热带气旋相似和最大概率集成预报方法及其预报业务试用

利用建立在计算机系统的热带气旋历史资料，经反复试验提出了一套集热带气旋发生的日期相似、地理位置相似、路径相似和强度相似等相结合的挑选“最相似”热带气旋的方案；并利用所挑选的路径和强度“最相似”历史样本，分别对各预报时效的移动方向、移动速度和强度进行分级概率值统计，根据最大概率值选取相应的移向、移速和强度作为热带气旋路径和强度的预报。本方法已在计算机系统成功开发并投入业务试用，检验结果表明：本方法具有一定的预报能力，其输出的未来24、48、72小时的路径和强度预报对预报员有一定参考价值。     

热带气旋强度变化的cliper预报方案

—、前言对于热带气旋强度变化和台风的发生发展,前人已作了大量的分析和研究。但是,对于台风和热带气旋强度变化的客观预报方祛,研究得并不多。在这方面做得较早的有RL·Elsbrry等人,他们建立了预报台风和热带气旋强度的24、48和72小时变化的回归方程。近几年来林有任和笔者分别用统计和动力统计的方法对台风和热带气旋的强度变化的预报作了研究,并得到了客观预报方程。本文将用气候持续性方案对台风和热带气旋的强度变化作一些研究分析。     

综合评估环境场影响的热带气旋路径客观相似预报模式

提出一个综合评估环境场影响的热带气旋路径客观相似预报模式。模式应用热带气旋参数、初始和未来环境场，构造客观的相似判据。通过定义非线性的相似指数综合评估历史热带气旋样本在多元判据下的相似程度，从而找到相似样本。应用相似样本的历史路径进行坐标变换和相似指数的权重综合，得到预报路径。模式检验和预报试验表明该模式具有预报技巧。     

热带气旋强度变化的统计分析

对热带气旋强度变化的预报一直是实际预报工作中的一个薄弱环节,而这种强度的预报对于热带气旋所引起的天气状况的预报是十分重要的。但是,目前对强度变化的预报办法较少,其中一个很重要的原因,就是有关热带气旋强度变化的天气气候规律尚不十分明晰。为此,本文利用1949—1987年西北太平洋热带气旋的基本资料,对近二百个热带气旋进行了统计计算和分析,得到了一些有意义的统计事实。     

数值模式的热带气旋强度预报订正及其集成应用

提供热带气旋强度预报产品的业务数值天气预报模式有很多,并已表现出一定的预报技巧,为提高对模式热带气旋强度预报产品的定量应用能力,分析2010—2012年7个业务数值模式的西北太平洋热带气旋强度预报,发现预报误差不仅受到模式热带气旋初始强度误差的显著影响,还与热带气旋及其所处环境的初始状况有密切关系,包括热带气旋初始强度、尺度、移速、环境气压、环境风切变、热带气旋发展潜势等。根据这些因子与各模式热带气旋强度预报误差之间的相关性,采用逐步回归方法建立热带气旋强度预报误差的统计预估模型,并通过逐个热带气旋滚动式建模来进行独立样本检验。检验结果表明,基于误差预估的模式订正预报比模式直接输出的热带气旋强度预报有显著改进,在此基础上建立的热带气旋强度多模式集成预报方案相对气候持续性预报方法在12 h有28%的正技巧,在24—72 h则稳定在15%—20%,具有业务参考价值。     

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…     

热带气旋业务系统简介

1 业务系统和方法简介 　　1.1 华南台风业务系统 　　华南台风业务系统是广东省气象台于“八五”期间在DOS系统下开发的,与目前的支持系统不匹配.为适应业务发展的需要,省气象台在 WIN95(或NT4.0)操作系统下,重新研制了“热带气旋气候查询预报系统”. 主要功能有:地图和颜色设置功能、热带气旋历史个例资料和气候规律检索查询功能、实时和预报路径查询功能、实时热带气旋路径和预报位置、强度的编辑功能.……     

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。     

基于风雨影响评估的深圳市热带气旋数据库系统

风雨影响评估是热带气旋预报预警服务中的一项重要工作,而热带气旋风雨影响的历史气候数据是支撑这一工作的重要依据。以深圳为例,提出了建立热带气旋数据库系统的技术思路,该系统实现了以下几种功能:1)热带气旋数据的后台自动入库;2)关键区和相似离度相结合的相似台风的自动检索和风雨影响分析;3)直观展示广东沿海各市登陆的热带气旋的风雨影响气候概况;4)热带气旋风雨影响等级的自动提示。通过该系统,预报员可以高效、快速地查询历史相似路径或相同登陆点的热带气旋风雨影响情况,从而为分析当前热带气旋可能造成的风雨影响评估提供参考依据。     

人工智能技术的热带气旋预报综述(之一)——BP神经网络和集成方法的热带气旋预报研究和业务应用

热带气旋路径和强度的客观定量预报是当前热带气旋预报研究和业务预报工作中的重点和难点。简要介绍了有关热带气旋业务预报技术的研究现状,综述了人工智能神经网络技术方法中最广泛使用的BP神经网络模型、进化计算遗传算法—神经网络的热带气旋路径、强度集成预报方法,以及近十多年来,这些方法在实际业务预报中与国内外主要数值预报模式及其他客观预报方法预报性能的对比分析,指出了人工智能神经网络和遗传神经网络集成预报方法等在热带气旋强度、路径预报中的优势和不足,并提出了未来更深入研究需要关注的重点关键问题。     

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。     

盛夏西北太平洋西南部和南海区域热带气旋异常路径的综合分析

1引言纵观近十多年来影响我国的热带气旋所造成的损失，分析各种客观预报模式中出现的大误差样本，主要是由一些为数不多，难度较大的热带气旋所引起的。在这方面，国内外曾做过不少研究，虽然在热带气旋路径的分析与预报方面取得了一定的进展[1-3]，但对路径异常，移速突变的热带气旋效果是不够理想的。众所周知，热带气旋的气候特征是热带气旋分析预报必不可少的参考依据，它本身可作为预报的第一近似值。在资料不足的低纬热带洋面和长期预报中，气候规律尤其重要。在预报热带气旋移动路径时，对当时的环境流场背景和各种影响因素的具体分…     

热带气旋客观实时业务定位的试验研究

本文介绍了一个热带气旋实时业务定位的客观方法，并将1988年的热带气旋作了独立的试验研究。方法是对接收到的卫星及雷达位置报告进行加工处理，利用西北太平洋气候及持续性路径预报技术（WPCLPR）产生一条可能的移动路径，使用一系列的加权多项式插值而得到一个客观确定的热带气旋新的警报位置。从试验的情况来看，该方法对预报员是一个有效的工具，可用于客观地确定热带气旋的现行位置。     

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。     

热带气旋的自动预报系统(ATCF)

美国海军的热带气旋自动预报系统(ATCF)是为关岛联合台风警报中心(JTWC)研制出的一种IBM-AT兼容软件包,它是为协助预报员做出热带气旋预报而设计的.该系统可用图形方式显示出热带气旋的路径、位置坐标和预报资料以及天气场和无线电探空仪的观测结果.利用这些基本资料,ATCF还可做出如热带气旋警报这类的报文.个人计算机的计算能力使ATCF得出某些产品,如北太平洋西部的气候平均情况和持续性资料及最佳客观路径指导预报.ATCF可以自动存储所有的热带气旋资料,计算出实时的和过去的风暴预报误差的统计特征,还可使预报人员存取1945年以来的任意一次路径资料.ATCF使热带气旋的预报方法标准化,从而确保预报人员不会忽略掉所应考虑的重要的决定性步骤,ATCF使预报员的人工绘图和在记录板上记录资料这类耗时性工作自动化.该系统虽然是专为JTWC设计的,但其适应性很广,已为美国海军之外的部门选用.     

基于形状指数和SVM的热带气旋路径预测

使用SVM预测热带气旋路径,并针对以往的预报方法中只考虑某一个时刻状态信息的缺点,提出用形状指数来表达热带气旋路径的弯曲程度,并结合其他密切相关因子,对热带气旋路径进行预报,取得了一定的效果。     

热带气旋大风圈的预报

导出了热带气旋范围内中心气压与风场，环境气压扬之间的关系式，该关系式与热带气旋中心强度预报方法结合，用数值解的方法可以预报热带气旋中各级风圈半径。也可以结合热带气旋中心的路径预报，作沿海局地各时次的风力预报，业务试用表明，本方法具有较好的使用价值。     

热带气旋莫兰蒂(1010)强度的观测研究和增强条件的诊断分析

热带气旋莫兰蒂(1010)进入台湾海峡后显著加强。本文普查了历史上在台湾海峡与"莫兰蒂"有相似路径的热带气旋,其中几乎没有增强的热带气旋个例;总结了"莫兰蒂"在台湾海峡活动时的强度变化,指出在实时业务中国内外台风预报中心对于"莫兰蒂"强度的判定存在明显偏弱的现象。运用天气学和动力诊断方法,分析了"莫兰蒂"在台湾海峡活动时热带气旋发展的基本条件,结果发现:台湾海峡区域有较高的海表温度、丰富的中低层水汽净流入、强烈的低层辐合和高层辐散、低层涡度净流入,为"莫兰蒂"的发展提供了有利的动力和热力条件,弱的环境风垂直切变又使其强度增长没有受到大的抑制作用。研究结果可为热带气旋强度或强度变化预报提供有意义的参考。     

1999—2003年西北太平洋热带气旋综合预报的误差分析

应用1999—2003年中国中央气象台 (CMO)、日本气象厅 (JMA) 以及美国联合台风警报中心 (JTWC) 发布的西北太平洋热带气旋综合预报资料, 从总误差、逐年误差趋势、不同海区误差、不同路径趋势误差、不同强度趋势误差等5个方面对各预报中心的路径及强度预报结果进行分析, 结果表明:5年总的平均误差以JTWC的路径预报误差最小, 而JMA的强度预报较准确; 在不同海域, 各预报中心的路径预报能力各有优势, 但在热带气旋的强度预报方面, JMA的方法在各海区都较稳定; 对不同路径趋势热带气旋的预报方面, 除了南海转向热带气旋的路径预报比JMA和CMO稍差一些之外, JTWC的路径预报在大多数情况下都是好于或相当于JMA和CMO; 在不同强度变化趋势热带气旋的预报方面, JTWC在大多数情况下都优于其他中心。上述结果帮助业务和科技人员全面了解各预报中心的预报能力优劣, 也为今后改进我国的热带气旋预报提供有益的参考。     

热带气旋定量降水预报的动力相似方案

该文提出一个热带气旋定量降水预报(QPF) 的动力相似方案。方案应用热带气旋初始参数、历史过程的天气形势场和物理量场及数值预报产品, 构造预报区域内当前时刻至未来时刻环境要素场的多元客观相似判据。通过定义非线性的相似指数综合评估历史热带气旋样本与预报热带气旋在多元判据下的连续动态相似程度, 以此找到相似样本。应用相似样本的历史降水量记录进行相似指数的权重综合, 得到热带气旋未来6~48 h降水量的定点、定量预报值。预报试验表明该方案具有一定的预报技巧。