模糊数学在客观分析中的应用

本文在运用样条函数进行客观分析时引用了模糊数学中的模糊决策方法。它可以很方便地选出应使用的最佳测站或测站组,然后再用这些测站的资料进行样条分析得出客观分析场。通过500百帕高度场的实例分析,证明其效果是较好的。此法作改进后,可以采用模糊数学方法直接得到网格点上的客观分析值。     

关于计算不规则网点、矩形、正方形网点偏导数的一种统一格式

本文基于广义导数,推演了一种计算平面不规则网点和矩形、正方形网点偏导数的一种统一格式。使用前者,我们可无需客观分析而直接从测站要素的测值计算其变化率(导数),以及诸如测站的涡、散度等量。 同时,为避免应用上述一般格式而过份削弱主要的气象波,我们在一种高度场客观分析方法的基础上,混合使用测风和高度值,循此方法讨论了一种计算上述诸网点高度场各偏导数的格式。 这样,不规则网点、矩形和正方形网点就有了一个统一的计算其上各要素变化率的格式。这对数值预告方法的探讨以及混合使用,三角形、正方形、矩形网格等方面,都可能是有益的。     

一种新的平面插值方法

一、前言众所周知,气象要素场的客观分析,对于现代气象学的发展起着至关重要的作用。其分析结果的精确度,主要取决于插值方法。如何将不规则测站上的气象要素值合理地内插到规则的网略点上,是做好客观分析的重要保证。Gustafsson(1984)在回顾客观分析     

近百年中国降水的测站资料和格点化资料对比

将Hulme的全球陆地格点化降水资料在中国陆地区域内同测站值进行了对比分析。结果表明,格点化资料能较好地描述降水场的大尺度特征,40多个格点值序列代表了全国近200个测站记录,并具有较高的时空覆盖率。当仅对中国区域内的降水进行分析时,为使资料的代表性更好,需对位于国界附近和沿海地区格点的序列值进行必要的修正。     

南半球地面和500hPa客观分析图的检验与使用

本文将1985年8—12月南半球地面和500hPa客观分析图与原手工分析图和测站实测记录做了对比检验。检验结果表明,客观分析图对大的环流形势和主要天气系统的分析,与手工分析图一样清楚可靠,且在系统的连续性、上下层的配合及对弱小系统的分析等方面都较原来的手工分析图更好,比手工分析图能较早地发现新生系统。对等值线的数值和走向的分析,大多数情况都与测站的实测记录基本相符。8—10月,对地面图上南极地区的客观分析,南极高压强度的分析与手工分析图差异较大,等值线的数值也常与实测记录值有较大出入,在使用中值得注意。     

MOMS 中尺度模式的多元最优插值客观分析方法

数值预报模式的预报结果与初始值关系较为密切。因此改善初始场的客观分析效果，是提高预报准确率的一个重要方面。该文针对MOMS中尺度模式的特点，研究设计了多元最优插值客观分析方法。采用T42模式预报结果作为初估值，在测站的选择、记录的订正、测站资料补缺等诸方面都考虑了中尺度模式的特点。该客观分析方案为中尺度数值天气预报及诊断分析提供了较好的初值，对提高中尺度模式的预报效果起到了较好的作用。     

基于闪电定位数据的地闪密度修订

利用湖北省闪电定位系统(Lightning Location System,LLS)资料,用网格地闪密度数据表征地闪的空间分布,测站距离因子表征探测站布局,对2015年地闪空间分布特征进行分析,结果表明,其密度与因子之间存在负相关,其中雷电流幅值5~30kA的密度分量与因子之间存在显著性相关,大于30kA的密度分量与因子相关不显著。同时发现探测站布局对地闪空间分布的疏密程度有一定的影响,因此有必要对密度进行修订,以消除测站布局的影响。运用线性回归方法及其残差理论,建立了网格地闪密度的修订模型和相对探测效率的统计模型。验证了密度分段修订和不分段修订结果的一致性。通过对理论探测效率和相对探测效率的对比分析,论证了地闪密度修订方法和相对探测效率统计方法的可行性。     

高空图的业务客观分析

一、引言 所谓的客观分析的基本点是根据不规则的、疏密不均匀的测站资料而得到规则网格点上的适当数值。客观分析应用于实况资料分析和为数值天气预报提供初始场,是自动化数值预报体系的重要环节。 由Panofsky(1949)提出并由Gilckrist和Cressman(1954)作了修改的最早的客观分析方法是用最小二乘法使资料满足一些多项式。多项式法在无资料地区会产生计算不     

用初估场对比中芬探空仪温度和位势高度记录

对部分高空台站2007—2009年近3年探空记录的统计分析表明:邻近测站同一型号探空仪的温度和位势高度记录与6 h数值预报初估场的平均偏差一致,但不同型号探空仪记录与初估场的平均偏差存在明显差异,因此可以利用初估场进行邻近测站不同型号探空仪之间的间接对比。该文利用初估场与台站探空记录的差值,分析了使用芬兰Vaisala公司RS92型探空仪的中国香港站与邻近的使用L波段探空仪的梧州、汕头、东源、阳江4站2年的温度和位势高度记录的系统差,结果表明:19:00(北京时,下同),L波段探空仪的温度和位势高度记录在平流层分别偏低达1℃和30 gpm;07:00,L波段探空仪的温度记录在对流层偏高0.4℃,导致其位势高度记录也在对流层偏高;两套设备的系统差不仅有显著的日夜差异和季节性差异,也存在一定的年际差异。     

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。     

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。     

站点气温格点化方法在贵州区域的研究与应用

利用2019年1—12月国家气象信息中心实况格点资料、贵州地面观测站资料以及ECMWF 2m气温0场资料,讨论了相同插值方案下站点数对空间分布的反演效果以及相同测站数下不同插值方案的表现,同时对国家气象信息中心实况格点场进行了检验,并对本地建立的气温格点分析场进行初步评估。结果表明：相同的插值方案下,站数越多越能反映要素场的实际分布状态;基于贵州特殊地形,在相同站数下双线性插值法优于邻域法;通过对国家气象信息中心实况格点分析场评估,日最高、低气温在贵州区域均存在明显误差,其平均绝对误差分别为1.6 ℃与1.1 ℃左右, 平均RMSE分别达2.2 ℃与1.6 ℃。采用Cressman方案对离散观测资料重建的本地化气温格点分析场,其最高、最低气温平均绝对误差降至0.2 ℃与0.1 ℃左右,大幅度降低了与测站观测值的差异,基本可以代替国家气象信息中心下发气温格点分析场,并将为今后我省业务或研究工作中格点预报的客观订正提供新的更符合实际的参考。     

短期降水客观、定量预报方案的半自动化实施流程

本文研制了一个在PDP11/23小型计算机上实施的客观、定量短期降水场预报的半自动化流程。使用FORTRAN—Ⅶ语言, 先建立脱离程序的磁盘数据文件, 再执行由19个目标程序块所构成的“任务映象文件”,完成:①120个测站的四个标准层上气象常规电码自动分。离;②对15×15个网格点气象要素值进行插值计算;③对环流形势、水汽能量、动力辐合垂直运动等7个物理量场值进行计算;④用车贝雪夫多项式展开的办法, 对上述物理量场浓缩处理;⑤环流客观分类后,按类求取六个12小时时段的江苏省降水场预报值。 通过1984年6—7月逐日检验, 证明了:①省级气象台实现短期降水场的客观、定量预报是可行的;②与该流程所对应的预报方案在量级和分布两方面均有一定的预报能力;③流程的设计方式为方案的改进,提供了很大方便。     

新疆夏季降水的区域特征分析

利用新疆103个测站1961—2006年6—8月降水量资料,采用旋转经验正交展开(REOF)方法对新疆夏季降水场进行客观分区,并对各区域夏季降水的特征进行了分析。结果表明:新疆夏季降水场可分为4个区域,各区域的夏季降水的长期演变趋势基本一致,但强度上存在差异,且存在明显不同的突变和周期特征。     

济南市新老站址气温观测资料对比分析

对1998～2000年济南市龟山(新测站)和无影山(老测站)的气温观测资料进行对比分析。结果表明：龟山站无论是平均气温还是最低气温均比无影山站低。但各月偏低的程度不同；而最高气温各月的差值趋势并不一致。因此，在使用该站资料时，应考虑由于测站的迁移而产生的差异。     

近40年青藏高原地区的气候变化--NCEP和ECMWF地面气温及降水再分析和实测资料对比分析

为了分析青藏高原地区的地面气候变化,利用我国高原地区的地面测站逐日平均气温和降水资料、NCEP(美国环境预报中心)、ECMWF(欧洲中期数值预报中心)的再分析值地面气温及降水量资料,对比分析了青藏高原的气候变化.分析发现,40年来所选地面代表测站气温变暖现象较明显(南部的帕里除外),特别是青藏高原北部的茫崖气温增暖非常显著,而40年再分析资料在青藏高原地区没有显示明显的气温变暖,没有大的地域差别,而再分析气温资料在华北平原地区却能显示出较明显的气温变暖,再分析气温资料尤其是NCEP地面气温资料在青藏高原上明显偏低.ECMWF再分析地面降水资料的年际变化显示,近40年来,青藏高原降水没有明显的变干或变湿趋势,但近十几年属于有资料以来较湿的时段.地面测站年降水观测值不像气温观测值那样有明显的变化趋势.     

MM4 模式中站点相关性的研究和客观分析方案的改进

采用多元统计学中的主成分分析法，通过对MM4模式计算范围内169个测站的风、压、湿和温度的相关分析，确定了89个关键站，另外80个非关键站可由这89个关键站通过多元回归的方法求得。用这种方法，整个计算区域内的统计信息损失量大约超过2%。文章选取1992年7月24日到25日的一次暴雨过程，用关键站的相关最大的站，对缺测的站使用多元回归的方法补值，然后再用MM4模式进行数值预报试验，发现客观分析场和预报场的准确度都有提高。     

夏半年青藏高原东部大气热源异常对环流和降水的影响

本文利用高原２３个测站探空资料，经客观分析求得的１９８３－１９９２年夏半年逐月青藏高原东部大气热源和水汽汇积分值，讨论了高原东部大气热源对北半球大气环流以及对我国降水的影响。月距平均资料显示，高原东部大气热源在ＥＮＳＯ年一般有所加强，与此相应，５００ｈＰａ高度场从高原到淮河流域为一低值区，蒙古一带为高压区，１００ｈＰａ高度场高原上空为高压区，我国东北，朝鲜和日本一带为低值区。     

中央气象台探空资料客观分析业务系统的研究与实现

研发了基于Cressman线性插值方法的探空资料客观分析业务系统。针对客观分析在业务工作中的问题,提出几种解决方法：①提出了在观测场中找出可疑站点的检测算法,避免了可疑观测值对分析场的影响;②通过对分析的等值线进行后处理操作,做到分析结果与观测数据一致,不增加或者漏掉高低值中心;③提出了对分析场进行自适应平滑处理的方法,即保留了小面积高低值中心,又提高了等值线的光滑与美观程度。试验结果显示：使用该方法得到的探空资料客观分析结果与观测数据较一致,在等值线的光滑程度上接近预报员的手工分析结果,从而证明了本文所提方法的可行性和有效性。     

正确选择探空记录的特性层

正确选择探空记录的特性层李霞（省气象局兰州观测站７３００２０）特性层是反映探空测站上空大气层结特征的气层。在探空记录中，选择特性层是一项重要而细致的工作。正确选择特性层，能客观反映测站上空的层结变化、云顶以及对流层顶高度，对天气预报、科学研究和航空飞...