气象场序列几种插补方案的对比试验

采用基于 Ｅ Ｏ Ｆ Ｓ的主分量回归（ Ｐ Ｃ Ｒ）、 Ｅ Ｏ Ｆ Ｓ迭代法（ Ｉ Ｅ Ｏ Ｆ）和基于主分量典型相关的典型变量回归（ Ｃ Ｖ Ｒ）３ 种不同的统计插补计算方案,对同一区域同一种气象要素序列进行缺测资料的插补试验。结果表明,各种方案插补精度都与参数选择有关,无论缺测站点空间分布类型如何,当缺测点数小于 ６０ ％ 时,３ 种方案均有较好效果,以 Ｃ Ｖ Ｒ 最佳,且随缺测年数增长, Ｃ Ｖ Ｒ 优势更显著。     

利用车贝雪夫多项式进行资料缺测插补的研究

使用一维车贝雪夫多项式展开进行历史年降水量和月平均气温各种缺测情况下资料的插补试验，在迭代计算过程中，还对理想初值的两种临界迭代次数选取方案和迭代终值法进行了大量的试验。结果表明，一般情况下迭代终值计算精度较高，旱涝年则理想初值拟合结果更好一些；一年缺测插补精度高于连续多年缺测；双向插补计算结果优于单独使用顺序或逆序插补结果。     

基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验

引入主成分典型相关分析（ＰＣ－ＣＣＡ）方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达２５年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小     

基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验

引入主成分典型相关分析(PC-CCA)方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达25年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小。     

西安观测站长序列气温资料缺测记录插补和非均一性检验

以西安观测站1971—2013年日平均气温、最高气温和最低气温序列为研究对象,利用标准序列法和多元线性回归法进行插补实验,计算插补值与实测值的平均误差、平均绝对误差、均方根误差和插补值与实测值误差在0.5℃以内的样本比例,对比分析两种插值方法的相对优劣。结果表明：多元线性回归法插补得到的气温序列效果好于标准序列法,并且气候趋势特征与实际观测值序列更具一致性。采用t检验法、惩罚最大T检验（PMTT）、惩罚最大F检验（PMFT）对西安站1951—2020年平均气温序列的均一性进行检验。依据台站历史沿革数据进行的t检验,在6次台站历史沿革变化中,只有2次造成了年平均气温和年平均最高气温序列间断,分别由观测时次增加和仪器换型导致;年平均最低气温有4次出现间断,分别由台站站址迁移、观测时次增加、仪器换型、缺测值插补造成。PMTT和PMFT检测中发现的4次间断点因无元数据支持,认为属于合理间断点,这2种方法均未检测出因缺测值插补引起的间断点,一定程度上说明采用多元线性回归法对缺测值插补得到的西安站1951—2020年气温序列相对合理,气温序列的均一性较好。     

Weibull分布参数估计方法及其应用

Ｗｅｉｂｕｌｌ分布对于年最大风速、波高、降水量等气候极值具有很高的拟合精度和很强的适应性。本文给出四种Ｗｅｉｂｕｌｌ分布参数估计方法：概率权重矩法（ＰＷＭ）、最小二乘法（ＬＳＭ）、最大似然法（Ｍ－Ｌ）和适线法（ＦＩＴ），并通过统计检验进行拟会精度比较。结果表明：ＰＷＭ、ＬＳＭ和Ｍ－Ｌ法对样本的拟合精度都比较高，其中ＰＷＭ法计算最为简便，ＬＳＭ和Ｍ－Ｌ法采取ａ０的试设法，大大简化了计算过程；经验累积频率公式更适合于Ｗｅｉｂｕｌｌ分布；三参数计算精度较二参数高得多。     

PROGRESSES OF THE STUDY ON IMPACTS OF CLIMATE CHANGE ON AGRICULTURAL PRODUCTION IN CHINA

ＰＲＯＧＲＥＳＳＥＳＯＦＴＨＥＳＴＵＤＹＯＮＩＭＰＡＣＴＳＯＦＣＬＩＭＡＴＥＣＨＡＮＧＥＯＮＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩＮＣＨＩＮＡ￥ＷａｎｇＦｕｔａｎｇ（王馥棠）ＰＲＯＧＲＥＳＳＥＳＯＦＴＨＥＳＴＵＤＹＯＮＩＭＰＡＣＴＳＯＦＣＬＩ...     

初值形成方法对降水数值预报的影响

北欧有限区域模式ＨＩＲＬＡＭ被应用于中国的暴雨个例以探讨初值形成方法对有限区域模式定量降水数值预报的影响,对两种初值形成方案进行了对比,一种是由ＨＩＲＬＡＭ自己的数值同化系统提供初值,另一种是直接内插ＥＣＭＷＦ全球模式的相应分析场,与这两种方案对应的数值试验分别是控制试验（ＣＯＮＬ）和对比试验（ＣＯＭＰ）,将ＣＯＮＬ和ＣＯＭＰ的降水预报与观测值比较,结果表明：（１）当为ＣＯＭＰ提供初值的ＥＣＭＷＦ     

Simulation of the asian monsoon by IAP AGCM coupled with an advanced land surface model (IAP94)

ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡｓｉａｎＭｏｎｓｏｏｎｂｙＩＡＰＡＧＣＭＣｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈａｎＡｄｖａｎｃｅｄＬａｎｄＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｅｌ（ＩＡＰ９４）ＺｅｎｇＱｉｎｇｃｕｎ（曾庆存）,ＤａｉＹｏｎｇｊｉｕ（戴永久）ａｎｄＸｕｅＦｅｎｇ（薛峰...     

STUDY OF OZONE AND ITS PRECURSORS AT LIN’ANREGIONAL BACKGROUND STATION DURING THE PEM－WEST－A EXPERIMENT

ＳＴＵＤＹＯＦＯＺＯＮＥＡＮＤＩＴＳＰＲＥＣＵＲＳＯＲＳＡＴＬＩＮ’ＡＮＲＥＧＩＯＮＡＬＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤＳＴＡＴＩＯＮＤＵＲＩＮＧＴＨＥＰＥＭ－ＷＥＳＴ－ＡＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＬｕｏＣｈａｏ（罗超），ｍｎｇＧｕｏａｎ（丁国安），Ｔａｎｇｊｉｅ（汤...     

PREDICTION OF FLOOD SEASON PRECIPITATION IN SOUTHWEST CHINA BASED ON IMPROVED PSO-PLS

In order to achieve the best predictive effect of the Partial Least Squares (PLS) regression model, Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is applied to automatically filter the optimal subset of a set of candidate factors of PLS regression model in this study. An improved version of the Particle Swarm Optimization-Partial Least Squares (PSO-PLS) regression model is applied to the station data of precipitation in Southwest China during flood season. Using the PSO-PLS regression method, the prediction of flood season precipitation in Southwest China has been studied. By introducing the precipitation period series of the mean generating function (MGF) extension as an alternative factor, the MGF improved PSO-PLS regression model was also build up to improve the prediction results. Randomly selected 10%, 20%, 30% of the modeling samples were used as a test trial; random cross validation was conducted on the MGF improved PSO-PLS regression model. The results show that the accuracy of PSO-PLS regression model and the MGF improved PSO-PLS regression model are better than that of the traditional PLS regression model. The training results of the three prediction models with regard to the regional and single station precipitation are considerable, whereas the forecast results indicate that the PSO-PLS regression method and the MGF improved PSO-PLS regression method are much better than the traditional PLS regression method. The MGF improved PSO-PLS regression model has the best forecast performance on precipitation anomaly during the flood season in the southwest of China among three models. The average precipitation (PS score) of 36 stations is 74.7. With the increase of the number of modeling samples, the PS score remained stable. This shows that the PSO algorithm is objective and stable. The MGF improved PSO-PLS regression prediction model is also showed to have good prediction stability and ability.     

不同数学模型在降水量资料序列订正中适用性探讨

采用逐步多元线性回归模型、一元线性回归模型、综合法模型和比值法模型对分布于全国31个台站的降水量资料进行了模型订正效果的试验与分析。结果表明:（1）逐步多元线性回归模型对年降水量序列的订正效果较好,其相对拟合误差总平均在0.08以下,而其它3种模型与月降水量序列的订正效果较差,相对拟合误差总平均在0.11以上;（2）若将年降水量序列相对拟合误差控制在0.10以内,则要求确定订正方程式的平行资料年数为10年或以上,要求订正站与基本站序列的相关系数在0.85以上;（3）较湿润地区拟合误差较小,反之较大。     

中国60城市站1901—2019年日降水数据集的构建

近年来中国区域降水的极端化问题得到学术界的广泛关注,有关研究也获得了大量成果。但是,目前国内外常用的高分辨率降水资料序列多从1951年左右开始,普遍缺少20世纪早期中国的逐日降水资料,对于近一百多年中国极端降水变化特征及其机理,目前还不清楚。基于多来源的1901—1950年原始观测报表数字化逐日降水资料,补充先前未录入的“无降水”和缺测数据,研发质量控制方案并开展质量控制,补充录入检出的缺失和错误数据并再次质控,结合1951年以来的现代降水日值资料,建立中国60个城市站1901—2019年降水日值数据集。数据集评估结果显示,早期中国东部地区的台站较为密集,数据完整性和正确性较好,但中国西部的台站数量少且完整性和正确性偏低。本数据集构建的年总降水量累积值序列与已有的月降水量数据基本一致。基于该数据集,研究发现重庆站近百年来的降水未出现显著的趋势性变化。该数据集使后续分析研究中国极端降水的百年尺度长期变化特征成为可能。     

浙江省1901—2017年降水序列构建及变化特征分析

基于通过均一性检验的历史观测资料和GPCC格点降水数据,采用逐步回归方法,构建了可以代表浙江省的1901—2017年年降水序列,并通过Morlet小波分析、MK检验、气候趋势等分析了浙江百年降水变化特征。结果表明：浙江68个台站1951—2017年月降水序列数据质量较好,均通过RHtest均一性检验。交叉检验表明,采用逐步回归方法区别台站资料长度建立的最优拟合方程组,能很好地反演浙江68个台站1901—2013年年降水情况。1901—2017年浙江省年降水量无明显线性变化趋势,但存在56 a和35 a两个变化主周期,在1960年前后全省降水由多雨期向少雨期突变。1901—2017年浙江降水气候倾向率呈东北高西南低的分布特征,各地数值分布在-15.6~19.1 mm/10a之间;平均相对变率呈北低南高的分布特征,各地数值分布在11.1%~20.2%之间。     

石家庄市城区暴雨强度公式修正方法对比分析

利用石家庄市国家基本气象站1961~2012年近52 a降水资料,基于年多个样法和年最大值法进行选样,采用皮尔逊-Ⅲ型分布对暴雨进行理论频率分析,得出暴雨强度—历时—重现期关系曲线,并利用高斯—牛顿迭代法对暴雨强度公式进行求解,以绝对标准差和相对标准差作为暴雨强度公式评价指标。结果表明:基于年多个样法推算的暴雨强度公式精度比年最大值法高,且满足暴雨强度公式评价指标。新编制的暴雨强度公式计算的暴雨强度值大部分比1978年编制的大,且随着降水历时的增长,其偏大的幅度呈增加趋势,与近30 a来石家庄市极端降水事件呈增加趋势基本相符。     

蒙古五十年来旱涝变化和降水趋势的研究

本文利用蒙古２５个台站的５２年逐月降水量资料，研究了蒙古旱变化和降水趋势。结果表明：蒙古平均年降水量为２１６．１ｍｍ，分布由南向北增加，东西部少，中部多，南部和西部为干旱区，中部和东部为半干旱区，与我国干旱半干旱区是一个整体，降水主要集中在夏季；年降水量变率为１５．６％－３８．０％。蒙古旱涝都很频繁，旱的频率高于涝的频率，而大涝的频率是大旱的两倍。年降水量服从正态分布，并有准３年和１１－１４年周期     

自动雨量站降雨资料质量评估方法研究

利用19种不同型号的自动雨量站2005年6—9月在北京 (54511)、宜昌 (57461) 和南京 (58238) 3站的实测对比观测资料, 进行降雨资料质量评估, 不同的评估方法将会导致评估结果的差异。结果表明:采用自动气象站降雨资料和雨量筒人工定时观测记录作为降雨量参考标准对自动雨量站进行评估时, 由于降雨量参考标准本身存在的不确定性, 或多或少影响了评估结果的准确性。在广泛试验的基础上, 提出了采用基于各自动雨量站观测结果的拟合降雨量作为降雨量参考标准的新思路, 并对拟合降雨量的可行性、适用性以及计算方法进行了详细论述。     

中国近50a极端降水事件变化特征的季节性差异

利用中国419个测站1958-2007年逐日降水资料集,分析了近50a中国不同区域年和季节极端降水事件的基本变化特征。结果表明,多年平均极端降水事件的空间分布具有明显的纬向分布特征,并表现出显著的季节性差异。长江以南地区是春、冬季极端降水事件发生频次较高的区域;而年、夏季以及秋季极端降水事件发生频次在西南地区较高,在西北东部较低。年极端降水事件频次的长期变化趋势与夏季相似,华北和东北有增加趋势,其他地区为弱的减少趋势;其他季节的长期变化趋势存在明显的区域和季节性差异。年和季节极端降水事件的发生频次具有显著的年际和年代际变化特征。年极端降水事件时间序列的多项式拟合曲线的变化情况与夏季基本一致;而其他季节的变化则存在较大差异,表现出显著的季节性差异。     

两类El Ni?o事件对华南前汛期降水异常的影响

利用观测资料及模式结果探讨了EP/CP El Ni?o事件对华南前汛期（4—6月）降水异常的影响。结果发现,EP和CP型相关的华南前汛期降水异常分布之间存在明显月际差异,表现为4、5月EP（CP）型相关的降水异常以偏多（少）为主;6月则相反,EP（CP）型的降水呈负（正）异常分布。分析表明,EP型相关的4、5月偏强的副热带高压与850 hPa上西北太平洋反气旋异常相配合,有利于水汽从海洋向陆地输送,且两广地区水汽辐合,降水异常偏多;而6月相关的500 hPa异常场上对应偏强的东亚大槽,不利于水汽输送,且广东地区处于水汽辐散区,对应降水偏少。CP型相关的4、5月对应500 hPa上东亚大槽偏强,不利于水汽往陆地输送,且华南为水汽辐散,降水偏少;6月的500 hPa上呈现“+-+”的东亚-太平洋遥相关波列（EAP）型,华南地区为明显的水汽辐合,降水偏多。GFDL模式较好地再现了EP /CP型的4、5月降水异常分布及大气环流形势,但是对6月的模拟存在一定偏差。