中国西北地区夏季降水分区客观预报

本文在降水分区的基础上,对西北地区夏季降水进行预报。利用2007—2010年的6—8月T639资料和相应时段的实况资料,通过概率回归降水等级方案进行建模,对2011年6—8月进行了试报。结果表明:与单站建模预报相比,分区建模降水预报TS评分在各时效、各量级上均有提高,并且在空报和漏报上有较大减少,特别是中雨预报改善明显。分区建模比单站建模所选因子更丰富,利用了模式产品的有用信息,因此预报效果更好。分区建模降水预报与模式直接输出降水预报的对比分析表明:分区建模的降水预报效果优于模式直接输出降水预报,尤其小雨预报效果显著,中雨和大雨36 h和60 h预报的空报现象明显减少。     

安康水电站精细化降水预报的检验

降水精细化数值预报模式的发展是开展精细化降水预报业务的理想途径,而模式本地化中的误差评估是当前开展业务应用的重要环节。基于此,运用误差分析、晴雨预报准确率、降水TS评分方法评估陕西精细化数值预报攻关团队提供的2016年5月1日~9月30日安康水电站降水预报。结果表明：随着降水时效的增长,降水的预报准确率呈减小趋势;大雨以上的降水过程预报较好且未出现漏报,但量值与实况有差异,预报值小于实况值;20时起报的预报准确率大于08时起报的准确率且夜间的高于白天;降水日数多的月份TS评分预报准确率高于降水日数少的月份。比较安康和石泉的结果发现,安康的预报准确率明显优于石泉,主要原因是安康降水日数比石泉多,且大的降水过程比石泉少。逐1 h、3 h的72 h以内的降水预报可以为安康水电厂水利调度提供参考。     

WRF模式对昆明降水量预报的模拟检验

检验分析2013年到2016年WRF模式对昆明降水量预报的TS评分时空分布特征。采用中尺度WRF模式系统模拟昆明典型大尺度天气系统的近两年雨季降水天气,进行模式预报性能的评估研究,并对比分析WRF模式预报与日常业务主观预报。结果表明:降水TS评分空间分布除了小雨外都不均匀,中雨TS评分是南部和西部地区较优,大雨TS评分是西南部和东部地区较优,暴雨TS评分是东南部和西北部地区较优。WRF模式小雨和暴雨TS评分低于主观预报;WRF模式和主观预报在切变线和孟湾风暴系统下预报性能较好;WRF模式在静止锋、南支槽、西南涡和西行台风过程中的中雨以上降水预报能力优于主观预报,而主观预报对两高辐合和切变线过程的强降水预报较好。     

利用WW3模式实现中国周边海域波浪能流密度数值预报——以2次冷空气过程为例

近年来中国在海洋能研究方面得到快速发展,但目前为止尚未实现波浪能的预报。本研究以T639预报风场作为WW3(WAVEWATCH-III)海浪模式的驱动场,对2013年3月发生在中国周边海域的2次冷空气过程所致海浪场进行模拟,充分利用来自朝鲜半岛、日本、台湾岛的观测资料,检验WW3模式对能流密度的预报能力,实现了波浪能流密度的数值预报,为海浪发电、海水淡化等波浪能开发工作提供保障。研究表明:1)以T639预报风场驱动WW3海浪模式,可以较好地预报冷空气影响下的中国周边海域波浪能流密度。无论预报值与观测值在曲线走势上,还是从相关系数、偏差、均方根误差、平均绝对误差等定量来判断,预报能流密度都具有较高精度,其中在朝鲜半岛、日本周边海域的预报效果好于台湾岛周边的预报效果。2)在冷空气影响下,中国周边海域的波浪能流密度伴有明显的增幅。在渤海、渤海海峡、黄海北部,由于海域狭小,海浪得不到充分成长,能流密度的增幅相对较小,大值区的范围也相对较小;冷空气进入黄海中部、东海后,能流密度迅速增加,高值中心可达80 kW/m以上;冷空气进入南海后,虽然也使得能流密度明显增大,但由于南海纬度较低,冷空气南下行进至南海后强度大为减弱,能流密度的大值区范围较东海缩小。     

近47 a来黑河流域的降水时空特征分析及预报评估

 利用1960—2006年黑河流域13个气象站, 地面气温、降水等观测资料,对该流域降水的气候年代际特征及干旱变化的成因进行了初步分析。结果表明,该流域降水量,由于受地形地貌、海拔高度和不同尺度大气环流的影响,流域内降水分配极不均匀,南北差异很大, 呈现为东南多西北少, 但降水日数的年月分布和流域的地理分布与降水量分布基本一致。总体上变化均呈波动性上升状态。同时,对2000年承担黑河流域分水的预报任务中研制的黑河流域降水预报服务系统输出的24~48 h降水量预报过程的准确率进行了TS评分检验。证明该系统对黑河流域的降水具有较强的预报能力,预报产品在气象服务工作中有重要参考价值,同时也为今后的精细化预报业务工作打下了一定的基础。     

不同时间尺度的MOS方法对宁夏气温预报的影响

掌握NMC和本地客观产品的气温预报能力，对提高宁夏城镇天气预报质量和全国排名有重要的意义。基于2009年1月～2014年12月T639和ECMWF两种模式产品及宁夏20个国家级观测站气温资料，采用资料按月和季划分的2种MOS方法，预报未来168 h最高、最低气温，运用宁夏现行的检验评估方法对2015年1月到2016年6月的预报效果进行检验，并与预报员（YBY）和中央气象台指导产品（NMC）对比，结果表明：MOS方法预报宁夏气温，整体预报效果优于NMC，资料按月划分的MOS预报效果优于资料按季划分，ECMOS月和T639MOS月是最高和最低气温的最优客观产品；最低气温预报中YBY优于T639MOS月，最高气温预报中ECMOS月优于YBY；两种最优客观预报产品一致的物理量为集中在中低层或地面的相当位温或假相当位温、温度、湿位涡、高度等，但各自还有一些起关键作用的入选因子影响最高、最低气温的预报。     

概率回归方法在宁夏分级沙尘天气预报中的应用检验

利用2010-2013年的2~5月T639模式产品和同时段宁夏25站沙尘实况资料,应用概率回归方法建立了宁夏春季2~5月沙尘和强沙尘两个等级的72 h沙尘概率预报方程,并使用B评分、B_s评分、B_(ias)及T_S评分方法对2014年2~5月预报结果进行了检验。检验结果表明:Bs都为正值,该方法对宁夏春季分级沙尘有预报能力;气候概率越大,预报方程选取的预报因子代表性和物理意义越明确,预报效果也越好;沙尘过程范围越大、强度越强,过程预报效果越明显;且随着预报时效临近,模式调整,预报能力也显著提高;但由于宁夏沙尘正样本数相对较少,尤其是强沙尘气候概率小,因此导致漏报率较高,概率预报偏差率呈现出一致的偏少倾向。     

华东区域数值预报降水产品在云南区域的检验评估

对新一代华东区域数值预报系统(SMS-WARMS V2.0:Shanghai Meteorological Service WRF ADAS Real-Time Modeling System 2.0)降水预报产品进行云南区域的预报效果检验,同时与欧洲中期天气预报中心全球模式EC、云南区域WRF(the Weather Research and Forecasting Model)数值预报系统和云南省台预报的预报效果进行对比分析。结果表明:从云南省全省性大雨天气个例看,SMS-WARMS V2.0能够报出强降水的主要雨带,整体预报的降水落区较好,比较接近实况,但相对其它2种数值预报产品降水强度有偏强的特点。从累计平均的降水评分检验结果看,SMS-WARMS V2.0的预报效果,24 h中雨效果略差于其它2种数值预报产品,其它量级与其它2种数值预报产品相当。48 h预报效果除了小雨量级,其它量级预报效果优于其他2种数值预报产品。相比48 h的降水预报产品对预报员的参考性较24 h的参考性好。     

近年来GRAPES-SDM沙尘模式预报效果检验评估

使用天气学检验方法,对中国气象局兰州干旱气象研究所目前使用的GRAPES-SDM沙尘暴预报业务模式在2008-2011年春季沙尘天气预报情况进行检验评估。结果表明：①自2008年以来,GRAPES-SDM沙尘暴模式对中国北方区域沙尘天气的模拟预报能力较好,TS评分和预报效率保持较高的水平;②模式对内蒙古地区、河套地区及甘肃河西地区的预报效果最好,但常有空报或预报沙尘强度偏强的现象;模式能预报出南疆盆地的沙尘天气,但常有预报范围偏小、强度偏弱的现象;对青海地区的沙尘天气常有漏报现象;③模式对沙尘暴频发地区的预报效果较好,对沙尘天气偶发地区容易漏报,模式对新疆东部、内蒙古中西部地区空报较多;④模式对大范围沙尘天气过程的预报能力较好,对零星沙尘天气预报能力较差。通过检验,我们还提出了改进和完善GRAPES-SDM沙尘暴预报系统的一些建议。     

泥石流滑坡发生的降水预报方法与雨量标准--以四川省盆地区域为例

通过对η坐标数值预报模式预报的降水量检验分析，发现η坐标数值预报模式对青藏高原天气系统活动造成的四川盆地降水预报明显偏弱，且雨区偏北、偏西。我们使用风场资料对高原天气系统作自动识别，进行了对高原天气系统影响降水的强化与雨区漂移的处理，研究得出了η坐标数值预报模式释用强降水预报方法。通过对1991-2001年四川盆地发生泥石流、滑坡灾害的气象成因(强降水)分析，研究得出了四川盆地不同的地质地貌条件下泥石流、滑坡预测雨量标准。在上述研究基础上，建立了四川盆地泥石流、滑坡产生的强降水预报方法。经2003-08-09业务试运行，效果较好，较成功的预报了四川盆地西部、西南部3次大暴雨过程触发的多处泥石流、滑坡灾害，在防灾减灾中发挥了好的作用。     

Verification of the motion fields over Southeast Asia by the Florida State University (FSU) superensemble forecast

The Florida State University (FSU) multimodel superensemble forecast is evaluated against several other operational weather models for the Southeast Asia region. The superensemble technique has demonstrated its exceptional skills in forecasting precipitation, motion and mass fields compared to either individual global operational or ensemble mean forecasts. The motion field investigation for the season of 2001 reveals that the superensemble forecasts are closer to the observed data compared to the other global member operational models through its low systematic errors at the 850 hPa level. The FSU multimodel superensemble forecasts exhibit the lowest root mean square errors (RSMEs), the highest correlation against the best observed data and the lowest systematic errors compared to the other operational model members. These forecasts have the potential to provide better daily weather predictions over the Southeast Asia region, particularly during the early northeast monsoon that often causes heavy rainfall in the equatorial part of the Southeast Asia region.     

Spatial analysis of thunderstorms and lightning casualties in Bangladesh

Considering the adverse outcomes of thunderstorm-mediated lightning in recent years, this study aimed to identify the most thunderstorm-and-casualty prone regions and seasons in Bangladesh, via geospatial mapping. We attempted to forecast the number of yearly thunderstorm (TS) days for each meteorological station and district-level lightning casualties by using TS days as a proxy variable. Data on TS days and lightning casualties were collected from Bangladesh Meteorological Department and Network for Information, Response And Preparedness Activities on Disaster respectively. This study analysed 629 fatalities and 232 injuries. The Integrated Nested Laplace Approximation with Matern covariance function was employed to assess the spatial pattern of TS days. Polynomial regressions were used to forecast the number of TS days and the single clustered Generalized Estimating Equations method was employed to explore the relationship between the number of TS days and lightning casualties. The results indicated that the mean number of TS days per station increased in recent years, particularly in February, March, April, and September. We found the months of April, May, June, and September to be the most threatening months due to TS events and related casualties. The northeast region was identified as the most TS-prone region with the highest number of casualties in Bangladesh. Our analysis suggests that it might remain the most hazardous region in coming years.     

气候与地表覆被变化对梭磨河流域水文影响的分析

分析了1960～1990年长江上游梭磨河流域气候和地表覆被变化及其对流域水文的影响。30年来，流域降水有所增加，有林地面积1957～1974年大幅下降，以后有所回升。有林地每公顷蓄积量由1957年的423m^3下降到1998年的177m^3，40年来林地质量不断下降，流域水文发生了明显的变化；年均流量自1972年以来不断上升，洪水频率、洪峰流量和土壤侵蚀模糊明显增加。     

近50 年云南区域气候变化特征分析

利用云南气温和降水资料, 分析了云南气候变化特征及强降水极端天气和高温干旱事件对全球气候变暖的响应。以云南香格里拉、西双版纳、昆明地区为代表, 分析了区域气象要素变化趋势。结果表明: 云南近50 年气温变化与全球、北半球、中国变化趋势基本一致, 气温变化幅度略大于全球, 弱于北半球和全国变化。云南20 世纪80 年代中后期以后出现增暖现象, 以90 年代后期增温最明显, 1986 年以来出现13 年暖冬, 大部分地区冬春季降霜日数减少。随气候变暖, 香格里拉地区降雪日数呈下降趋势, 西双版纳地区雾日明显减少, 全省降雨日数逐渐减少, 大雨频率变化不大, 暴雨、大暴雨频率上升, 高温干旱事件频率增加。进入21 世纪以后, 云南降水减少, 高温干旱事件有增强增多趋势, 由2～3 年一遇变为1～2 年一遇。2005 年春夏连旱和2006 年春旱是云南近50 年和20 年来最严重的旱灾。