乡镇精细化最高最低气温预报方法研究

对2008年10月至2009年9月安徽省乡镇与县站观测站最低、最高温度的差异进行统计分析。结果表明：乡镇观测点和县站观测点之间的最低、最高温度具有明显差异,且随着季节变化而不同。在此基础上,以预报员主观制作的县站最高、最低预报结果作为基础,利用修正Barnes插值和一阶卡尔曼滤波订正方法制作乡镇站点的最低、最高温度预报表明,该方法制作的乡镇站点最低、最高温度具有较高准确率,前3 d的乡镇最低温度预报准确率和县站的预报比较接近,预报准确率差异在1 %之内,但随着预报时效的增加两者的差异略有增加;对于乡镇的最高温度预报,与县站的最高温度预报小于2℃的准确率始终保持在3 %之内,该方法优于基于WRF模式的MOS方法。对比一阶卡尔曼滤波订正前后效果发现,该方法对乡镇最低和最高温度的前4 d预报具有正订正效果,而对于第5-7 d没有订正效果或为负订正效果。当区分转折性天气后,可以提高第4-7 d的最高温度预报准确率。     

基于相关分析的日照市乡镇温度精细预报方法

利用日照市国家气象观测站（大监站）及分布在全市各乡镇的区域自动观测站近三年日温度极值数据,按区域、天气类型分类别进行相关分析,得到各区域自动站点与大监站日温度极值数据的相关方程,从而利用地市级台站对大监站点的常规温度预报数据得到各乡镇温度预报数值,使温度预报空间尺度达到乡镇一级。     

思南县各乡镇气温分析及气温预报订正方法研究

利用思南县2010—2014年25个乡镇区域自动站和思南国家站气温资料,统计分析发现:思南县各乡镇气温分布主要呈现自南向北递减趋势,各乡镇区域站与思南国家站观测的平均、最高及最低气温存在明显差异,且随着季节变化差异有所不同,各乡镇区域站与思南国家站观测气温的差值绝对值最大值均大于2.0℃。本文结合思南县25个乡镇区域自动站和思南国家站的气温数据及地理分布,选取数据最为完整的思南国家站作为代表站,利用最小二乘法得出各乡镇观测站点与思南国家站气温关系式,建立预报方法。经检验,预报效果总体较好,对思南各乡镇气温预报有较好的指导意义。     

那曲站与其相邻野外站气象要素的对比分析

利用1955-2009年西藏那曲气象站(NQ站)和2001-2009年BJ野外气象站(BJ站)的观测资料,对NQ站和BJ站气温、风速的变化特征进行了对比分析。结果表明,BJ站的年平均温度和最低温度均低于NQ站,年平均风速反之;两站(NQ站-BJ站)温度差的增长率依次为最低温度(0.117℃.a-1)>年平均温度(0.034℃.a-1)>最高温度(-0.014℃.a-1),年平均风速为0.076m.s-1.a-1;以青藏铁路正式通车的2006年为界,2001-2005年和2006-2009年分别为人类活动影响较弱期和较强期。人类活动影响较强期与较弱期相比,两站温度差异增加的幅度依次为最低温度(0.512℃)>年平均温度(0.152℃)>最高温度(-0.025℃),年平均风速为-0.198m.s-1。     

近10a黔东南区域站与国家站降水时空对比分析

该文利用黔东南2010—2019年203个乡镇区域站和国家站16县（市）站逐日降水资料,对降水量、雨日、暴雨日、极端降水量进行时空对比分析。结果表明：乡镇区域站的降水量、雨日、暴雨与国家站相关性较好,通过α=0.01显著性检验,呈正相关及线性一致增加;全年降水量均呈单峰型、雨日呈平缓型、暴雨日数呈双峰型等分布,但量级均有一定差异,其中,雨日和暴雨日数的峰值期、开始期和结束期等不同。乡镇区域站的降水量主要以两条带状分布,并掺夹3个大值中心区,雨日和暴雨日数的集中区呈零散破碎型分布,极端降水量呈带状型分布;而国家站的降水量、雨日、暴雨日数、极端降水量等呈片状型分布。由于乡镇区域站点分布密集,相较于国家站以点带面,乡镇区域站能更好地反映出山地地形对降水分布的影响。     

基于城镇预报的乡镇气温预报方法初探

文章采用2013年7月至2014年6月通辽地区11个国家气象站(对应城镇,下同)和69个区域自动气象站(对应乡镇,下同)逐日20—20时最低温度、最高温度实况资料,分析了各区域气象站与邻近国家气象站实况温度相关关系,给出了替代法、误差订正法、回归方程法3种乡镇温度预报方法并进行了检验评估。结果表明:(1)区域气象站与邻近国家气象站实况温度存在显著的线性正相关关系;(2)回归方程法较另两种方法更优,在实际工作中应予以重点采用;(3)基于城镇预报的乡镇温度预报质量依赖于同期城镇温度预报质量,通常前者较后者略低;(4)以城镇预报为基础,采用回归方程法制作的乡镇温度预报质量较高。     

一个简单的格点温度预报订正方法

格点气象要素预报是中国气象局目前的主推业务和未来天气预报的发展方向。本文基于欧洲中期数值预报中心ECMWF高分辨率模式2 m温度预报资料,在传统中央气象台站点温度指导预报SCMOC和回归方法建立的站点温度预报的基础上,提出"站点订正值向格点传递"的方法来订正格点温度预报。结果表明:(1)SCMOC站点最高、最低温度24~168 h预报误差2℃准确率分别平均高于ECMWF的10.0%和23.1%,ECMWF存在较大的系统性偏差,最低温度预报偏高,最高温度预报偏低。(2)"站点订正值向格点传递"方法能够订正模式格点温度预报的系统误差,且整体上不改变原ECMWF温度预报场的空间形态和原模式对地形的刻画特征。(3)利用研究区域内98个县级站SCMOC温度预报,订正ECMWF格点场,返回到区域内1289个乡镇站进行检验,结果24 h最低、最高温度1℃的准确率较ECMWF分别提高22.8%和11.9%,2℃的准确率则分别提高29.7%和17.4%。最低(高)温度绝对误差平均减小0.99℃(0.69℃),平均误差(ME)下降到0.7℃(-0.9℃)以内。(4)通过一元线性回归,得到98个县级站的温度预报,返回差值场来订正格点场,也能较好地订正ECMWF的系统性误差。对比两种方法,SCMOC差值传递在最低温度订正方面有较大的优势,而回归方法的最高温度订正效果较好。此外,回归方法能够较好地改善逐时温度预报效果。该方法已成功运用于陕西省精细化格点预报业务系统中。     

基于MODIS LST的0cm地温空间扩展研究

将MODIS反演的地表温度与气象站观测的0 cm地表温度对比分析,发现尽管两者间存在一定的系统偏差,但二者的空间相关性很好。以气象站实测0 cm地表温度资料为基准,集成MODIS陆面温度,建立了月平均0 cm地温空间扩展计算模型。结果表明:模型模拟结果的宏观分布连续性好,区域分布特征细致,加密站验证总体误差较小,除个别月份以外,大部分月份月平均0 cm地温误差小于1℃。这充分体现了卫星遥感资料宏观连续和气象站实测数据直接可靠的双重优势,该研究结果对高原、高山、荒漠等观测台站稀缺地区的相关研究具有重要意义。     

利用区域自动站资料分析核桃花期冻害气象条件及成因

利用太行山南部核桃种植区100个区域自动站和6个国家气象站的常规观测资料、NCEP/NCAR再分析数据和临城"绿岭"核桃种植基地核桃发育期观测及冻害资料,对核桃遭遇花期冻害时区域自动站和国家站之间的气温指标相关性及种植区冻害风险气候特征进行研究,结果表明:1区域自动站和国家气象站的气温相关性显著,其中,90%的站点相关系数高于0.9;2同一时刻,区域站气温与海拔高度呈负相关,当核桃花期国家气象站气温分别低于3.6℃、2℃、0.4℃、-0.4℃时,可能受冻的核桃种植区海拔高度分别为1000m以上、600m以上、200m和0m以上。3太行山南部山区核桃花期年平均冻害风险日数为3.4天。4核桃花期冻害和极涡及乌拉尔山高压脊异常偏强有关。     

黄陵乡镇24小时气温预报方法探讨

利用黄陵县1971—2014年逐年逐月最高、最低气温资料和腰坪乡、店头镇、隆坊镇、田庄乡2011—2014年自动站气温资料,将黄陵县各乡镇依据海拔高度、地貌和温度分布划分为五个气候区域,通过对比分析乡镇代表点与县站气温资料,发现各乡镇与县站的气温差值随地形、海拔、季节不同差异明显。气候差异订正法和变温订正法相比,气候差异订正法预报正确率较变温订正法预报准确率高。可供县气象站制作乡镇温度预报时参考。     

北京延庆冬季风寒温度分布特征及变化趋势

风寒温度表征不同气温和风速组合对人体的冻伤风险与舒适状况,直接影响雪上运动安全性和体验感。针对2022年冬奥会气象服务需求,利用延庆地区21个气象站的冬季观测数据,研究分析风寒温度的时空变化特征。结果表明:(1)风寒温度高值区处于延庆盆地区域,低值区处于缙云山等高海拔地区,均存在中度冻伤风险;(2)佛爷顶站冬季平均风寒温度为-15. 1℃,极端风寒温度达到-49. 4℃,冻伤暴露风险等级为中度到严重;(3)风寒温度的日变化为单峰单谷型分布,月变化中风寒温度最低值出现在1月中下旬,最高值出现在2月下旬;(4)在2010年1月5日与2016年1月23日2次典型寒潮天气过程中,引起风寒温度极低值的原因存在明显差异,前者为温度主导,而后者为风速主导;(5) 1978—2016年,延庆站冬季由于增温显著,导致风寒温度有明显上升趋势,而佛爷顶站温度增幅较小但由于风速有显著减小趋势,风寒温度也存在明显上升趋势。     

自动站深层地温40cm、80cm温度变化异常分析

1引言佳木斯基准站自动站担负每天24h气象数据采集,其中包括深层地温40～320cm温度的采集。自动站深层地温传感器安装在人工观测的直管地温表南侧50cm处,并一一对应,排列成行,每只地温传感器间距50cm。人工站40cm温度在4次定点观测时读数,80～320cm温度每日仅在14时观测,自动站每个小时都采集数据。原理上讲,没有外因的影响,深层地温日变化很小,变化幅度<0.5℃,即使因为降水较多,或者连续高温,影响温度变化,也都是有规律性变化的。通过两年对比观测,自动站和人工站两套仪器观测的40～320cm温度相差很小,一般<1.0℃,尤其是160～320cm温度相差仅0.4～0.5℃。     

北京道面温度特征分析和统计预报研究

分析了北京市道面温度在冬季和夏季不同天气状况下的日变化,利用2012—2015年的道面站温度与北京区域模式输出的气象要素之间的相关关系,以5个道面站为代表站筛选不同相关因子建立多个道面冬季最低温度和夏季最高温度的线性回归统计预测模型,并对2016—2017年冬季、夏季道面温度预测检验。结果表明:在不同天气条件下道面温度与气温变化对比明显;道面温度与气温、辐射、日照时数相关较大;夏季按天气类型建模预测准确度有所提升,在晴到多云状况下,模型预测冬季最低温度误差控制在±2℃内,夏季最高温度误差控制在±3℃左右,其他天气状况下误差增大,冬季预测模型好于夏季预测模型。     

水城县积温变化特征分析

基于水城县气象站1961—2010年的日平均气温资料,计算了0～30℃每1℃界限温度以上的活动积温和每1℃范围内的活动积温(温度界限内积温),并针对活动积温在各温度界限的分配特征以及历史变化特征开展了分析研究。结果显示,水城县温度界限内积温随温度界限呈单峰曲线变化,峰值对应温度界限为19℃;水城县年度活动积温呈升高趋势,其中夏秋冬三季和2、6、8、9、11月升高明显,作物生长期内积温也呈升高趋势。积温总量的增加表现为不同温度范围内积温增减趋势不一。     

基于动态最优PP法的乡镇温度预报技术

利用2016年宁夏气象台县站温度预报数据和宁夏县级气象观测站、乡镇级自动观测站实况数据,采用训练择优、回归PP技术,建立动态最优PP法乡镇温度预报统计方法,检验该方法的温度预报效果,分析择优过程中的内部规律。研究表明:动态择优PP法对宁夏固原乡镇温度预报的质量评分明显高于旧指标法的乡镇预报质量评分,其中最低气温提高4.74%,最高气温提高8.20%;经过逐日动态最优方法选择的最佳样本长度,各县站、各月的出现频次并不完全相同,说明采用动态择优技术选择最佳样本长度是合适的;一年中最佳样本长度累计频次随着样本数的增加而呈对数下降,但依然有3、5、7、11、19、22等样本长度容易被选中为最佳;最佳样本长度间接反映了县与乡镇温度之间的关系存在周期性。     

WRF模式与自动站资料同化相结合的辽宁高分辨2012年1月气温场建立试验

利用2012年1月辽宁省1 410个自动站资料,通过资料质量控制,采用WRF模式分析同化,结合自动站资料观测同化进行了辽宁地区4 km分辨率1月气温场建立的试验,同时与不进行同化观测资料、同化稀疏场资料的模拟试验对比,评估3种不同试验下辽宁地区月平均以及逐日、逐时温度的模拟能力,发现WRF模式与自动站资料同化相结合能建立高质量4 km分辨率的辽宁地区1月气温场,1月平均温度的偏差范围大部分低于±0.5℃,对逐日温度绝对偏差一般低于0.6℃,温度变化与观测序列的相关系数高于0.95;逐时温度的绝对偏差一般低于1℃,相关系数高于0.92。同化自动站资料试验的模拟效果,无论对于逐月温度还是逐日、逐时温度都显著优于未同化试验和同化稀疏场资料试验。在复杂地形下,同化自动站后模拟效果的改善尤为明显,逐日和逐时温度模拟的平均绝对偏差降低幅度都能接近0.5℃。     

自动气象站数据采集器温度通道校准修正方法与不确定度评定

自动气象站数据采集器温度通道的采集处理性能直接影响温度测量数据准确性,利用最小二乘支持向量机(LSSVM:Least Squares Support Vector Machine)算法对一款区域站数据采集器温度通道校准数据系统误差进行拟合建模。基于该模型对校准结果进行修正,并对校准修正后温度通道的测量结果进行不确定度评估。经校准修正后,数据采集器温度通道测量误差均小于0.05℃,测量结果的不确定度为0.06℃,远小于修正前测量误差与不确定度,修正效果显著。该方法同样适用于其他型号的数据采集器,为自动站观测数据质量控制提供有效参考。     

华北地区地表气温观测中城镇化影响的检测和订正

根据人口资料和台站位置将华北地区282个国家基本、基准站和一般气候站分为乡村站、小城市站、中等城市站、大城市站和特大城市站5个级别,用经过均一性检验和订正的平均气温资料分别讨论了各级城市站热岛效应对地面气温趋势的影响,发现人口为5×105～1×106的大城市站受到城市化影响最大,40年热岛增温达到0.64℃.作者还分析了华北地区城市化对国家基本、基准站1961～2000年期间观测的平均气温变化趋势的影响,结果表明,由热岛效应引起的国家基本、基准站年平均气温增暖为0.11℃/10 a,对这个时期全部增温的贡献达到37.9%.目前根据国家基本、基准站资料建立的区域和全国平均气温序列在很大程度上仍保留了城市化的影响.作者进一步对华北地区1961～2000年根据国家基本、基准站资料建立的区域年平均气温序列进行了订正,订正后气温线性趋势由0.29℃/10 a降低为0.18℃/10 a.消除城市化影响,研究时段内华北地区年平均地面气温线性增加值为0.72℃.     

龙井区域气象观测站与自动站气象资料对比分析

将龙井市2009年-2012年13处区域加密气象观测站(以下简称区域站)的气温与同期龙井国家一般气象站自动站(以下简称自动站)的气温资料、8处区域站风速资料与同期自动站风速资料分别进行对比分析,探讨龙井本站气象观测资料的代表性和不同地理环境的气象观测资料的准确性、差异性,当区域站资料有缺测时,对外服务是否可用相同地理环境下的资料代替,同时也为乡镇电视天气预报和当地农业产业结构调整提供可靠依据。     

分县温度预报方程的建立及其逐步订正

使用2000—2004年1-12月850 hPa天气图、日本FXFE782、FXFE783预报图、预报区域5个测站逐时自记及自动站观测资料,应用温度方程理论,从380个样本中筛选出平流项和非平流项因子17个,利用多元回归统计模型,以及850 hPa分型的△T值为逐步订正值,建立了四季分县温度预报方程,在2005年11月—2006年2月应用中取得较好效果,预报误差小于±3.0℃平均误差0.7℃。