气象预报服务效益评估方法研究——以暴雨预报服务为例

暴雨是江苏的重要气象灾害之一,为了对暴雨预报气象服务效益作出恰当的评估,我们设计了预报准确率V、预报服务覆盖率P、预报服务时效率N、可能预防能力Z等四个指标,给出了定量评估暴雨预报气象服务效益的数学模型,并且用实例说明了该模型的实用性和可操作性.预报服务覆盖率、预报服务时效和预报准确率与服务效益成正比,各个因子都会很大程度上影响服务效益值.预防能力越强,气象服务的效益越大,这也说明了气象预报只是一种信息,信息价值的体现还在于应用信息群体的决策和防御能力.     

沙澧河流域防汛气象预报服务效益评估方法

为了便于沙澧河流域防汛气象预报服务效果的比较和评判,进一步提高服务水平,从预报准确率、预报服务覆盖率、预报服务时效率、可能预防能力等4个方面对气象服务效益进行评估,给出了定量评估的方法.其中,预报服务时效和预报准确率是决定防汛气象预报服务效益大小的因子,这两个因子具有可提高的潜力,是提高气象服务水平和防汛效益的研究重点.预报服务时效和预报准确率同时提高才能取得更好的效益,任何一面都是不可忽视的.     

气候分析方法的应用

(一)“气候分析”方法应成为目前向外发布长期预报的主要依据长期预报是气象为国民经济服务的一个重要方面,提供准确的长期预报,在经济建设中会取得很大的经济效益。不断总结改进预报工具、方法,提高长期预报准确率,是我们气象工作者的一个重要任务。由于目前预报原理没有明显的突破,所以要从理论的高度去总结那些方法、工具有效是比较困难的。但是回顾总结一下     

北京地区1～4天花粉浓度预报的应用研究

漂浮在大气低层的植物花粉颗粒,可引发花粉过敏人群的免疫变态反应,也是一种常见病多发病,随着城市绿化系数的增大,近年来有加剧的趋势。使用北京市城区及周边郊县共计7个站点,1999—2005年度(3月1日至9月30日)逐日大气底层花粉实测浓度和同步地面气象资料,应用正交筛选回归方法,建立了不同站点1～4天花粉浓度的预报模式(均通过了F_a=0.01的F统计检验),经业务试验,效果较好,可为首都医院的变态反应门诊及花粉过敏患者提供花粉预测和预防服务。     

气象因子相关系数矩阵的计算及应用

在建立包含基本气象资料、区域自动站降水资料、高空环流指数和数值预报产品格点资料等多源信息的Access数据库基础上,应用VB6.0编程,通过计算气象因子之间的相关系数矩阵等方法,研究应用于强降水一致区的划分、建立关键气象因子的预报方程并开展集成预报。结果表明,在专业气象预报服务中准确率达75%,实现从预报因子普查-预报模型建立-气象信息发布的自动化,提高气象预报科技服务的效率。     

新疆15个地州首府城市最高最低温度预报检验

利用客观统计方法,对2009—2012年新疆15个地州首府城市最高最低温度预报进行检验。结果表明:(1)15个站最高温度预报准确率高于最低温度,最高最低温度的预报准确率均呈逐年上升趋势。(2)最高最低温度预报准确率随预报时效的延长而降低,克拉玛依、吐鲁番、和田、阿图什、喀什和哈密6个站24、48、72 h预报准确率都高于平均值。(3)温度预报夏秋季好于冬春季,其中最高温度预报夏季最好,冬季最差;最低温度预报秋季最好,春季最差。(4)2012年冬季,15个站预报员主观预报与中央台指导预报的最高最低温度SST平均值基本相同,正负技巧的站点数持平,但站点差异比较大。克拉玛依、阿图什温度预报准确率高于中央台指导预报,且正技巧较高;阿勒泰、阿克苏预报准确率低于中央台指导预报,且负技巧较大。     

北京奥运期间场馆精细预报应用及分析

基于2008年8月1—24日国家体育场、顺义水上中心等5个奥运场馆自动站的5种地面气象要素(气温、相对湿度、风向、风速、和3小时累积降水量)的观测资料,对SVM和HPFF客观预报方法以及预报员在客观方法基础上制作的3天逐3小时预报产品进行检验评估。结果表明:(1)两种客观方法相比较,HPFF方法对于预报连续变化的气象要素(如气温、相对湿度)的精细预报比SVM方法更有优势,预报技巧要高;而对不连续变化的变量(如:风向)的预报技巧低于SVM方法。总体说来,HPFF方法比SVM方法的精细要素预报技巧高一些。(2)预报员对于5种气象要素的预报技巧略高于客观方法。体现了预报员对客观方法的修正能力。(3)0～12小时预报时效内,预报员气温预报平均绝对误差约为1.2℃,气温|F-O|≤1℃的预报准确率在57%上下;相对湿度预报平均绝对误差约为7%,相对湿度|F-O|≤10%的预报准确率约为74%;风向预报准确率约为30%;风速预报平均绝对误差为1m.s-1左右,预报准确率在92%左右。(4)12～63小时预报时效内,预报员气温预报平均绝对误差约为1.7℃,气温|F-O|≤1℃的预报准确率在36%上下;相对湿度预报平均绝对误...     

多模式温度集成预报的检验分析

该文利用C#程序语言逐日读取欧洲数值预报模式(Ec)、中国数值预报模式(T639)、德国天气在线(ZX)、美国天气(MG)、中国天气(ZG)、中央气象台指导预报(ZY)6家模式预报的日最高气温(Tg)和日最低气温(Td)预报值,建立预报数据库。使用LINEST函数对Tg和Td做多元回归分析,得出6家模式的集成预报结果,结果表明:集成预报(JC)比6家模式预报准确率都高;同时,建立本地化订正方法,将原6家模式Tg和Td进行订正后再集成,结果表明:订正后的集成比直接集成准确率提高了0%～4%,说明订正方法的使用对提高气温预报准确率有一定的效果。另外,通过对各家模式预报结果和集成预报结果的检验分析,不仅为预报员择优使用数值预报产品提供参考依据,也为数值预报产品释用提供一定的参考方法。     

提高县区局天气预报准确率的思考

随着天气预报服务平台建设、预报技术改进、预报信息的丰富等快速发展变化,县区局预报服务的精细化和准确率仍然相对较低,特别是灾害性、关键性、转折性天气预报水平和服务能力远不能适应地方经济发展需求,围绕农业、果业、交通运输、城市环境、重点项目建设等服务领域过于单调     

北京奥运演练精细化预报方法及其检验评估

2007年北京奥运演练期间精细化场馆客观预报方法,即支持向量机方法(SVM)和半周期函数拟合(HPFF)预报方法,为场馆精细化预报产品的制作提供了有力的技术支撑.利用2007年8月1-26日国家体育场、顺义水上中心等5个奥运场馆的5种地面气象要素(气温、相对湿度、风向、风速、和3小时累积降水量)观测资料,对SVM和HPFF客观预报方法以及预报员在客观方法基础上制作的3天逐3小时预报进行了检验评估.结果表明:(1)两种客观方法相比较,HPFF方法对于预报连续变化的气象要素(如气温、相对湿度和风速)的精细预报比SVM方法预报技巧高;而对不连续变化的变量(如:风向)的预报技巧低于SVM方法.(2)预报员制作精细要素预报在很大程度上依靠客观方法.预报员对于气温、相对湿度和风速的预报技巧略高于客观方法,对于降水和风向的预报技巧与客观方法相当.尽管预报员对客观方法的修正能力比较有限,但具有对两种客观方法结果做出择优选择的综合判别能力;(3)预报员0～63小时气温预报平均绝对误差约为1.8℃,气温预报误差≤1℃的准确率在43%左右,预报误差随预报时效变化不大;0～24小时相对湿度预报平均绝对误差约为10%,相对湿度预报误差≤10%的准确率是60%,误差随预报时效而有所增大;0～63小时风向预报准确率约20%,预报准确率随预报时效变化不大;0～63小时风速预报平均绝对误差在0.8～1.4m·s-1之间.     

春季花粉及其观测技术

根据花粉在空气中播散的特点,合理选取花粉浓度监测站及花粉浓度观测方法。简要介绍了花粉观测中暴片、染色、镜检计数的步骤,操作过程及技术要点,列举了春季常见的致敏植物花粉的特征及鉴别方法。     

北京城区8月日花粉总数量和致敏花粉数量短期预报

对北京城区1983~1986年和1998~2003年8月逐日花粉总数量和致敏花粉数量的分析发现,北京夏秋季花粉日数量在“立秋”节气的前、中期呈缓慢增加趋势;在“立秋”节气的后期迅速增加;当进入“处暑”节气,日花粉总数量增长到峰值,并居峰值左右摆动。利用统计方法建立不同天气分型条件下以时间序列为因子的日花粉总数量和致敏花粉数量的短期预报模型,编制了日花粉总数量和日致敏花粉数量短期预报的软件操作平台,自动读取分型因子,制作出未来24 h北京花粉总数量和日致敏花粉的预报产品。     

作物花粉自动采集传感器的研制与定标

作物花粉自动采集传感器通过ARM（advanced RIS Cmachines）控制简易机械臂操作采样平台上的载玻片捕获空气中自由扩散的花粉粒子,并将载玻片置于生物显微镜下,通过CMOS（complementary metal-oxide-semiconductor）视频传感器将生物显微镜生成的光学图像转换成数字图像,经嵌入式ARM单片机计算处理并存储。利用外场实测资料和标准医用血球计数板,对仪器进行几何尺度标定及载玻片拍摄抽样定标。仪器光学放大倍数F定为328,视场真实面积S为1.516mm2,当拍摄抽样数N为50次时,花粉密度相关系数大于95%。当抽样精度一定,花粉浓度大时,可适当减少抽样数目。体积较小的水稻花粉需要拍摄抽样40次,而体积较大的玉米花粉则需要拍摄抽样80次。因系统几何失真引起的光学放大倍数F随显微视场半径变化,使得实测取样面积误差最大可达13.75%。     

花粉浓度预报

重点探讨气候和植物对空气中花粉浓度的影响。通过对天津市河西区气象铁塔站、和平区南京路站1999年4月－2000年10月花粉观测资料分析表明：一年中花粉浓度有明显的周期性和季节性。经统计分析得出：当日花粉实况、气温日较差、日平均气温距平与未来25小时花浓度相关显著，用基作因子分别建立了春季、夏秋逐日花粉浓度预报主程，复相关系数分别为0．73和0．76，均通过F检验。同时利用降水、风、云量气象要素以及植物物候加以订正，作花粉浓度预报效果很好。     

基于哨兵2A数据的北京松柏分布及花粉致敏风险评估初步研究

开展北京松柏植被的高分辨率空间信息提取及其花粉致敏风险评估对花粉浓度监测及预报具有重要意义。本文利用2019—2020年冬季304景高分辨率哨兵2A号（Sentinel 2A）卫星影像,引入新型增强型归一化植被指数（Enhanced normalized Vegetation Index,EVI）和地表水分指数（Land Surface Water Index,LSWI）,开展了10 m空间分辨率的北京松柏植被分布制图研究;同时依据风险评估原理,结合2020年北京松柏花粉浓度观测数据,建立了基于松柏植被分布的花粉致敏风险空间评估方法,并初步开展了影响松柏花粉浓度范围与花粉致敏风险空间评估研究。结果表明：①基于冬季合成晴空Sentinel 2A卫星影像,利用EVI和LSWI可有效提取北京10 m空间分辨率的松柏植被分布,用户精度可达80%以上;②松柏花粉观测站14 km范围内松柏植被对该站花粉浓度具有正贡献,其中6 km范围内的松柏植被贡献最大;③松柏花粉致敏相对高风险区主要分布在西北部山区、昌平北部以及门头沟东部、石景山西北和海淀西南等地区。     

北京城区花粉数量天气条件分析

通过对北京城区花粉的监测数据和同期气象条件的分析，发现旬花粉数量与同期平均气温、平均湿度的关系比较密切。由此建立旬花粉数量的预报方程，为城市花粉过敏症群体提供客观定量的参考数据。     

天津气传花粉预测模型研究

使用1999～2004年3～10月天津市河西区铁塔花粉监测数据和同地点的气候观测站(54517)气象资料,进行了天津市72h气传花粉浓度预测模型研究。设计了全花粉季、分季节(春、夏、秋)、分阶段的3种不同预测方案,利用多元线性和非线性回归技术分别建立了花粉预测模型,并对各个方案及预测模型进行了对比分析。结果发现,除夏季以外,多元非线性预测模型优于多元线性回归预测模型,分阶段预测方案优于全花粉季和分季节预测方案,且预测准确率也随之提高。     

Pollen Viability for Air Pollution Bio-Monitoring

Biological characterization of Corylus avellana L. and Pinus nigra L. pollen samples was carried out to determine the actual value of pollen as a bio-indicator of the effects of atmospheric pollution, using samples from plants naturally developed in sites controlled for air pollution. In Trentino (North Italy), we selected six stations at three different levels of air pollution, which are constantly monitored with automatic gauges by the Environmental Protection Agency of Trento.First results showed that pollen viability of both species, germinability and pollen tube length of P. nigra, were higher in areas with no road traffic compared to heavy traffic ones. Pollen viability of P. nigra was positively correlated to ozone (O₃) concentrations and altitude but negatively to sulphur dioxide (SO₂), particulate matter with a diameter less than 10 m (PM₁₀), nitrogen oxides (NO_x) and nitrogen dioxide (NO₂) concentrations.     

花粉浓度等级划分探讨

随着环境气象服务的拓展,开展花粉预报的省市地区逐年增加,但花粉预报等级在国内尚无统一标准,影响服务效果。为了使花粉浓度预报客观化规范化,根据全国29个省市花粉调查数据,按华北、东北、华东等七大区域进行了花粉季节变化规律分析。利用天津市2001—2005年、武汉市1994—1995年花粉观测资料和同期花粉过敏患者病例,进行了花粉浓度与发病率的相关分析,依据不同种类植物花粉致敏性的强弱,分别按木本植物和草本植物进行了花粉浓度等级划分,共分为低、较低、中等、较高、高5个级别。结果表明花粉浓度与发病率等级有较好的一致性。虽然用花粉浓度的高低不能精确地表示发病率的高低,但基本可以表征花粉症的发病趋势。此等级标准在实际应用中既方便而且又非常有实际意义。