择优法降水集合预报试验的研究

基于集合平均预报方法的基础上，提出了择优法降水集合预报方法，以多物理过程集合预报系统为例，对该方法进行阐述和试验。利用集合预报系统各成员过去24 h预报的500 hPa和700 hPa温度差（T500-700）与实况温度差的相关系数作为集合预报成员的筛选因子，选择相关系数较大的成员作为集合成员进行降水集合预报试验。初步试验结果表明，择优法降水集合预报要略优于集合平均法的预报，24 h降水集合预报有所改善。择优法降水集合预报简单易行，在计算资源有限的情况下，可优先计算择优的成员，因此比集合平均法节约计算时间，提高集合预报时效，具有一定的业务应用价值。     

数值预报模式中双三次曲面地形与水平气压梯度力计算

利用C3连续双三次曲面拟合了全球数值模式地形曲面;讨论构建了有复杂地形数值模式引入地形追随高度坐标((z)坐标)后,同时引入包含定常斜率、曲率和挠率的双三次曲面地形,又进一步讨论了双三次曲面地形模式大气的水平气压梯度力计算问题.结果表明,对(z)坐标模式大气的压、温、湿场,通过做经、纬向三次样条拟合,求得地形斜率“静力平衡”气压差,从而插值(反演)任一水平面(海平面)上的气压场,同时可以求得时变的参考大气,则计算水平气压梯度(力)的精度,完全依赖于插值(反演)对应的水平面(海平面)气压场的计算精度.并指出,理论上可按三次样条的曲率判断,做变量场(地形)的局域或单点平滑.     

四种全球大洋水汽数据产品的比较分析*

文章比较了卫星专用传感器微波成像仪/探测仪(SSM/I&SSMIS)、遥感系统数据集(RSS V7R01)、欧洲中期天气预报中心第5代再分析数据(ERA5)和现代回顾分析的研究与应用第2版数据(MERRA-2) 4种观测和再分析资料在刻画全球大洋水汽气候态中的异同点, 初步探究了不同尺度的大气柱水汽总量(TCWV)的变化特征和长期趋势。研究结果表明, 4种数据TCWV的空间分布、季节和年际变化较为一致。从1988至2018年, TCWV总体呈增加趋势, 其中热带海洋的年际变化显著, 增加趋势较强, 且和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)高度相关。利用再分析数据做短时间(如1991—1997年)的TCWV趋势分析时要慎重使用ERA5和MERRA-2的数据。在研究热带区域长期水汽变化趋势时, 需谨慎使用MERRA-2的数据。     

是假设有误还是运气不佳:地震危险性图为什么需要客观检验

第二次世界大战期间,后来的诺贝尔奖获得者Kenneth Arrow担任军事天气预报员.他写道:"我的同事负责长期天气预报,即预测未来一个月的天气情况"."我们的统计人员对这些预报进行了验证,结果显示预报与全凭运气猜测没有什么区别.就连预报人员自己都信服了,并主动要求停止预报.他们大概是这样答复的:‘司令官明明知道预报没什么用.     

鲜水河断裂带跨断层形变中短期强震预测指标研究

通过对鲜水河断裂带跨断层短水准、短基线资料的分析研究,系统地提取测区内外5.5级以上地震前跨断层形变前兆异常特征,并作详细的整理、分析,综合得出监测区及附近中短期强震预测指标及预报方法。其结果显示:跨断层形变观测资料大多在震前1～3年出现异常,其异常表现形式以断层活动停滞、反向、突跳为主,震前半年左右异常发育至最高,临震前有明显回落,其前兆意义较为明确;水平形变测量的预测成功率高于垂直形变测量。     

新疆新源、和静交界M_S6.6地震前形变异常

主要研究2012年6月30日新源、和静6.6级地震前,震中附近的观测台站观测到了丰富的趋势异常和部分中短期异常。分析结果表明,①震前存在9项趋势转折异常,异常比例为40.9%,这些异常时间上具有同步性,这表明,震前背景性异常突出;②震前观测到6项中短期前兆异常,异常比例仅为27.3%,中短期异常主要分布在200～300 km范围内;③石场、精河水平摆、榆树沟水管、阜康伸缩仪和克拉玛依钻孔倾斜记录到的中短期异常,其共同特点是异常幅度大,克拉玛依出现的突变异常具有短临异常性质,部分中短期异常具有重复性。     

小震频度异常新方法初探

尽管小震增强现象在多数中强地震前存在,但是这种周期性的小震活动强弱交替轮回过程是普遍存在的。因此,利用小震活动的增强对未来中强地震的预测比较困难。本文尝试根据小震活动空间格局是否改变来统计小震频度,并通过此方法研究了2003年内蒙巴林左旗MS5.9级地震和2004年内蒙东乌珠MS5.9级地震。结果表明：利用新方法统计小震的频度更能突出中强地震前的小震频度异常,能够有效的提取中强地震前的中短期异常指标。     

两次门源地震前Wq值异常空间演化特征对比分析

利用地震活动平静参数Wq值方法,对1986年门源6.5级、2016年门源6.4级两次地震前Wq值的空间演化特征进行了对比研究,结果显示,两次门源地震前,震中及周边区域均出现了地震活动性参数Wq值的空间区域出现—扩大—收缩—扩大—收缩的异常,但两次异常的演化过程的持续时间和发震时的特征有所不同。     

雷达定量降雪估测方法的设计和订正

从降雪预警业务实际出发,设计了基于最优化法的雷达估测降雪方法,对2007年3月4日特大暴雪过程开展雷达降雪估测试验,并分析估测结果的误差。针对温度变化、雪花末速度、与雷达的距离和计算方法等方面的误差因素制定了3种改进方案。改进后的估测降雪量与实况降雪量的相关系数提高到0.66（超过99%信度检验）,平均相对误差降低至48.74%,对于0.3 mm/h的较弱降雪和5 mm/h以上的强降雪均具有估测能力。其中距离雷达50～100 km的样本估测降雪量与实况降雪量的相关系数达到0.82。在3种改进方案中,考虑降雪末速度影响的改进效果不明显,这可能与本次暴雪过程的回波较均匀有关;按雷达与样本距离分类进行雷达降雪估测的效果最明显,不仅可以增加相似程度,还减小了雷达近距离高估和远距离低估的误差;而算法的改进进一步提高估测精度。本次雷达降雪估测对于1.6～2.5 mm/h的较强降雪和2.6 mm/h以上的强降雪平均相对误差较小,分别为31%和27%,但雷达降雪估测高估了1.5 mm/h以下的降雪而低估2.6 mm/h以上的强降雪。一方面说明雷达回波对于降雪强弱变化不是很敏感,另一方面在业务实际工作中有可能利用这种一致性的误差进行订正,以提高降雪估测精度。      

广东前汛期降水与南海北部风场准双周振荡的关系

利用1961—2008年广东逐日降水、NCEP/NCAR逐日再分析资料,先采用EOF分析、相关分析定义了影响广东前汛期降水的850 hPa关键区——“南海北部风场指数”,再利用功率谱分析、Lanczos时间滤波器等方法研究了近48年广东前汛期降水与南海北部风场指数的低频振荡特征,并研究了广东暴雨与南海北部风场指数准双周振荡的关系。结果表明,广东前汛期降水与南海北部风场指数均以准单周、准双周振荡为主,而30～60天的季节内振荡不显著。南海北部风场指数与广东前汛期降水准双周振荡序列存在显著正相关,且明显高于准单周振荡序列的相关。近48年4—6月南海北部风场指数的准双周振荡波峰前后3天(个别4天)的广东省前汛期暴雨出现概率为78.2%。最后利用合成分析方法分析了南海北部风场指数准双周振荡的波峰附近有典型西南风暖区暴雨发生的大气环流场演变特征,可为广东暖区暴雨过程的中期预报提供参考依据。