SVD方法在场分析和预测中的应用

由预报场与因子场的奇异值分解（SVD），可找到影响预报场的主要物理因子，能提取两个场相互作用的主要耦合信号，借助最优化技术，可实现由因子场对预报场的客观预报，以华中汛期降水场为左场，4月北半球500hPa高度场，海平面气压场，北太平洋海温场组成右场，进行SVD分析和预报试验，其结果令人满意。     

El Niño期间移动性海温场与大气环流相互关系的复奇异值分解

利用 1 982～ 1 983年北太平洋海温场、OLR场、TBB场和 50 0 h Pa高度场的月均资料及复奇异值分解方法 ( CSVD)初步研究了移动性海温场与大气环流的相互关系 ,结果表明 :( 1 )在1 982～ 1 983年 ,海温变化有很大的空间尺度 ,但各海区海温振荡的变化方向及变化程度存在差异 ,赤道中太平洋有持续的增暖过程 ,并有东传趋势 ,赤道太平洋地区存在海温场传播的“源”和“汇”;( 2 ) OLR场和 TBB场在低纬地区与 SST场有密切联系 ,对流的加强基本和海温增暖变化相一致 ,热带对流活动在海气相互作用中有重要影响 ,但 OLR场和 TBB场所表现的振荡特征、移动特征和“源”“汇”特征是有差异的 ;( 3) 50 0 h Pa高度场的振幅和位相空间场中 ,振幅分布和位相梯度的指向说明了副热带高压南北进退的重要影响 ;( 4 )由奇异值的大小揭示的海气相互关系中 ,高度场与海温场的关系比 OL R场、TBB场与海温场的关系更紧密 ;( 5)在研究两个移动场的相互关系中 ,CSVD分解方法具有很强的特征浓缩性 ,具有诊断提取要素场中强信号及优势信号的能力 ,这说明 CSVD方法值得推广。     

SVD方法在场的定量预测中的应用

经SVD分析,截取足够多的预报场和因子场时间系数,使其相互关系代表两场的大尺度联系,预报场时间系数与其奇异向量线性组合估计场能反映原场主要特征.利用最小二乘法得到数值上最接近原场的初值,借助最优化技术,确定合理的系数,建立预测公式,由因子场时间系数预测预报场时间系数,同时订正预报场时间系数a1,a2,……,aN本身的误差和反演过程中分析误差造成的场格点趋势预测的误差.最后将预测的预报场时间系数和对应奇异向量反演为整个场的预报.预报过程重点考虑可预报的大尺度变化,滤去不可预报的小扰动,依据两场主要耦合关系,预测预报场未来的主要变化.     

GRAPES全球三维变分同化业务系统性能

近年来,GRAPES全球三维变分同化系统分析性能和稳定性有了长足进步。该文简要介绍了近两年GRAPES全球:三维变分同化技术的发展与改进情况,包括同化框架技术、资料同化应用技术与系统稳定性等方面。分析诊断了两年的同化循环试验结果,以探空资料作为参考,对ERA-Interim再分析场、NCEP FNL分析场和GRAPES全球三维变分分析场的统计特征进行了比较;以ERA-Interim再分析场作为参考,对NCEP FNL分析场、T639分析场和GRAPES全球三维变分分析场进行比较。结果表明:GRAPES分析场的质量明显优于T639分析场,性能上达到了业务化的要求,但相比NCEP FNL分析场还有一定差距,特别是对流层内湿度分析场的误差还比较大。     

1998年夏季青藏高原上东移MCS环境场特征的聚类分析

在对夏季青藏高原上中尺度对流系统(MCS)进行自动追踪的基础上,利用环境物理量场数值格点预报资料(HLAFS),运用空间聚类中的CLARANS法对东移出高原的MCS环境场进行了挖掘和分析,获得了在青藏高原地区大气低层MCS热力场(温度场、湿度场和水汽通量散度场)和动力场(涡度场、散度场和垂直速度场)的空间分布特征,从而揭示了有利于MCS形成、发展和东移出高原的动力和热力学条件。MCS环境场中的散度场、垂直速度场以及水汽通量散度场空间分布特征的变化是MCS发展、演变的重要影响因素,这为夏季青藏高原上MCS发生、发展的动力及热力学机制的研究,以及高原上MCS移动路径的预测提供了一种全新而有效的方法。     

不同背景场条件下AREM模式预报效果评估分析

分析了2005年6月1日至11月31日以T213分析场为背景场和以AVN（Aviation）分析场为背景场条件下AREM（Advanced Regional Eta Model）模式降水预报效果,并对两分析场计算日平均偏差和均方根标准差,分析偏差分布、总结两者之间的差别。结果表明：AREM模式在其他条件完全相同,分别使用两种分析场做背景场条件下,出现了降水预报效果的较明显差异,总体上以AVN分析场为背景场条件下AREM模式的预报效果好于以T213分析场为背景场;对两分析场进行统计学对比,发现两分析场在高度、温度和相对湿度3个要素上存在较大的差异,两分析场在新疆北侧的西伯利亚、内蒙古东北部及俄罗斯东南部区域、孟加拉湾、青藏高原等地区存在较大偏差,而这些地区的天气系统对我国天气有重要的影响。     

福建汛期降水主分量逐步回归预测模型研究

建立福建汛期降水量气候场的主分量逐步回归预测模型,通过预测福建汛期降水量气候场的主分量来实现对福建汛期降水量场的预测。选取北半球500 hPa高度场、太平洋海温场、北半球海平面气压场等含不同区域不同季节的诸多因子场的前若干主分量因子作为预测因子。计算分析了福建汛期降水场的主分量分布特征和分型特点。利用相关筛选和双重检验逐步回归方法,建立福建汛期降水场与多个因子场的关系,建立主分量的预测方程。通过对2012年福建汛期降水的预报,发现该模型对福建汛期降水的趋势和分布有较好的预测能力。     

前期高度场和海温场变化对贵州冬季冻雨的影响

基于1962~2008年贵州84站冬季冻雨日数、前期北半球500h Pa高度场和西北太平洋海温场资料,利用秩序量三因子最佳子集回归法,开展前期高度场和海温场变化对贵州冬季冻雨的影响分析。结果发现:前期两个场共同作为预报因子比把其中某场单独作为预报因子的相关要好,预报因子最佳时段为同年的4~7月,并存在着较好的"跨季度相关"现象。影响贵州冬季冻雨的最佳预报因子主要集中于高度场和海温场具有重要天气气候意义的关键区域,如暖池附近以及北美洲东北部等区域。     

基于SVD技术的短期气候信号提取和预测方法

在预报因子场与预报对象场物理联系的基础上，我们提出了一种基于SVD诊断分析的气象信号提取技术和预测方法。并应用于高原东侧地区降水场预测，通过前期高原地面加热场、高原上空100hPa高度场的SVD分析，成功提取了高原东侧地区降水场的前期预测信号。     

预报技巧的诊断研究

利用国家气象中心（北京）Ｔ４２Ｌ９模式的初始资料和预报资料，对５００ｈＰａ高度场的预报技巧进行了统计分析，并用一个简单的正压准地转谱模式对两个典型个例的正压不稳定性进行了研究。结果发现：北半球５００ｈＰａ高度场第五天的预报与初始场的某些经验正交函数的典型场有关。预报技巧与初始场的稳定性及其误差和背景场的配置有关。     

THE COMBINATORY METHOD FOR DETERMINATION OF THE TURBULENT FLUXES AND UNIVERSAL FUNCTIONS IN THE SURFACE LAYER

A combinatory method of determining the turbulent fluxes in the surface layer has been developed and their generalrepresentations have been thus obtained.The universal functions of the (M-O) similarity in the surface layer can be de-termined by the method.The results calculated by using the ITCE's data indicate that the method is feasible.     

THE COMBINATORY METHOD FOR DETERMINATION OF THE TURBULENT FLUXES AND UNIVERSAL FUNCTIONS IN THE SURFACE LAYER*

A combinatory method of determining the turbulent fluxes in the surface layer has been developed and their general representations have been thus obtained.The universal functions of the (M-O) similarity in the surface layer can be determined by the method.The results calculated by using the ITCE's data indicate that the method is feasible.     

SURFACE IMBALANCE ENERGY CALCULATED AND ANALYZED WITH THE DATA OF EBEX-2000*

Mainly.three methods have been developed to calculate turbulence heat flux.They are eddy covariance method,Bowen ratio/energy balance method and aerodynamic method.In this paper, all the three methods have been used to calculate sensible heat flux,latent heat flux and imbalance energy near the surface with the experiment data of EBEX-2000.Then comparisons of the three methods and some possible explanations of the surface imbalance energy are given.     

1994年华南暴雨期间夏季风的特征及其对水汽的输送

用拉格朗日方法计算等熵面上空气质点和物质的轨迹。分析指出１９９４年华南暴雨和夏季风异常有密切的关系,特别是东亚热带季风更是决定性的作用;用这种方法可以追踪水汤的源地及演变过程,分析气流对水汽的输送作用。     

THE CHARACTERISTICS OF SUMMER MONSOON AND TRANSPORT OF MOISTURE IN A HEAVY RAIN OVER SOUTH CHINA IN 1994

The trajectory of atmospheric particles and material lines on an isentropic surface are computed using the Lagrangian method. It is shown that the 1994 heavy rain in South China was closely linked to the summer monsoon, especially the tropical monsoon in East Asia. which plays a decisive role. The method is useful in tracking the source area and evolution of water moisture and analyzing the transporting part of airflow for water moisture.     

组合法确定近地面层湍流通量和通用函数

本文发展了确定近地面层湍流通量的组合法,得到了它们的一般表达式。并用这种方法确定近地面层MO相似性函数。利用ITCE的观测资料作为实例计算,结果表明这种方法是可行的。     

不同下垫面上近地层湍流的多尺度属性研究

文中利用统计和多尺度分析方法分析了几种复杂下垫面情况下的风、温湍流脉动观测资料 ,结果表明 :下垫面结构的差异明显地影响湍流量 ,如 :戈壁地区的热力作用明显大于雪面和城郊面 ,表现在湍流时间尺度上也明显地大于雪面和城郊面。但复杂下垫面下的湍谱在惯性区仍满足“- 23”次律 ;多尺度方法研究湍流 ,可以更简捷地分析湍流的多尺度结构及其在湍流输送中的作用。由此可看出 ,多尺度方法是发展湍流统计理论的一种有效工具。     

非均匀陆面上区域蒸发（散）研究概况

介绍和评述了非均匀陆面上蒸发研究的传统方法，模拟方法和遥感方法，指出遥感方法在估算非均匀陆地表面区域蒸发量时有独到的作用。     

平流层臭氧变化对大气加热率及到达地面紫外辐射的影响

平流层臭氧的变化对平流层的温度结构，整个大气环流以及到达地面的紫外辐射均有影响。本文采用一个计算臭氧吸收太阳辐射的参数化方法和有关资料，研究了臭氧变化对大气最大加热率和到达地面的紫外辐射通量密度的影响情况。文中给出的参数化方法可直接应用于大气环流模式计算臭氧吸收太阳辐射的加热率。     

论近地面层湍流通量观测的一些问题

本文回顾并总结了目前在近地面层内观测湍流通量的方法。指出了各种观测方法的适用条件。比较了它们的测量误差和它们的优缺点，并讨论了各种测量方法存在的问题。该文的讨论对于选择近地面层湍流通量观测方案、提高观测精度、评价观测结果并对结果进行修正都有一定参考价值。