降水概率预报的特点及国内外概况

自开展天气预报业务以来，已出现了多种形式的天气预报，大致可分为：定性预报、定量预报、形态预报和概率预报四种类型’‘’。60年代以后，由于数值天气预报的发展，美国国家气象局（NWS）最先把概率天气预报用于日常预报业务，并于1965年开始进行降水概率预报的业务试验。降水概率预报是天气变化的随机性和天气预报的不确定性所要求的。当今社会人们对天气预报的精度要求越来越高，迫切需要天气预报服务与社会经济相适应，使其在社会经济中产生更大的效益。本文主要介绍降水概率预报的基本特点、国内外降水概率预报的方法与业务应用情…     

天气预报的发展趋势──概率天气预报

随着科学技术的飞速发展，科学决策水平的逐步提高，人们已不在满足天气预报中的“有”或“无”的定性预报用语了。因此一种新的预报方法—一概率天气预报便应运而生。l概率天气预报的含义及国外现状所谓概率天气预报就是利用现代化技术手段，对未来天气现象出现的可能性，用百分率定量表述的（统计学方法或统计—一动力方法预报某一天气现象可能发生并同时定量地给出其发生的可能性的）一种天气预报方法。目前广泛应用的是降水概率天气预报。首先使用概率天气预报的是一些发达国家和地区。美国国家气象局最早于1965年开始进行概率天气预报…     

不确定性理论——集对分析在MOS概率天气预报中的应用

概率天气预报的关键问题之一是天气预报的不确定性,而集对分析(SPA)为研究天气预报的不确定性问题提供了新的思路和途径。本文针对概率天气预报的特点,应用SPA中联系度的概念,对数值预报产品的预报因子设立中相关概率区间,进行同异反分析,建立了基于SPA的MOS概率天气预报模型。试验表明,联系度概念的引进增强了概率天气预报模型结构的合理性,提高了用数值预报产品制作概率天气预报的准确率。     

天气预报技巧和价值的关系

利用一个简单的花费-损失比模型介绍了天气预报系统的技巧和其对用户的价值之间的关系。以欧洲中期天气预报中心的集合预报系统的控制预报和集合预报为例，对确定性预报和概率预报的情况分别进行了说明。结果表明，有技巧的天气预报系统只有在用产的花费-损矢比(C／L)在某一数值区间内时对用户才是有价值的。通过对比分析集合预报系统EPS概率预报和确定性预报的相对经济价值曲线，说明概率预报系统比一个与其质量相当的确定性预报系统具有较大的价值优势，而根据C／L选择最佳概率阈值对于实现其最大预报价值尤为重要。     

概率及天气概率预报

本文通过分析数学意义上的概率,以及气象业务实践中的概率预报,阐明了概率预报在天气预报中的应用价值。特别是对于数值预报产品开发应用,实行天气预报逐级指导,具有一定的参考意义。     

集合数值天气预报的研究进展

集合预报是目前国外广泛应用的一种新的数值预报技术，国内由于计算条件的限制，集合预报的研究应用起步较晚，目前虽已取得了一些研究成果，但还没有广泛的应用到实际的业务预报之中。集合预报的应用，在天气预报上主要是概率预报，另外在“目标观测”、资料同化等方面也有广泛应用。集合概率预报的一系列适用的验证，增加了概率预报的信度。     

全国各省市气象科技期刊文摘⑨

１非参数估计概率天气预报方法的概率基础《军事气象》２００１年第４期赵瑞星总参气象中心１０００８１摘要非参数估计概率天气预报方法是直接基于天气样本数据建立概率天气预报模型的方法，它避免了概率密度估计误差的影响。最近邻相似概率天气预报方法和Ｋ近邻概率天气预报方法是这类预报方法中的两种，实际上窗函数估计概率天气预报方法也属此类方法。许多文献中已较详细地叙述了它们的原理和计算方法，但仍没有说明其理论基础是什么。为此，我们从Ｂａｙｅｓ后验概率公式出发，用频率和窗函数的方法对最近邻和Ｋ近邻权函数概率天气…     

亚高斯贝叶斯预报处理器及其初步试验

为用户提供概率天气预报信息是公共气象服务的发展趋势,概率天气预报技术的不断改进实现了概率天气预报信息的不断优化。在众多概率天气预报技术方法中,贝叶斯预报处理器是一种新近出现的、基于贝叶斯统计理论的概率预报技术;贝叶斯预报处理器可以根据一个确定性预报系统的预报值与观测值之间代表着这个系统预报性能的统计关系,借助于贝叶斯统计理论,把一个确定性预报转化为一个概率预报,从而实现对预报不确定性的定量化。由于亚高斯似然模型可以适用于多种单调似然比随机依赖结构,故采用该似然模型的亚高斯贝叶斯预报处理器,它在气象、水文等领域具有较强的适用性。在简要介绍了连续型二维随机变量情形下的贝叶斯定理及正态-线性贝叶斯预报处理器之后,详细论述了采用单一预报因子的连续型预报量亚高斯贝叶斯预报处理器,并以长沙站和武汉站2008年1月每日00时(世界时)地面气温(T2m)的中国国家气象中心、欧洲中期天气预报中心、美国国家环境预测中心集合预报中的控制预报资料(预报时效选为96h)作为确定性预报样本,对亚高斯贝叶斯预报处理器进行了初步试验。结果表明,亚高斯贝叶斯预报处理器可以将T2m各集合预报中的控制预报转化为能定量地表达各控制预报不确定性的T2...     

天气概率预报的科学性及其经济实用价值

阐明了天气概率预报产生与兴起的科学性、先进性,重点说明了其使用方法及经济实用价值,提出了天气概率预报是人类对天气气候变化具有随机规律性的认识不断深化的结果,它是适应社会需求,提高天气预报效益和社会经济服务效益的重要手段,是天气预报发展的必然结果。     

近10年中国现代天气预报的发展与应用

近10年来,随着数值预报技术的进步,探测手段的日臻完善和丰富,以及高性能计算机快速发展和应用,现代天气预报技术取得了显著的进步,其中快速更新同化分析和预报、集合预报、概率预报以及数字化预报等新技术的应用,促进了中国天气预报业务水平的提高,在中国防灾减灾、保障社会经济发展和人民安康福祉的气象服务中发挥了重要作用。回顾和介绍了近10年中国现代天气预报新技术,主要包括基于中尺度模式的多源资料快速更新同化预报技术,提供灾害性、极端性天气预报的不确定性信息的集合预报和概率预报技术及高时空分辨率气象要素的数字化预报技术,展望未来发展趋势,以期能够对未来天气预报技术发展提供借鉴和参考。     

Simulation of weather systems over Indian region using mesoscale models

Summary Simulation studies have been carried out for two weather systems namely; a pre-monsoon thunderstorm over east coast of India and a weak cyclonic circulation associated with feeble low pressure area over south peninsular India. Two sets of forecast results are obtained: one using Advanced Regional Prediction System Model and other using Weather Research and Forecasting Model. The model performances are compared by examining the predicted parameters like mean sea level pressure, wind, moisture fields and rainfall. The rainfall prediction is assessed qualitatively by comparing the spatial distribution with satellite cloud images and quantitatively by comparing rainfall rates with Tropical Rainfall Measuring Mission products and/or the observed station values reported in Indian Daily Weather Reports. It is found that in case of idealized simulation of thunderstorm, Advanced Regional Prediction System Model has well predicted the spatial distribution of rainfall which is consistent with the clouding in satellite cloud images. It also has simulated the diverging winds at lower levels associated with downdraft during mature/dissipation stage of thunderstorm. Weather Research and Forecasting Model failed to predict these features. In case of a weak cyclonic circulation simulation experiment, Advanced Regional Prediction System model is able to simulate the rainy area better compared to those produced by Weather Research and Forecasting Model. Both models failed to produce observed heavy precipitation rates.     

基于BMA方法的地面气温的10～15 d延伸期概率预报研究

利用TIGGE资料提供的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)、英国气象局(UKMO)三个预报中心2013年6月1日至8月31日的地面2 m气温10~15 d预报资料,对延伸期地面气温进行贝叶斯模式平均(Bayesian Model Averaging,BMA)预报试验。结果表明,BMA方法的预报效果随训练期长度而改变,训练期长度为30 d时预报效果最优。BMA方法可提供全概率密度函数,定量描述预报不确定性的大小,且陆地上预报不确定性大于海洋上的预报不确定性,高纬度地区预报不确定性大于低纬度地区的预报不确定性。利用CRPS评分对BMA概率预报技巧进行评估,发现预报技巧随预报时效的延长降低,且预报技巧在海洋上优于陆地、低纬度地区优于高纬度地区。此外,3 d、5 d和7 d滑动平均的预报值反映某些天气过程的平均要素预报,对于提高10~15 d延伸期概率预报技巧有一定效果,且滑动天数越长,预报效果越好。     

风廓线雷达和雨滴谱仪资料在北京一次弱雨雪天气中的特征分析

利用北京市海淀区风廓线雷达、OTT Parsivel 2多功能激光雨滴谱仪和自动气象站观测资料,对2016年11月20日北京一次雨雪天气过程的演变特征进行了初步分析。结果表明:(1)风廓线(低模式)雷达反射率因子与雨滴谱仪反射率因子序列的变化趋势一致。当风廓线雷达反射率因子亮带消失后,雨滴谱反射率因子序列出现先降后升的小幅波动,降水相态转为降雪。(2)降水相态发生雨雪转换时,风廓线雷达谱宽600 m高度分散的大值区减弱并随高度降低后,雨滴谱仪数浓度出现先降后升的小幅度波动。(3)本次弱降水相态转换发生时,风廓线雷达所探测的垂直径向速度变化不明显,而雨滴谱仪降雨强度变化却有明显减弱特征,其雨强由5 mm·h^-1下降至1 mm·h^-1左右,这对临近降水相态变化的监测预报有一定指示意义。     

Processing of Indian Doppler Weather Radar data for mesoscale applications

This paper demonstrates the usefulness of Indian Doppler Weather Radar (DWR) data for nowcasting applications, and assimilation into a mesoscale Numerical Weather Prediction (NWP) model. Warning Decision Support System Integrated Information (WDSS-II) developed by National Severe Storm Laboratory (NSSL) and Advanced Regional Prediction System (ARPS) developed at the Centre for Analysis and Prediction, University of Oklahoma are used for this purpose. The study reveals that the WDSS-II software is capable of detecting and removing anomalous propagation echoes from the Indian DWR data. The software can be used to track storm cells and mesocyclones through successive scans. Radar reflectivity mosaics are created for a land-falling tropical cyclone??Khaimuk of 14 November 2008 over the Bay of Bengal using observations from three DWR stations, namely, Visakhapatnam, Machilipatnam and Chennai. Assimilation of the quality-controlled radar data (DWR, Chennai) of the WDSS-II software in a very high-resolution NWP model (ARPS) has a positive impact for improving mesoscale prediction. This has been demonstrated for a land-falling tropical cyclone Nisha of 27 November 2008 of Tamil Nadu coast. This paper also discusses the optimum scan strategy and networking considerations. This work illustrates an important step of transforming research to operation.     

中国国家气象中心中期数值天气预报业务系统

中期天气预报的研究要形成日常的业务，不仅仅是气象问题，也包括相当多的工程技术上的问题。本文概括地描述中国国家气象中心建立中期数值天气预报业务系统过程中的研究与工程建设成果以及运行状况、效果检验等。     

Real Data Assimilation Using the Local Ensemble Transform Kalman Filter (LETKF) System for a Global Non-hydrostatic NWP model on the Cubed-sphere

An ensemble data assimilation system using the 4-dimensional Local Ensemble Transform Kalman Filter is implemented to a global non-hydrostatic Numerical Weather Prediction model on the cubed-sphere. The ensemble data assimilation system is coupled to the Korea Institute of Atmospheric Prediction Systems Package for Observation Processing, for real observation data from diverse resources, including satellites. For computational efficiency in a parallel computing environment, we employ some advanced software engineering techniques in the handling of a large number of files. The ensemble data assimilation system is tested in a semi-operational mode, and its performance is verified using the Integrated Forecast System analysis from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. It is found that the system can be stabilized effectively by additive inflation to account for sampling errors, especially when radiance satellite data are additionally used.     

EuroMET及其主要技术特征

简要介绍了ＥｕｒｉｏＭＥＴ的基本情况、在线运行课件ＮＷＰ和ＳＡＴＭＥＴ的主要内容。重点讲述了ＥｕｒｏＭＥＴ的技术方法,技术路线和主要的技术特征。简略的论述了ＥｕｒｏＭＥＴ软件包的汉化及在中国甚至语文化圈内上网运动的可行性。     

美国数值预报研究动态与业务进展

介绍了近年来美国数值预报研究和业务应用方面的进展和动态,简述了资料分析与同化,高分辨率模式,短期集合预报,热带气旋预报及物理过程参数化等方面的技术进展,并提出了为使数值预报适应未来高性能巨型计算机技术的发展需要考虑的关于模式分辨率,资料的观测及分析同化技术等问题。     

韶关市降雪天气的分析和预报

全市性降雪是韶关市的灾害性天气之一。本文分析其气候特点、环流背景以及天气形势，并应用数值预报产品和实时资料相结合总结建立全市性降雪的短期预报指标。     

应用数值预报产品作韶关市强冷空气、寒潮预报

以数值预报产品为基础，结合预报经验，选取影响气温变化的主要因子，设计了一种将预报因子按三级编码的释用方案，来制作韶关市强冷空气、寒潮预报。