因子集成及综合相似预测模型的研究和应用

针对西南区域（云、贵、川、渝）汛期（６－８月）旱涝预测问题，建立了一种以多种物理因子为基础的西南区域降水量预测模型，即因子集成及综合相似预测模型。该模型既考虑影响西南区域汛期降水的主要物理因素变化，又注重区域要素场自身演变规律。对于影响汛期旱涝的物理因子，采用对多个因素进行综合集成的办法，来体现所有因素对旱涝影响的整体作用。为了强调预测结果的客观性，我们借鉴目前ＮＷＰ集合预报思想，引入综合相似方法，给出西南区域大范围汛期降水距平百分率预测结果。近年来业务试用表明，该方法预测准确率稳定，有明显的预报技巧     

GRAPES-Mesov3.1在西南地区2011年汛期的预报检验分析

基于GRAPES-Mesov3.1模式建立的GRAPES-Meso中尺度模式系统在西南区域气象中心运行稳定,该系统于2011年5月投入试验运行。应用GRAPES模式分析产品,NCEP的1°×1°再分析资料,实况资料以及2011年西南低涡探空加密观测资料等,对2011年汛期GRAPES-Meso系统的预报进行统计检验与天气过程分析。结果表明,模式对2011年8月川渝持续高温、9月16~18日四川东北部大暴雨等高影响天气过程有较强的预报能力,这对实际天气预报有着积极的指导意义。预报与实况偏差主要表现在模式通常超报云南地区降水,而对西南其他地区易漏报。模式通常低报青藏高原到四川西部气温,高报四川东部及重庆地区气温。预报高度场持续偏低,西南低空急流预报偏强,对流层中低层比湿偏低,这些可能是造成降水强度偏弱、降水落区偏北、强降水落区偏小的主要原因。对流层中低层高度场持续偏低,低空急流偏强与模式温度预报偏高和加热不均匀有关。同时模式对平原地区较高原山地预报要好,误差通常随等压面高度降低而增大,在一定程度上表明复杂地形对模式预报影响较大。     

GRAPES_Mesov3.1在西南地区2011年汛期的预报检验分析

基于GRAPES_ Mesov3.1模式建立的GRAPES_ Meso中尺度模式系统在西南区域气象中心运行稳定,该系统于2011年5月投入试验运行.应用GRAPES模式分析产品,NCEP的1°×1°再分析资料,实况资料以及2011年西南低涡探空加密观测资料等,对2011年汛期GRAPES_ Meso系统的预报进行统计检验与天气过程分析.结果表明,模式对2011年8月川渝持续高温、9月16～18日四川东北部大暴雨等高影响天气过程有较强的预报能力,这对实际天气预报有着积极的指导意义.预报与实况偏差主要表现在模式通常超报云南地区降水,而对西南其他地区易漏报.模式通常低报青藏高原到四川西部气温,高报四川东部及重庆地区气温.预报高度场持续偏低,西南低空急流预报偏强,对流层中低层比湿偏低,这些可能是造成降水强度偏弱、降水落区偏北、强降水落区偏小的主要原因.对流层中低层高度场持续偏低,低空急流偏强与模式温度预报偏高和加热不均匀有关.同时模式对平原地区较高原山地预报要好,误差通常随等压面高度降低而增大,在一定程度上表明复杂地形对模式预报影响较大.     

“重庆雾”动力统计预报模型

本文首先对重庆雾1981～1987年159个例进行500hPa、700hPa、850hPa各气象要素的相关和合成分析,得到了影响重庆雾的主要因子和主要关键区以及雾发生时24小时以前各层要素场的异常特征。在此基础上,对重庆雾进行了分类,用关键区的因子作为自变量,利用逐步回归残差订正和模型集成,建立起重庆雾24小时预报模型,并设计成软件系统,在IBM机上自动预报。     

GRAPES-Meso模式动力框架与物理过程对预报误差影响研究

为了研究GRAPES-Meso区域中尺度模式误差特点,评估模式动力框架和物理过程对预报误差的影响重要性,为GRAPES区域集合预报系统方案设计提供参考,基于GRAPES中尺度模式设计了4组对比试验,每组试验对2008年3个不同类型天气过程进行了数值模拟,获得如下结论:(1)GRAPES-Meso模式存在较为显著的系统性误差,系统性误差水平和垂直分布特征主要由GRAPES模式动力框架产生,物理过程对系统性误差影响相对较小;(2)在模式层底和模式层顶,GRAPES模式层与等压面层转换方案中,预报存在较为明显的垂直插值误差;(3)边界层方案对GRAPES模式低层动力场预报误差有重要影响,可以显著减少模式低层动力场预报误差。结果表明减少动力框架预报误差是改进GRAPES-Meso模式的重点,在GRAPES-Meso集合预报系统的设计中,需要重点考虑动力框架引起的模式不确定性。     

基于集合卡尔曼变换的区域集合预报初步研究

为了深入研究集合卡尔曼变换(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)初值扰动方法,提高集合预报质量,从全球大集合预报资料中提取初始扰动场,建立区域模式的ETKF初值扰动方案,对2008年7月22日发生在中国东部的一次暴雨过程进行集合预报试验,并分析ETKF方案构造的扰动场特征和集合预报效果。结果表明,由ETKF初始扰动方案产生的扰动场大小与分布合理,能够反映观测站点的空间分布,能够保持所有正交、不相关方向的误差方差。集合预报降水落区相对控制预报有所改善,集合平均小雨和中雨TS评分和BS评分总体优于控制预报。24h集合预报的Talagrand分布优于36h预报。试验结果揭示了ETKF初值扰动方案的基本性质及利用ETKF方法进行区域集合预报的可行性。     

运用AMMI模型分析水稻区域试验（Ⅰ）.参试组合的产量稳定性评价

运用ＡＭＭＩ模型对１９９６年全国灿型杂交稻区域试验中稻两系组资料进行分析，结果表明，组合稳定性评价很重要，基因型与环境的互作达极显著水平，互作效应（平方和）几乎为基因型效应（平方和）的２倍，ＡＭＭＩ模型的前三个主成分共解释了８０．４１％的交互作用信息，为线性回归模型的３．１倍。安湘Ｓ／８７１３、两优Ｔ６３表现出较高产且稳产，培矮６４Ｓ／山青１１、培矮６４Ｓ／２４１０、培矮６３Ｓ／Ｒ３１８表现较稳产而不高产，两优７９、培矮６４Ｓ／ＪＲ１０６８既不高产也不稳产。     

白银市6-8月降水气候预测的均生函数场模型

对白银市4个代表站1957～1996年6～8月的降水量场进行经验正交函数(EOF)分解，得到方差贡献最大的第一特征向量，对第一特征向量的主分量建立均生函数模型并外推5年预报，用预报出的时间系数乘以相应的特征向量得到6～8月降水量场的预报值。     

条件非线性最优扰动在南海台风中的应用研究

为了提高南海台风的数值预报,利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法寻找对南海台风预报影响最大的区域(敏感区),并对该区域中会导致较大预报误差的初始扰动场进行了详细地分析.对两个南海台风个例地研究发现,CNOP的风场和温度场结构在各σ层上不完全一致.计算了CNOP各σ层上的干能量,并在垂直方向上做了积分,将积分后的能量大值区确定为敏感区.进一步对敏感区内温度场的垂直剖面进行分析,发现敏感区内,温度场呈现一定的斜压结构.研究还发现,敏感区与台风的对流活动区域不完全重合,这有利于台风适应性观测地实施.     

地震前后垂直形变场动态演化的量化指标

提出一种表达垂直形变场动态演化过程的量化指标——区域应变率、应变集中度。在此基础上，对南北地震带各水准监测区近30年的垂直形变资料进行了实际计算．并结合具体震例进行了对比研究。结果表明：量化指标在一定程度上能够反映地震前后形变场的动态演化过程和地壳运动状态，对地震的中长期预报有一定的积极意义。     

基于多元时间序列的Kn近邻预测模型

提出了一种基于多元时间序列的Ｋｎ近邻短期气候预测模型。该模型既保留了Ｋｎ近邻算法的优良特性，同时又考虑了气候系统有关状态量之间的物理关系和动力行为特性。用该模型对云南各区域的平均月雨量距平值进行预测试验，其对云南１９９１年５月～１９９８年６月的月雨量距平值预测检验的距平符号相关准确率为６３．５％，对云南１９９１～１９９８年的５月雨量距平值预测检验的距平符号相关准确率则可达到７０．０％。该模型的建立具有一定的实际业务应用价值。     

一个可投入业务使用的正压原始方程模式

本模式是为“重庆雾客”课题而设计的,能够通报“雾害”形成的500hPa背景形势场的正压原始方程模式。它从转报、客观分析到数值预报完全自动化。可以投入业务使用。模式提供500hPa环流形势的24小时预报。预报域覆盖整个东亚地区。模式的差分方案采用准拉格朗日平流格式。时间步长取为半小时。通过1990年11月～12月60天的预报试验表明:该模式能够较准确地预报500hPa环流形势。     

中国鲎（Tachypleus tridentatus）人工授精育苗的初步研究

用厦门海滩捕获的成熟雌雄中国鲎进行了人工授精育苗试验，并对受精率，孵化率，幼鲎饲养成活率进行测定。结果表明，受精率为９５％，孵化率为８５％，幼鲎成活率为１００％；１９９６年７月２日人工授精的鲎，至１９９７年７月１１日仍健康生长，并已悦第一次壳。说明中国鲎用人工授精的方法大量人工育苗是可行的。     

西南低涡移动的初步分析

从描述西南低涡运动的中尺度原始方程组出发，对低涡系统作水平分布的零阶Ｂｅｓｓｅｌ函数近似，在铅直方向上取６层斜压模式近似；导出了西南低涡移动速度的控制方程，得到了影响低涡移动的较为全面的因子，并通过对个例进行６层斜压模式的数值计算和诊断分析，找出了对低涡移动取决定性作用的决定性因子、一般影响因子、作用较小的修正因子和贡献极其在弱的不影响因子。然后分析和讨论了各因子对低涡移动作用的物理意义，为认识西南低涡移动的物理机制及用于业务预报提供参考。     

南风气流对四川盆地西部突发性暴雨影响的数值试验

用η模式对１９９５年８月２４日四川盆地西部的突发性暴雨，进行了数值模拟和南风减速的数值试验。由模拟和试验比较分析得出以下几点认识：１．对流层低层的云南、贵州到四川南部南风气流的加大，对四川盆地西部的暴雨区，特别是大暴雨区的扩大和强度的增强起着重要作用。２．由南风气流的加强造成暴雨加强的动、热力机制主要是，使暴雨区及其附近区域上空，对流层的中、低层流场的辐合、上升运动加强；对流层的低层形成水汽通量的辐合区。３．对流层低层南风气流的加强，可影响对流层中层的暖湿程度减弱，从而加强了对流层低－中层内的对流性不稳定     

黄鳝血清甲状腺激素的检测与分析

用放射免疫测定法测定了４４ 条不同性别黄鳝（Ｍｏｎｏｐｔｅｒｕｓ ａｌｂｕｓ Ｚｕｉｅｗ ）血清总甲状腺激素Ｔｈｙｒｏｘｉｎｅ Ｔ３，Ｔｒｉｉｏｄｏｔｈｙｒｏｎｉｎｅ Ｔ４）含量。结果表明：（１）５～９ 月雄性Ｔ３ 含量一直较高；雌性５～６ 月Ｔ３含量比雄性和兼性低，７ 月以后升至与兼性持平，８～９ 月达到与雄性持平，高于兼性含量，升幅较大，但差异不显著（Ｐ＞ ０．０５）。（２）５～６ 月雄性Ｔ４ 含量稍高于其它性别，７ 月以后有所降低；雌性与兼性 Ｔ４ 含量与变化趋势基本相同。（３）同性别Ｔ４ 含量比Ｔ３ 含量要低得多。甲状腺激素可能与性逆转关系不大，其作用在于促进代谢与生长。     

决策树方法在环境物理量场与暴雨之间关系研究中的应用

根据香港天文台提供的2001年8月和2002年6-7月业务区域谱模式(ORSM)物理量场预报值,运用空间数据挖掘中的决策树方法研究了空间环境物理量场变化与暴雨中心降雨量之间的关系。结果表明,研究区暴雨中心降雨量的多少与周边相对湿度,海平面高度,温度和经向风速以及这些物理量场所处的纬度位置关系密切,而与这些物理量场所处的经度位置和纬向风速关系较小。     

黄鳝血清甲状腺激素的检测与分析

用放射免疫测定法测定了４４条不同性别黄鳝（Ｍｏｎｏｐｔｅｒｕｓ ａｌｂｕｓ Ｚｕｉｅｗ）血清总甲状腺激素Ｔｈｙｒｏｘｉｎｅ Ｔ３，Ｔｒｉｉｏｄｏｔｈｙｒｏｎｉｎｅ Ｔ４）含量。结果表明：（１）５～９月雄性Ｔ３含量一直较高。雌性５～６月Ｔ３含量比雄性和兼性低，７月以后升至兼性持平，８～０月达到与雄性持平，高于兼性含量，升幅较大，但差异不显著（Ｐ〉０．０５）。（２）５～６月雄性Ｔ４含量稍高于其它性别，７月以后有所降低；雌性与兼性Ｔ４含量与变化趋势基本相同。（３）同性别Ｔ４含量比Ｔ３含量要低得多。甲状腺激素可能与性逆转关系不大，其作用在于促进代谢与生长。     

民航京沪穗数值预报系统在广州的本地化试验

为了调整优化基于WRF模式的民航京沪穗数值预报系统在广州本地的预报效果,使用3组不同的物理参数化方案和资料同化方案组合,对发生在2011年10月13日~14日广东地区的暴雨过程进行模拟。降水预报结果显示不同物理参数化方案和资料同化方案对降水预报有较大的影响,使用香港城市大学大气研究实验室实时预报系统推荐的参数化方案的降水预报好于加拿大温哥华地区业务运行的参数化方案,使用香港的方案,不同化自动站资料的预报效果好于同化自动站资料。而环流形势场、相对湿度场、水汽通量场和CAPE指数场对不同参数化方案的敏感性要小于降水场,另外还分析了系统连续15天预报结果。最终结果表明,不论是降水场还是形势场,使用香港城市大学的方案并且不同化自动站资料的评分优于其他2种方案,可以作为广州本地业务方案使用。     

青藏高原0．8m地温异常与我国汛期降水的关系

用青藏高原５个站从１９５６～１９８６年共３１年的０．８ｍ地温距平，计算了秋季（９～１１月）的地温异常，同时考虑了我国汛期（４～９月）及夏季（６～８月）的降水相关，发现两者相关很好。不同部位的高原地温异常对我国降水关系的区域是不相同的。本文为中国汛期降水预报提供了依据。