动力相似预报的策略和方法研究

为了在现有模式和资料条件下有效提高数值预报水平, 深入开展了动力相似预报(DAP)的策略和方法研究. 提出“利用历史相似信息对模式预报误差进行预报”的新思路, 从而将动力预报问题转化为预报误差的估计问题, 并发展了一种基于相似误差订正的预测新方法(FACE). 进一步将FACE应用于业务海气耦合模式的跨季度预测试验, 夏季平均环流和降水的预测结果表 明, FACE能在一定程度上减小预报误差、恢复预报方差、提高预报技巧. 此外, 敏感性试验显示, 相似的个数、选取变量和度量标准都对FACE预报有显著影响.     

大同—阳高地震现场分析预报工作的回顾

回顾了１９９年大同－－阳高地震现场进行分析预报工作的情况,叙述了预报强余震制定地震类型、进行后期安全预报的作法,指出要搞好现场分析预报工作,需要思想上立足有震、应迅速编制现场地震目录、现场分析预报应以测震学方法为主、要保持不同时段分析预报人员的合理结构、努力做好现场工作记录等。     

基于全球集合预报的西北太平洋热带气旋预报的评估和改进

西北太平洋热带气旋在2018年7~8月间的预报,特别是在上海登陆的温比亚(2018)、安比(2018)和云雀(2018),给数值模式和预报均带来巨大的挑战.文章基于ECMWF和NCEP的集合预报对这些热带气旋的预报技巧进行了分析.结果表明,ECMWF的集合预报对热带气旋路径和强度的预报技巧高于NCEP的集合预报.对于在上海登陆的三个台风,ECMWF的集合预报对温比亚(2018)和安比(2018)的强度预报技巧优于NCEP的集合预报,但两者对云雀(2018)在峰值附近的强度预报技巧都较低.为了提高集合预报对热带气旋的预报技巧,文章提出了一种集合预报成员的适应性权重估计方法.该方法利用集合成员的预报场和分析场相对于观测的距离,适应性地估计集合成员在集合平均中的权重.当适应性权重方法应用于ECMWF和NCEP的集合预报时,二者的集合预报对热带气旋路径和强度的预报技巧都得到了改进,并且ECMWF集合预报的改进要优于NCEP集合预报.     

基于误差分布估计的三峡水库入库洪水概率预报方法

准确、及时的入库洪水预报,对三峡水库综合效益的发挥和长江流域水旱灾害防御、水资源利用、流域综合管理等具有重要作用。基于预报误差的最优分布估计和分布函数动态参数假定,提出了一种三峡水库入库洪水概率预报方法,并进行了洪水概率预报业务试验。结果表明:本文所提方法科学可行,计算快捷,使用方便,便于在实时作业预报中应用推广;概率预报结果较确定性预报结果,在水量预报、预警效果等方面均有所改善,1～5 d预见期预报的确定性系数提高0.1%～3.4%,水量误差减少0.1%～4.8%,可为三峡水库实时调度提供更可靠的预报信息;所提出的三峡水库入库洪水概率预报业务化产品,可提供更多风险信息,为三峡水库的科学调度,尤其是洪水资源化利用提供更好的优化决策支撑。     

改进R值评分方法的一点更正及其多种用法

具体介绍了改进的R值评分方法的一点小小的更正,并说明在不同震级预报、长期预报、短临预报、全国或局部区域的预报中的使用方法,以及如何客观评价预报方法的优劣等。从而说明了改进的R值评分方法科学严谨,用途广泛,使用方便。     

风暴潮多路径预报的集合预报模式研究综述

集合预报技术是当今解决由台风路径预报误差引起的风暴潮预报误差最有效的方法之一。本文先后介绍了集合预报模式在国内外的研究现状、产品与研究方法。根据理论研究表明,建立符合台风风场特征的多路径集合预报风暴潮模型,可以有效提高风暴潮数值预报的精度。     

关于虚报汶、理、茂地区地震的总结

一、预报过程的回顾《1982年度关于预报汶、理、茂及其附近地区地震简表》给出了有关这次预报的历次主要会商会,根据会商会形成文件所载预报意见和主要依据。并由此表可以看到这次预报的大致过程: (1) 1981年11月年度会商提出了中期预报意见。     

大别山库区降水预报性能评估及应用对策

对降水预报进行性能评估及应用对策研究可以更好地发挥降水预报在水库调度中的决策支持作用.基于大别山库区近10 a汛期(2007—2016年5月1日—9月30日)24~168 h共7个预见期降水预报和地面降水观测资料,采用正确率、TS评分、概率统计、ROC曲线以及CTS等方法评估大别山库区降水预报性能,并以响洪甸水库为重点研究区域分析降水预报在水库调度中的应用对策.结果表明:1)大别山库区各量级的降水预报都有正预报技巧;24~72 h预见期降水预报的TS评分较高且空报率、漏报率也较低,具有较高的预报性能;但96 h及以上预见期降水预报性能明显下降,中雨以上量级空报率、漏报率较大,特别是对大暴雨及其以上量级的降水预报性能显著下降.2)大别山库区预报降水量级与实况降水量级基本符合,预报降水量级大于等于实况降水量级的概率超过75%;虽然降水预报量级上呈现出过度预报的现象,但降水过程预报对水库调度仍有较好的应用价值,应用时要考虑到降水预报量级可能存在偏差.3)转折性天气预报96 h及以上预见期CTS评分较低,但72 h以内预见期的性能明显改进,尤其是24 h预见期CTS评分也提高到了38.2%;水库调度可从长预见期的降水预报获取降水过程及其可能发生转折的信息,根据短预见期的降水预报进行调度方案调整.     

一个ENSO多模式集合预报系统介绍

厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o and Southern Oscillation,简称ENSO)是短期气候预测的主要可预报性来源.为提高ENSO的预报水平,我们构建了一个包含5个动力耦合模式的多模式集合预报系统,其中各个模式具有不同的复杂程度、参数化方案、分辨率、初始化和集合扰动生成方案,以尽可能全面地考虑各种不确定性对预报结果的影响.回报试验结果表明:多模式集合的预报效果明显好于任何一个单一模式,其显著降低了均方根误差,并提高了异常相关性技巧.该多模式集合的预报效果可以比肩甚至优于同期北美多模式比较计划中的ENSO多模式集合预报技巧.此外,多模式集合预报能够削弱“春季预报障碍”的影响,提供更为可靠的概率预报.实时预报能够提前六个月准确地捕捉到近期连续两年的拉尼娜事件,并且该系统从2022年4月开始的预报也显示出连续三年拉尼娜事件的可能性.总体来说,这一多模式集合预报系统能够提供比任何模式成员更加准确的确定性预报和概率预报.这些改进主要得益于:一方面不同模式之间的优势互补增加了可预报信息,另一方面该系统集合成员规模较大有助于更为合理地刻画预报不确定性的分布.     

地震预报意见的模糊评价

在地震预报工作中,关于预报能力和地震活动“正常”、“异常“的估计,目前主要依赖于已有的震例和预报实例,因此,对某一具体地震事件的预报成功与否以及对不同预报意见优劣的评定应有一定量标准。在过去的预报实践中,常有人对地震时、空、强三要素提出非常具体的预报意见。在众多的预报意见中,有些和以后发生的情况较接近,有些则相差很大。对于前者有时也还存在着种种争议,如预报有否确切的论据,是报对还是碰对等。下面从模糊数学的观点出发,讨论对预报意见的“给分“,以供比较。     

前言

为了便于在我省各级地震监测预报部门推广本省的地震预报经验,并能更集中地反映我省广大科技人员在地震前兆预报方法实用化攻关研究中取得的成果,经研究决定,以《四川地震》专辑的形式,汇总出版我省承担的地震前兆预报实用化攻关研究的各项(地震学、大地测量、定点形变、地下水动态、水化、地电、重力、地磁、地应力和综合预报)三级课题成果。由于篇幅所限,分两期发表。本期集中反映综合预报方法方面的研究成果,下一期将汇总各单项预报方法及有关预报评分方面的研究成果。     

我国地震监测预报研究的主要科学进展

回顾和总结了1966年邢台地震以来我国地震监测预报研究的主要科学进展,并将其归纳为建立了4个方面的基础,即: 地震预测预报的多学科观测基础;获取了一批中强以上乃至大地震资料的震例基础;建立了经验性预测方法和判据的经验预报基础;初步探索了地震孕育发生的地震预报理论基础。文中还阐述了我国20世纪90年代在长期预报、中期预报、短临预报的预报效能。     

热带气旋路径预报概率圆应用

热带气旋路径预报采用预报概率圆可以有效减少不可避免的预报错误,在2004～2007年中央气象台主观路径预报资料的基础上,使用统计方法并根据预报误差与热带气旋预报移动速度和移动方向的相关关系分类,分别计算了相应的24、48、72 h路径预报的70%概率圆半径,修改了原来业务中使用的概率圆半径,以期替代原来在业务中使用的概率圆半径。同时应用修改后的概率圆半径对近5年的路径主观预报进行了分析,给出了2004～2007年预报误差分布特点以及较大预报误差热带气旋个例的误差产生原因,并讨论了该方法改进的可能性。     

综合地质预报技术在岩溶区隧道施工中的应用

通过对地质分析法、地质雷达、红外探测,超前水平钻孔等超前地质预报技术在某隧道中岩溶预报中的应用研究,对比分析几种地质预报技术的特点,得到由多种预报手段综合而成的预报系统的实用性以及在指导施工方面的作用优于单一地质预报方法的结论,并对照实际开挖情况提出针对岩溶地质条件的施工建议.     

BMA集合预报在淮河流域应用及参数规律初探

以淮河流域吴家渡水文站作为试验站点,采用基于贝叶斯平均法(BMA)的集合预报模型处理来源于马斯京根法、一维水动力学方法、BPNN(Back Propagation Neural Network)的预报流量序列,通过分析BMA的参数以及其预报结果,对各方法在淮河典型站点流量预报中的适用性进行验证与分析.经2003—2016年19场洪水模拟检验可知,BMA模型能够有效避免模型选择带来的洪水预报误差放大效应,可以提供高精度、鲁棒性强的洪水预报结果.通过进一步比较各模型统计最优的频率与BMA权重值之间的相关性,发现权重值不适用于对单场洪水预报精度评定,而适用于描述多场洪水预报中,模型为最优的统计频率;基于大量先验信息,提前获取BMA的权重等参数,将是指导模型选择、降低洪水预报不确定性、改进洪水预报技术的有效手段.     

日本地震预报研究的特点概述

文章概述了日本地震预报研究的特点,包括强有力的预报体制、科学的预报思路、多种多样的预报手段,以及先进的技术装备等方面。     

水化学参量的中强地震中短期预报方法在河北及邻区的应用检验

应用“九五”子专题“水化学参量异常识别标志体系及预报方法研究”的研究思路、预报方法对河北省及邻区1983年以来的水氡观测资料进行了全时程扫描.在预报指标的使用过程中,根据本省的水氡资料特征作了适当调整.结果表明,“中期、短期异常预报跟踪方法”在河北及邻近地区中强地震前有较好的预报效果,预报效能R值评分结果表明,70%以上井孔的水氡资料通过R值检验,具有监测预报能力.     

数值模式延伸期可预报分量提取及预报技术研究

针对延伸期尺度的可预报分量,借鉴了CNOP相关算法,形成了在数值模式中提取可预报分量的实用方法和预报技术.从模式预报误差增长的角度将模式变量分为可预报分量和不可预报的混沌分量,将可预报分量定义为在预报时段内误差增长较慢的分量.基于现有的国家气候中心月动力延伸预报业务模式,建立了针对可预报分量的数值模式.同时结合历史资料有用信息,对数值模式的可预报分量,在历史资料的可预报分量中寻找相似场,降低了相似判断过程中变量的维数,进一步对可预报分量的预报误差进行订正.对混沌分量利用历史资料,通过集合预报方法得出其期望值和方差.数值试验结果表明,该方法能有效提高10～30天延伸期数值模式大气环流场的预报技巧,具有良好的业务应用前景.     

预防方法效能的模糊综合评价与序贯判定

本文综合考虑地震预报的三要素(震级、时间、地点),采用模糊集理论的综合评判模型,对预报的效果进行模糊综合评判。在综合评判的基础上,应用判定理论中的序贯分析原理,对多次预报的模糊综合评判的结果进行序贯判定。采用这种判定方法,平均可用最少的预报试验次数判定预报方法的预报能力。     

降雨输入对实时洪水预报精度与预见期的影响

针对降雨输入不确定性对实时洪水预报影响的问题,本文采用不考虑未来预报降雨、考虑未来预报降雨、考虑预报降雨的降雨量误差和降雨时间误差4种方法,以陕西省两个半湿润流域（陈河流域和大河坝流域）为研究区域,分析不同预见期和不同降雨输入情况下洪水预报的精度.研究表明：相对于不考虑未来降雨情况,考虑未来降雨后在预报预见期较长时对预报结果精度提升较大,在预见期较短时对预报结果精度提升不显著;暴雨中心位置不同对预报精度影响也不同,当暴雨中心位于流域下游时降雨量误差对流量预报误差影响更大;降雨量误差主要影响洪量相对误差和洪峰相对误差,且这种影响是线性的,对确定性系数的影响是非线性的二次函数,降雨时间误差主要影响峰现时间误差.