时间序列的客观分析方法在天气分析中的应用

本文介绍时间序列的客观分析方法是以事先确定的典型变化的函数去拟合一个实际观测要素的时间序列,即是以变化要素的变化幅度的绝对值与相应实测变化差均方根之比的数学方法计算出一个特征量,从最大特征量确定实际天气是否发生转折,并介绍了在天气分析中的几方面的应用。     

华北夏季降水异常的客观分区及时间变化特征

应用1981—2007年华北地区703个站逐日加密站降水资料,运用旋转经验正交函数分解方法,对华北地区夏季降水进行了客观分区研究,并在此基础上应用Mann-Kendall和统计t检验方法分析了华北夏季降水不同区域的时间变化特征。结果表明:华北地区夏季降水区域性较强,华北地区夏季降水可分为7个典型天气区,7个典型天气区集中降水的起止时间不同,各分区的降水季节有别于自然季节,其中华北中部汛期开始迟,南、北部汛期开始早;华北东南部汛期结束最早,京津、河北东北部结束最晚。所分区域和所确定的各区域降水集中时间可应用到建立客观降水预报区域模型中,改善实际业务中客观降水的预报效果。     

短中期降水温度天气过程区域分布的研究

运用旋转主分量方法对分布于全国621个站点的候降水量和2214个站的逐日最高最低气温进行分析。得到4个季节的降水气温主特征模态及其相对应的时间变率。分析结果表明，该方法所分解得到的特征模态较好地反映了全国不同区域降水温度演变的差别，依据各模态的相关系数将全国划分为不同的降水温度天气区。最后。获得表征全国不同天气特点的252个代表站，这些站的资料可作为提高要素客观预报、扩展服务领域的基本资料。     

基于数据挖掘处理的影响辽宁高速公路冬季交通事故主要气象要素分析

利用2014—2016年辽宁省冬季高速公路事故记录,将多要素逐日气象观测数据与事故数据按照日期进行匹配,分析气象条件引发高速事故的空间分布特征。数据挖掘分析首先利用两步聚类方法确定辽宁地区冬季天气类型数量,再通过K-means方法对气象数据进行聚类处理。采用随机森林方法对不同天气类型搭建高速公路交通事故分类模型,并分析模型中气象要素的特征重要性。结果表明：受气象条件影响的高速事故数量辽南地区最多,其次是辽西地区,辽东、辽北地区占比较低。辽宁冬季天气可以分为四种类型,根据气象要素数据结构总结出的天气特征分别为：当日出现降水、前一日出现降水、寒冷干燥、潮湿回暖。有明显降水特征天气类型的事故率超过七成,降温、升温天气类型的事故率在两成左右。随机森林方法对前一日出现降水、寒冷干燥两种天气类型的分类精度更高,模型泛化能力也更好。4种天气类型中气象要素的特征重要性有明显差异,最高地温要素在事故高发天气类型中特征重要性排第1位,在潮湿回暖天气类型排第3位,对于冬季辽宁地区高速公路交通安全影响高于其他要素。     

单站PTE逐日时间序列相似分析预报系统简介

1思路和原理利用本站观测资料制作成简易的预报计算软件,有一定的参考意义。第一,本站的气象要素变化对本站未来的天气有较密切的关系;第二,本站要素的获取时间快;第三,多一个本站要素的预报工具,可多一个方面的参考和补充。本系统用单站要素逐日的P、T、E（气压、平均气温、绝对湿度）作为预报因子,以同一站的逐日RR（降水）、NN（总云量）、SS（日照时数）、TM（最高气温）、TN（最低气温）、UU（相对湿度）、VV（能见度）、DF（风向、风速）共8（或9）种气象要素作为预报对象。在方法上模拟以往预报员三曲线相似的经验,…     

基于多普勒雷达垂直风廓线产品的风暴相对螺旋度对山西暴雨的诊断

介绍了风暴相对螺旋度（SRH）的原理及基于多普勒天气雷达垂直风廓线（VWP）产品计算螺旋度的方法,探讨了不同时间分辨率对螺旋度应用效果的影响,最后重点对山西2个典型夏季暴雨个例分别做螺旋度诊断分析。结果表明：利用VWP产品计算的SRH具有较好的时间分辨率,可用于山西夏季暴雨的短时临近预报研究,相较于15min和30min,1h分辨率的螺旋度数据稳定、曲线平滑,更有利于直观分析和业务化;螺旋度强弱变化趋势与降水大小的变化趋势比较吻合,螺旋度变化一般提前于降水变化,有1—2h的提前预报量,可以作为短时（临近）预报降水开始、维持、结束的一个有效预报因子。     

随机天气模型参数化方案的研究及其模拟能力评估

文中介绍了随机天气模型 WGEN的基本结构及其模拟原理 ,并针对其中随机过程的统计结构特征和 GCMs输出要素的不同时空尺度特点 ,利用动态数据的参数化分析方法等统计学技术 ,确定了该模型参数的估计方法。同时基于蒙特卡罗数值计算原理 ,给出了 WGEN的随机试验方法 ,并通过模拟基准气候 ,从时间分布和空间场两方面对模型在中国东北地区的模拟效果及其能力进行了评估。结果表明 ,模型对于最高气温、最低气温、降水和辐射等要素均具有较好的模拟效果 ,模拟序列与观测序列的取值分布有较一致的概率特性。由此可以结合 GCMs大尺度网格上输出的月和年要素值 ,通过调控随机过程的参数 ,生成具有不同气候变率的 2× CO2 逐日气候变化情景 ,实现气候预测模式与气候影响模式的嵌套 ,进一步研究气候变率变化的可能影响。     

中央气象台森林火险气象等级中短期预报系统

应用T213数值预报产品日最高气温、最小相对湿度、最大风速、24小时降水预报(考虑日降雨量及其后连续无雨日数）,计算未来五天逐日森林火险天气综合指数。综合考虑森林火险天气综合指数、天气实况、卫星云图热点和未来五天中央气象台主观滚动降水预报并根据不同季节的植被状况等对森林火险天气综合指数进行订正，最终得出未来五天逐日森林火险气象等级预报。     

动态相似多元判别方法在释用数值预报产品中的应用

考虑环流的动态演变特征在降水预报中的重要性基础上,设计了一种环流演变动态相似多元判别预报方法.用统计方法对历史降水个例的大气环流因子进行分析,在要素场上分别提取4个物理意义清晰、又具有立体性和动态演变性的要素因子,并求出降水天气过程的多元指标.采用要素变化趋势相似标准,以T213数值预报产品为预报初始资料进行计算处理,求出要素的变化趋势和大小,与历史降水的多元指标进行滚动映射和判别,自动预报出各县未来各时段天气,制作阿坝州分县晴雨逐日滚动预报,效果较好.     

动态相似多元判别方法在释用数值预报产品中的应用

考虑环流的动态演变特征在降水预报中的重要性基础上，设计了一种环流演变动态相似多元判别预报方法。用统计方法对历史降水个例的大气环流因子进行分析，在要素场上分别提取4个物理意义清晰、又具有立体性和动态演变性的要素因子，并求出降水天气过程的多元指标。采用要素变化趋势相似标准，以T213数值预报产品为预报初始资料进行计算处理，求出要素的变化趋势和大小，与历史降水的多元指标进行滚动映射和判别，自动预报出各县未来各时段天气，制作阿坝州分县晴雨逐日滚动预报，效果较好。     

基于水热条件下干旱实时动态监测研究

从干旱实时监测气象服务的需要出发，研究并提出了考虑近期降水、土壤底墒（前期降水）和气温三种要素，利用实时天气资料来计算干旱指数的方案，即重庆市干旱动态监测指数。该指数考虑了造成干旱的三个主要原因：降水持续偏少、日最高气温高、前期降水少。利用该指数，建立干旱实时监测业务系统，对2004年重庆市盛夏发生的干旱进行了逐日跟踪动态监测，效果良好。     

石家庄夏季用电量对天气的响应及其预测模型

从石家庄市2005～2007年每年6～8月的逐日用电量资料中分离出随气象因子变化的气象电量,分有、无降水日分别计算了气象电量与同期气象资料中关键气象要素的相关系数,着重分析了气象电量随气温、湿度、降水的变化规律.结果表明:石家庄夏季气象电量与气温呈显著性正相关,而与相对湿度仅在有降水日为显著负相关;计算了用电量逐日变化值与气象要素日变化值之间的相关系数,发现要素差值之间存在着很好的相关性.在统计分析的基础上,借助Origin7.5软件,分有、无降水日建立了综合气象因子影响下气象电量及用电量逐日变化的多元回归预测模型,回归统计及方差分析表明:预测方程均通过了α=0.0005的F检验,复相关高于单相关,拟合率较高,能为电力部门合理调度提供参考.     

甘肃气温与降水序列相关结构分析

一、引言气温与降永是最基本的气候要素。分析两要素时间序列在不同周期上的相互关系,是认识甘肃旱涝气候规律不可缺少的重要方面,有助于长期天气预报的制作和改进。气温与降水关系密切。降水的周期分析,过去已有了一系列的工作,气温周期也有过计算与分析。对于气温与降水序列间     

单站天气阶段的划分及应用

单站多年逐日压、温、湿平均值的变化特点,可以看作是当地大气环流平均演变情况的反映,而单站气候背景划分的不同阶段,反映了大气环流在各个阶段内的平均状况,因此,利用单站多要素分析气候背景,能较客观地反映大气演变的内在规律。在不同阶段,选用不同的,较稳定而持续的要素特征量,或要素显著变化量,作为划分各个天气阶段的标志。这样划分的天气阶段,目的在于分析历年各天气阶段的气候特点和差异,掌握各天气阶段的变化特征及相互间的关系,为气候分析和天气预报提供依据。     

空间回归检验方法在气象资料质量检验中的应用

该文详细介绍了空间回归检验方法, 并使用2003年我国671站的逐日平均气温、最高气温、最低气温、平均水汽压、平均风速、平均0 cm地温、降水量资料, 检验该方法在气象资料质量检验中的适用性。按区号将全国划分为10个区, 利用该方法分别对各区7个要素进行了检验试验。结果表明:空间回归检验方法能够有效检验出可疑数据, 适用于对单一要素的检验; 对降水、风速等空间变化比较大的要素, 该方法有比较好的检验效果; 应用该方法计算时, 在不同地区、不同要素之间存在差异; 当固定出错比率时, 各区应该选择不同的f值。与一般空间检验方法相同, 该方法也与地理环境、周边台站分布有关, 并受台站密度的影响。     

西安逐日降水概率分布和天气信息研究

本文用Ｍａｒｋｏｖ链、Ｐｏｌｙａ分布等理论模式研究了西安近６０年逐日降水序列干、湿日概率分布规律，得出西安逐日降水的气候概率，干、湿日演变的概率分布。以逐日降水气候概率为背景，用信息论方法对逐日降水天气信息做了研究。得到同一预报方法对不同气候背景的逐日降水天气做预报，所得的实际天气信息是不同的。     

多普勒天气雷达风场产品在螺旋度计算中的应用

本文介绍了一种利用新一代天气雷达风场产品VWP计算螺旋度的方法,通过对两次大面积降水个例的螺旋度诊断分析发现,利用VWP风场产品计算的螺旋度具有较高的时间分辨率,大面积降水的螺旋度变化趋势与降水变化趋势比较吻合,螺旋度变化一般提前于降水变化,有2—3 h的提前预报量;螺旋度数值的大小与降水量的大小一般没有明显线性关系;螺旋度可以作为观测雷达站上空风场随高度变化的一个敏感因子;利用VWP风场产品来作为计算螺旋度的风场资料是可行的,比起其它风场资料更适于短时(临近)预报的业务化工作。     

两个中期天气(降水)过程预报方法

一、用周期分析法作10天天气 (降水)过程预报 我们在运用本站资料作10天天气(降水)过程预报时,发现降水的多少、气压、气温的高低,湿度的大小等要素的时序分布,其自身存在着一定的周期变化规律。同时气压、气温、湿度和风向风速等的变化,直接关系到能否产生降水等天气现象。在分析验证谚语“三寒四暖”的过程中,发现天气过程(包括降水量、压、温、湿和风的变化过程等)确实存在着冷暖交替、高低相串的周期变化,正因为有若干个(压、温、湿)周期变化综合作用的结果,而产生这样或那样的天气。     

北京地区夏季降水与气温的对应关系

随着全球气候的持续变暖,各种高影响天气气候事件的发生频率和强度均有明显增强。由于大气热力条件与降水的变化有着密切的联系,开展降水与气温对应关系的研究具有重要的科学意义。本文应用北京地区20个气象站1978—2012年夏季逐日降水及气温资料,分析了不同量级降水与气温的对应关系及城、郊区间的差异。结果表明:(1)北京地区降水量随气温的升高有一个先升后降的过程。中雨及以上量级的降水,当气温达到临界值后雨量保持平稳,随气温变化不明显。而当气温进一步上升到一定程度后,降水量开始随气温升高而迅速减弱。越是强度大的降水,其在达到峰值前随气温的增速越接近Clausius-Clapeyron变率。(2)降水频率、强度随气温变化的临界值各不相同。当气温超过临界值后,降水频率及强度均开始减弱。(3)城、郊区间不同量级的降水随气温具有相似的变化趋势,但到达临界值前城区降水随气温的增速比郊区更大,表明城区降水对气温的敏感性比郊区更强。鉴于城市化对区域气候的主要影响是导致热岛效应的增强,这将有助于我们从另一个角度探讨城市化效应对降水的影响机制。     

2008年初寒冷阴雨天气转折过程的预报回顾及经验总结

介绍肇庆2008年初气温、降水的概况,分析了这次异常寒冷阴雨天气的成因,得出了预报转折天气的经验及教训。