一个用常规资料分析中尺度要素场的方案

本方案用现有气象台站网的观测资料,先通过有限元和一次曲面拟合方法加密内插和插补资料,再用逐步订正客观分析方法分析中尺度网格要素场。该方案与天气学经验分析的结果比较一致,比直接使用逐步订正法计算的结果更合理,而且用一次曲面拟合方法插补近海资料比用有限元方法内插较为优越。     

应用卫星云导风进行台风路径预报试验

在国家气象中心台风数值预报业务系统中引入国家卫星气象中心提供的卫星云导风资料,进行三项预报试验．首先用卫星云导风资料厂正客观分析风场;其次将云导风资料加人到输对称的人造台风模型风场上,使之产生非对称风场、在前两项试验的基础上进行相应的质量场调整,使之形成较协调的客观分析场和非对称的人造台风模型。试验结果表明：卫星云导风资料订正客观分析风场对台风路径预报有明显改进;用云导风形成人造台风模型非对称风场对台风路径预报也有所改进;对订正后的客观分析场进行质量场调整可进一步提高台风路径预报的精度,而对非对称人造台风模型进行质量场调整,对减小台风路径预报误差作用不明显。     

一种初始方程中应用实测风进行风场初值化的方法

本文提出一种利用实测风场、高度场、温度场和地面三小时气压变化资料,考虑风场和质量场之间基本满足准地转平衡关系,大气具有准无辐散性,但又保留一部分与地面气压变化相应散度的地转偏差,将以实测的等压面风场插到σ坐标的风场进行订正的初值化方法,并用一个单时资料进行初步试验.文中还对风场初值化问题进行了讨论.     

样条插值在客观分析中的应用——风场客观分析试验

1.前言 先前曾使用一维三次样条插值对等压面高度场、温度场以及地面气压场进行了客观分析试验,并与逐步订正法进行了比较。这里给出的是实测风场的客观分析试验。 风场的客观分析可以为数值天气预报提供初始场;风场的客观分析图可以直接提供给天气预报作参考;从客观分析的风场还可以方便地算出涡度、散度等物理量。因此,风场的客观分析在天气、数值预报和试验中是很重要的。 本试验是在亚欧范围40×30点的矩形区域内进行的,采用正方形网格,空间步长为270公里,使用的是常规测站资料。     

数值预报风场系统性误差的特征及其客观订正

Ｔ４２数值预报风场μ、ν的系统性误差应用几个统计量进行了描述，对一般天气过程，风场误差在一定数值范围内波动；前后时间风场预报有一定的相关性，但整个场强度都有误差。最后应用四种不同的客观订正方案对其订正、地转风与预报风之平均的动力订正方案较理想。     

数值预报产品系统性误差的客观订正

从评价Ｔ４２数值预报模式的性能出发，找出Ｔ４２系统性误差的特征及其订正的客观判据。高度场Ｈ和温度场Ｔ采用不同时间权重和空莘平滑的订正方案，风场ｕ，ｖ采用动力订正方案，湿度场Ｑ采用平流（风场）订正方案。并对Ｔ４２１９９２年４－５月的数值预报产品进行了客观订正，经过均方根误差缩减率η和误差比ｅ方案的检验，效果是令人满意的。     

不同要素谱逼近对高分辨区域数值模式梅雨模拟的改进

为改进高分辨率区域数值天气预报模式雨带模拟偏差,利用WRF模式探讨了不同要素及其组合谱逼近方法对2015年浙江典型梅雨天气预报性能的影响。结果表明:(1)不同单要素逼近对梅雨模拟效果影响差异明显,风场逼近对模拟结果改进较大,高度场逼近对结果略有改善,而温度场逼近主要表现为负效应;风场组合了其他要素的逼近效果与单要素类似,故将水平风场谱逼近确定为最优方案。(2)最优方案对梅雨期间形势场各要素改进程度的排序为纬向风、经向风、相对湿度、温度场和高度场;三个特征层850、500、200 hPa各要素平均的均方根误差(相关系数)分别降低了(增加了)24. 1%(13.6%)、22.7%(21.7%)和13.0%(12.2%);且改进幅度随预报时效的延长而增加,这主要与区域模式内部大尺度系统的误差随积分时间增长有关。(3)典型个例分析显示,最优方案在较好订正低层风场及切变线动力条件的基础上,经过数值模式各物理过程的协同积分也修正了高湿区等关键热力因子,最终改进了高分辨率区域模式的梅雨模拟。     

用青藏高原考察订正的FGGEⅢb资料作中期预报的数值试验

利用1979年5—8月青藏高原科学实验取得的资料,对1979年6月15日00GMT100—850hPa 等9层 FGGEⅢb 分析的高度和风场进行了客观分析订正,并以订正前后的资料为初值,用 T21L5和 T42L9两种不同分辨率的北半球谱模式作了5个5天预报的数值试验。研究结果表明,通过高原实验资料对 FGGEⅢb 资料的订正,将使 FGGEⅢb 资料在高原地区的分析得到改善。对流层上层的资料订正比下层效果明显。高原地区初值场的订正对数值预报结果有显著影响,并且对较高分辨率模式的预报结果影响更大。初值订正后不仅影响未来高原地区的预报,而且通过能量频散可以影响到我国东部和日本,大约经过5天左右,甚至可以影响到阿拉斯加和北美。     

用青藏高原考察订正FGGE Ⅲ b资料作中期预报的数值试验

利用1979年5—8月青藏高原科学实验取得的资料，对1979年6月15日00 GMT 100—850 hPa等9层FGGE Ⅲ b分析的高度和风场进行了客观分析订正，并以订正前后的资料为初值，用T21L5和T42L9两种不同分辨率的北半球谱模式作了5个5天预报的数值试验。研究结果表明，通过高原实验资料对FGGE Ⅲ b资料的订正，将使FGGE Ⅲ b资料在高原地区的分析得到改善。对流层上层的资料订正比下层效果明显。高原地区初值场的订正对数值预报结果有显著影响，并且对较高分辨率模式的预报结果影响更大。初值订正后不仅影响未来高原地区的预报，而且通过能量频散可以影响到我国东部和日本，大约经过5天左右，甚至可以影响到阿拉斯加和北美。     

两种客观分析方法的比较—逐步订正和最优内插

本文利用逐步订正法和最优内插法对高空和地面风、温、湿（ｕ，ｖ，Ｔ，ＲＨ）要素场和地面气压（Ｐｓ）进行了客观分析和预报试验。利用逐步订正分析时，为使一些中－α尺度气象场特征得以体现，设计了多重权重函数－圆形、椭圆形和曲率椭圆形。最优内插法利用一元二维高斯相关模型。客观分析结果表明：在资料密集区域两者基本一致；在资料稀少区域最优内插法好于逐步订正法。预报结果表明：对于２４小时预报结果，逐步订正法优于最     

我国东部夏季降水量长年代资料的插补、订正及效果检验

使用均值生成函数、标准正态均一性检验方法和相关分析等方法对我国东部地区96个观测站1931—2020年夏季降水量长年代资料进行了一系列插补、检验、订正及效果分析等工作。结果表明：(1)均值生成函数拟合的1931—2020年各站夏季降水量资料的整体趋势和极值与观测值均有较好的一致性,其中无缺测资料的6个站点观测值和拟合值在距平符号一致率上达到了86.1%,可以满足插补工作的需要。(2)对1931—1950年和1951—2020年2个时段的夏季降水量资料,用平均值和方差2个统计量对插补后的资料进行差异性检验,共有8站具有显著性差异。(3)对插补后的1931—2020年夏季降水量资料进行了均一性检验和均一化订正,其中13站存在非均一性。(4)将订正后的站点资料与CRU＿TS4.05(University of East Anglia Climatic Research Unit Global 0.5°Monthly Time Series)数据库的格点资料进行空间分布相似度分析,2套资料在1931—1950、1951—2020和1931—2020年这3个时段的空间相关系数分别达到了0.90,...     

东中国海域交叉定标多平台合成洋面风场资料的初步评估

对新的交叉定标多平台合成洋面风场资料（CCMP风场）的特点进行分析介绍,利用浮标和观测桩的时间序列资料和同期的卫星高度计探测资料,对东中国海海域范围内该风场的精度和特性进行了检验和评估并与欧洲中期天气预报中心再分析资料（ERA风场）和散射计探测混合风场资料（QuickScat／NCEP风场）进行对比分析。结果表明：CCMP风场在远海区域的精度较高,风速偏小;在近岸区域风速可能偏大,存在一定的局限性。在东中国海海域,较之ERA风场和QuickScat／NCEP风场,CCMP风场均方根误差最小;当实际风速较小时,三种资料的风速都偏大,偏度较小;当实际风速较大时,三种风场的风速都偏小,偏度较大;且三种资料的风速误差具有随季节变化的特征。     

ECMWF数值产品在热带气旋(TC)路径预报中的应用分析

将三次样条插值方法应用到欧洲中期天气预报中心(ECMWF)海平面气压场(MSLP)、850 hPa涡度场和风场,对2004—2008年西北太平洋(WNP)和南海(SCS)所有编号热带气旋(TC)进行路径预报。结果表明:基于850 hPa涡度场的TC预报效果好于气压场预报,而综合考虑850 hPa涡度场、风场和海平面气压场的预报效果最好,且有效预报次数更多。与中央气象台(CMO)主观定位及预报对比发现:ECMWF客观预报的0 h的TC平均路径误差为79.9 km,24 h平均客观预报误差大于中央气象台的主观误差,而48～96 h则小于中央气象台的主观误差;误差年际变化分析表明:主观预报水平进步缓慢,而客观预报水平进步明显。ECMWF客观预报效果优于中央气象台效果差的主观预报。     

海面风场订正对风暴潮数值模拟的影响

海洋模式在模拟风暴增水时对于风场的依赖性比较大,准确的风场模拟是正确模拟风暴潮的重要前提.用渤海海域4次典型的风暴潮个例,检验改良的渤海风场推算模式对风暴潮数值模拟的影响,分别用订正前后的风场驱动风暴潮数值模式得到逐时的渤海增水场,并与塘沽实测值比较表明:在4个过程中海面风场订正后风暴潮模式的模拟结果均得到了明显的改进...     

基于小波分析的客观预报方法在智能网格高低温预报中的应用

基于2017—2018年中国气象局高分辨率数值预报产品、甘肃实时城镇预报产品和国家级地面观测站数据,利用小波分析、滑动训练、最优融合等技术,研发出甘肃省智能网格高低温客观订正产品。检验分析表明:城镇预报产品、滑动训练订正产品、最优融合产品3种订正产品对CMA预报均有订正能力,3种客观订正产品的最高气温订正能力强于最低气温订正能力;滑动训练法与最优融合法产生的高低温订正产品,在系统误差明显地区(甘南、陇南等)的预报结果要好于模式客观预报,而高低温城镇预报产品在气温局地性强或者模式客观预报能力差的区域有优势;最优融合预报方法生成的高低温产品预报能力略高于滑动训练订正产品且与现有预报员制作城镇预报产品基本持平,初步具备了替代主观预报的能力。     

不同初始场资料对台风“桑美”数值模拟的影响

以2006年超强台风"桑美"为个例,分别以GFS(全球预报系统)再分析资料和JMA(日本气象厅)区域客观再分析资料为初始场,利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对台风"桑美"进行高分辨率数值模拟,分析不同初始场资料对台风内部结构和移动路径的影响。结果表明:对于500hPa高度场和850hPa水汽、风场等预报,GFS再分析资料和JMA区域客观再分析资料均能较好地把握台风整体的流场形势。从700hPa风场、近地面风速、降水、雷达反射率、最小海平面气压和最大风速等模拟效果来看,JMA区域客观再分析资料均优于GFS再分析资料。对于台风路径的预报,前15h内JMA区域客观再分析资料较GFS再分析资料要好,而15h之后,以这两种资料作为初始场的台风预报路径与实况均有较大偏差。     

基于台站降水资料对不同空间内插方法的比较

如何把离散的气象台站资料通过合适的空间内插方法转变成规则的网格数据,对于气候变化分析和模拟研究具有重要的意义.作者利用中国区域160个常用台站10年降水观测资料为例,分别采用克里格(Kriging)插值、反距离加权、Delaunay三角剖分线性插值、双谐样条(Biharmonic Spline)插值和Cressman客观分析等几种常见的空间内插方法,较为系统地分析和比较了这几种内插方法插值结果之间的异同,对其优缺点和适用范围进行了适当讨论,并采用不同的网格分辨率和影响半径对Cressman客观分析方法做了进一步分析比较.结果表明:在台站分布密集的区域不同空间内插方法之间差异较小,在台站分布稀疏的区域则差异较大;与更加密集的台站观测资料的比较显示,自动调节影响半径的Cressman客观分析方法与双谐样条插值方法误差相对较小.     

针对模式风场的格点预报订正方案对比

为了将格点观测融合产品用于模式预报产品的滚动订正中,获得精准的预报效果,使用国家气象信息中心HRCLDAS（High Resolution China Meteorological Administration Land Data Assimilation System）业务系统产生的高频次格点风场融合产品作为实况资料,采用两种风场模型和8种格点误差订正方案,对模式风预报产品进行订正预报试验,试验选择欧洲中期天气预报中心10 m风预报产品的2017年1月1日—2月28日以及2017年6月1日—7月31日两个时间段,进行了预报模拟试验,对8种格点误差订正方案的订正结果进行检验,同时将订正场插值到站点,使用国家级2400个地面气象站风场资料进行站点检验,结果表明:无论从格点还是站点检验的平均绝对偏差、准确率、绝对偏差分布频率结果看,采用基于模式和实况因子的全格点滑动建模订正方案具有最佳的订正效果。     

冷锋影响山东半岛的中尺度客观分析试验

使用山东半岛部分加密测站的锋面个例逐时资料，采用九点拉格朗日插值的逐步订正法，对地面场的资料进行了个尺度客观分析试验。通过对逐步订正法中观测前５个时次资料平均场、观测前１个时次资料场和观测时次资料场作为不同的初始估计场得到的客观分析结果的比较，提出在山东半岛进行中尺度客观分析，当观测资料分布不均，海面区域没有资料点及冷锋附近气象要素变化剧烈时，采用观测时次资料场作为有限区域网格的初始估计场而得到的结果较好。     

南海海面风场客观分析的原理和计算

针对南海海面气象资料稀少、海陆交界处风资料又很不连续的情况,在做南海海面风场的细网格客观分析时,本文充分考虑海域和周围陆地的气压信息,用新的“四点法”扫描先做气压客观分析,然后才用假地转(梯度)风原理和实况风记录的订正去求得格点风资料。根据本分析原理设计成一整套功能齐全的微机计算和资料管理程序,操作方便,计算省时。经五个月的业务试用效果良好。