺度方法相对于模式降水预测为正订正,NCEP_CFSv2模式为负订正;将模式和降尺度预测方案进行优选,其集合平均的评分不仅高于模式降水预测的集合平均,也优于降尺度方法的集合平均,该方法发挥了不同模式的区域性优势,改进了原始集合平均的效果,为提高多模式解释应用水平提供了一种参考性方案。      

跨季度气候距平数值预测试验

本文报导我们用海气耦合模式所进行的两次跨季度气候距平数值预测试验:一次由1988年秋季(9月)开始预测至翌年初夏(5月),另一次由隆冬(1989年1月)开始预测至8月,预测时效均超过半年,其结果是令人鼓舞的。 我们经过分析认为,作跨季度气候预测必须用耦合模式。本试验中我们采用大气物理研究所的大气环流模式和大洋环流模式,其中的大气环流模式能较好地模拟出全球气候状态,尤其是夏季形势及东亚季风区的季节突变现象;大洋环流模式消除了“刚盖近似”,模拟得到的海表层洋流、水温及海表热通量、上层海洋热贮存率等都比较接近实况。在进行耦合积分时,初条件取自观测得到的月平均大气环流资料和海表温度场(SST)及经协调性积分后的模式海候场,采用海洋、大气非同步耦合方案;同时,对海气相互作用各项进行订正,以消除模式气候场和海候场的系统性偏差。 这两次试验的初始场反映出太平洋有大范围和较强的海表温度距平(SSTA),是典型的La Nino(即反E1 Nino)现象。试验结果表明:环流形势季节转换、SSTA的维持及演变(如1989年5月以后La Nino的终止)、东亚地区各月和季度降水距平等大形势分布的预测都可以说是成功的。这似乎说明,当有较大范围和较强的大气或海洋环流形势异常(如SSTA)时,包括环流异常演变和降水距平在内的跨季节预测是可能的,但要达到实用地步,模式以及耦合方案须大加改进,观测系统也应完善,四维分析(尤其是用于海洋环流的资料同化)方法也要研究。此外,用耦合模式作出的数值预测同由统计方法、相似方法以及其它天气-气候分析研究所得到的预报因子等结合起来,作跨季度的降水距平预测也许更为有效。 另外,我们还在本试验中,用数值模拟方法进行了跨季度降水异常机理研究,肯定了一些天气-气候分析研究所得到的结论。     

关于西太平洋台风气候变异和预测的若干研究进展

在概述近几十年来关于大气环流和海温等条件与台风活动关系方面以中国学者为主的研究之后，重点介绍了最近关于西太平洋台风气候年际变异和预测研究的若干新的进展。主要包括:西太平洋台风活动频次和登陆中国台风的气候年际变化特征，以及从动力数值模式和动力统计方法两个方面如何进行台风气候的预测。关于台风气候的年际变异，重点介绍了有关台风气候年际变异和南极涛动、北太平洋涛动、北太平洋海冰覆盖面积指数以及西太平洋暖池热状态之间的联系。关于台风气候的动力数值预测，介绍了基于中国科学院大气物理研究所的气候模式所进行的第一个针对西太平洋台风气候的预测试验结果。本文还介绍了一个动力统计预测模型及其回报情况。     

中国夏季降水预测因子潜在技巧分布图及应用

影响我国夏季汛期降水异常的因子繁多,不同因子之间复杂的相互作用制约我国夏季降水季节预测水平。目前动力模式对降水预测技巧水平较低,如何开发客观统计预报方法,提高我国夏季降水预报技巧依然存在挑战。该文基于最小二乘法拟合和交叉检验方法,提出一种搜索预测因子潜在预测技巧的方法（潜在技巧分布图）,并基于该方法开发预测因子自动选择器,建立中国夏季降水异常自动统计预测模型。与传统线性相关分析相比,潜在技巧分布图不受极端气候事件影响,可直观展现具有显著预测技巧的前兆信号,而预测因子自动选择器则能从潜在技巧分布图中自动筛选最优预测因子,获得逐年不同的预测因子,更符合中国夏季降水异常影响因子多样性的客观事实。在完全剔除预测当年信息的回报试验中,该预测模型对1999—2019年中国夏季汛期降水异常的历史回报技巧明显高于动力模式。通过方差订正,历史回报降水的PS评分从71.00分提高到82.10分,显示了该模型的潜在预报潜力。     

基于东亚冬季风指数的安徽省冬季霾预测研究

东亚冬季风强度与中国中东部冬季霾日数的变化在年际尺度上密切相关,这为霾的短期气候预测提供了可能的物理因子。利用NCEP/NCAR再分析资料和安徽省1980-2016年气象观测数据,采用统计分析方法研究安徽省1月霾日数与同期不同东亚季风指数的关系,确定了安徽省不同区域冬季霾的主要季风指数预测因子,建立安徽省冬季霾的月尺度预测模型,并进行了验证。结果表明:(1)1月气候霾日数与6类东亚冬季风指数均呈反相关关系,其中淮河以北、江淮之间两个区东亚大槽强度指数与气候霾日数的相关系数在各项指数中最高,沿江江南为西伯利亚高压强度指数与气候霾日数的相关系数在各项指数中最高。(2)不同分区建立的1月气候霾日数的预测模型均通过了α=0. 01的显著性水平检,验证结果表明,霾日数预测等级与实况等级基本一致,各区均未出现预测错误的情况,表明模型具有较好的预测表现。(3)在安徽省冬季霾实际预测业务中,相比NCEPCFS2模式输出的环流预报场,ECMWFSYSTEM4模式输出环流预报场的预测效果更好。     

“全国预报预测业务系统建设(新疆气候中心)”项目

正一、立项背景2014年中国气象局"省级客观化气候预测业务建设(一期)"实现了MODES1.0版本在全国推广业务应用,需加强动力学框架下的多因子综合动力一统计季节尺度气候预测客观业务系统建设。2014年我国的国家级和省级少数业务单位开展了月内强降温过程准业务预测。新疆季节预测技术的本地化应用以及强冷空气延伸期预测技术研究是新疆     

东北冷涡气候研究进展及展望

本文主要从东北冷涡气候研究角度,回顾和总结了东北冷涡在定义、主客观识别方法、气候特征、分类研究、影响因子、气候效应等方面的研究进展,并探讨了东北冷涡研究现状中存在的问题及未来可能的研究方向和发展趋势。识别与量化是东北冷涡气候研究的基础,客观识别结果的对比分析及其技术的完善是未来冷涡识别研究的重点。今后有针对性地开展不同类别东北冷涡的气候特征、异常成因及气候影响等,深入探究东北冷涡与影响因子相互作用的物理机制,科学客观的定量化预测,可为东北区域气候异常成因诊断和预测提供更精细、准确的科学依据。