基于时间序列分析和灰色理论的建筑物沉降预测模型研究

基于时间序列分析方法建立建筑物沉降预测模型,其中通过二次移动平均法提取出沉降监测序列中的趋势项,并在此基础上采用灰色系统理论动态GM（1,1）模型进行趋势项预测。实际算例结果表明,该模型能够较好地预测沉降变化的发展趋势,并具有较高的预测精度,证明了该预测模型具有一定的可行性和有效性。     

基于GWR模型的中国中东部降水与海拔高度关系特征分析

利用中国国家级地面气象站逐时降水资料,采用地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型系统分析了中国中东部暖季降水与海拔高度的关系,并将二者关系作为一种客观标准,评估了ECMWF-IFS模式对2017年暖季降水的预报能力。主要结论如下:(1)总体来看,中国中东部降水频率(强度)随海拔高度升高而增加(减小),二者在不同地区的贡献程度不同导致降水量与海拔高度关系的区域差异显著。(2)通过对比午后短时和夜间长时降水事件与海拔高度关系的差异,发现午后短时降水事件的降水量主要随海拔高度升高而增加,且以降水频率与海拔高度关系的贡献为主。而夜间长时降水事件的降水量与海拔高度关系的区域一致性较差。相较于午后短时降水事件,夜间长时降水事件中有更多站点表现出降水量随海拔高度升高而减小的特征,在大地形周边陡峭地形处的站点所表现出的此种差异较东部孤立地形处更加显著。(3)根据ECMWF-IFS模式的评估结果,模式能够较好地刻画出中国中东部2017年暖季降水气候态的空间分布特征,且与观测具有较大的空间相关系数。但从降水与海拔高度关系来看,观测与模式的空间相关性偏弱。此外,模式能够表现出降水强度(频率)主要随海拔高度升高而减小(增加)的特征,但绝大多数站点在模式中的降水强度(频率)与海拔高度的负(正)回归关系要弱(强)于观测结果。     

Seasonal Prediction of the Global Precipitation Annual Modes with the Grid-Point Atmospheric Model of IAP LASG

A right annual cycle is of critical importance for a model to improve its seasonal prediction skill. This work assesses the performance of the Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG （GAMIL） in retrospective prediction of the global precipitation annual modes for the 1980 2004 period. The annual modes are gauged by a three-parameter metrics： the long-term annual mean and two major modes of annual cycle （AC）, namely, a solstitial mode and an equinoctial asymmetric mode. The results demonstrate that the GAMIL one-month lead prediction is basically able to capture the major patterns of the long-term annual mean as well as the first AC mode （the solstitial monsoon mode）. The GAMIL has deficiencies in reproducing the second AC mode （the equinoctial asymmetric mode）. The magnitude of the GAMIL prediction tends to be greater than the observed precipitation, especially in the sea areas including the Arabian Sea, the Bay of Bengal （BOB）, and the western North Pacific （WNP）. These biases may be due to underestimation of the convective activity predicted in the tropics, especially over the western Pacific warm pool （WPWP） and its neighboring areas. It is suggested that a more accurate parameterization of convection in the tropics, especially in the Maritime Continent, the WPWP and its neighboring areas, may be critical for reproducing the more realistic annual modes, since the enhancement of convective activity over the WPWP and its vicinity can induce suppressed convection over the WNP, the BOB, and the South Indian Ocean where the GAMIL produces falsely vigorous convections. More efforts are needed to improve the simulation not only in monsoon seasons but also in transitional seasons when the second AC mode takes place. Selection of the one-tier or coupled atmosphere-ocean system may also reduce the systematic error of the GAMIL prediction. These results offer some references for improvement of the GAMIL seasonal prediction skill.     

基于灰色关联分析与RBF神经网络的水面蒸发量预测

利用灰色关联度法分析了影响水面蒸发量的主要气象因素,并通过RBF神经网络建立了水面蒸发量的经验预测模型.计算结果表明,所建立的模型简单易行,精度较高,可以应用于生产实践中.     

山西沙尘天气的相关气候因子分析及预测模型的建立

对山西沙尘天气与蒙古国的降水、我国北方积雪日数、青藏高原积雪日数和表征气候异常变化信号的大气-海洋环流因子SOI指数的关系进行了分析,揭示了全球准周期性变化对沙尘天气趋势的主导性作用.得出蒙古国西部前一年降水对山西省的沙尘天气具有较好的指示性;青藏高原前一年冬季积雪日数和山西省的年沙尘日数呈较好的负相关性;当前冬青藏高原积雪日数多时,山西省少沙尘,反之,多沙尘.就我国北方特别是山西省上游地区的积雪日数而言,指示性比较强的区域分布在内蒙古、甘肃、新疆.这些区域内某些站点前一年冬季的平均积雪日数多时,山西省少沙尘,反之,多沙尘.此外,山西沙尘还与SOI指数有显著的滞后2 a的正响应关系,与SOI有滞后两年正相关的站点主要分布在中东部和东北部.在要素相关分析的基础上,综合各类因子制作了山西省沙尘预测模型,以期为沙尘天气的短期预测工作提供一些参考依据.     

石家庄盛夏一次暴雨空报诊断分析

实时天气系统的时空分布、多个物理量要素都表明2007年7月18日河北省石家庄市东、南和北部将有暴雨天气发生的可能,结果暴雨并没有发生.为了找到暴雨空报的原因,对常规资料和各种数值预报产品进行诊断分析.结果表明:(1)石家庄地区处于2条切变线的中间区域,导致缺少强降水的垂直条件(中、低层的切变线),这是暴雨空报的最主要原因;(2)利用离石家庄最近的邢台探空站的物理量特征来判断石家庄对流发展程度效果较差,这和探空站空间尺度较大有关,这是空报原因之二;(3)缺少有效的数值预报产品是预报失误原因之三:(4)这次邢台、邯郸的暴雨天气系统可定为西南涡类暴雨.利用卫星水汽云图和雷达、国家级自动站要素资料相结合可以大大提高灾害性天气预警能力.     

最优子集回归方法在季节气候预测中的应用

利用DEMETER计划多个模式的模拟资料研究1959～2001年多模式集合预报的季节降水在中国区域的表现, 并结合最优子集回归(OSR)方法对中国区域的季节降水进行降尺度预报, 比较其与多模式集合预报的技巧。研究表明: 多个单模式在中国区域对季节降水的模拟性能普遍较差, 多元线性回归(MLR)集合的预报技巧不如集合平均(EM)。利用OSR方法进行降尺度预报可以极大改善中国区域季节降水的预报技巧。夏季, 降水距平相关系数(ACC)在长江以南、西藏以及内蒙古中部等地区提高很显著, ACC在中国区域的平均达到0.29, 明显高于多模式集合平均与多元线性回归集合。冬季, OSR方法可以改善多模式集合在中国北方地区较低的预报技巧。概率Brier技巧评分(BSS)也表明了OSR方法对季节降水预报的改善。需要说明的是, 虽然OSR方法在中国区域能明显提高季节降水的预报技巧, 但是其选取的预报因子与中国区域季节降水的物理机制问题仍有待于进一步的研究。     

辽宁中尺度数值模式产品和 T213产品对比检验分析

利用国家级的气象预报产品质量客观检验评价系统,对辽宁中尺度模式预报MM5和T213数值预报的结果分别进行检验分析.检验类型分为历史资料检验和实时资料检验,检验要素包括地面降水、气温和高空500 hPa环流.检验结果显示,对于降水、气温的预报MM5模式预报检验结果优于T213数值预报,而对于500 hPa环流的检验结果T213更可信.     

2009年汛期山西横切变暴雨的可预报性分析

利用常规和非常规气象观测资料,针对2009年汛期山西境内出现的5次横切变区域性暴雨天气过程进行流型配置、物理量诊断、卫星雷达资料以及可预报性综合分析发现：对流性或混合性暴雨,在暴雨发生前12 h 500 hPa及其以下都具有θse随高度的增加而减小、500 hPa以上都具有θse随高度的增加而增加的特征,稳定性暴雨则具有θse随高度的增加而增加的特征.5次暴雨过程500 hPa副高均为纬向型,700 hPa均有西南急流轴配合以及大陆小高压相伴.分析结果表明：小高压的位置不同导致了不同风向的辐合和不同走向的横切变线产生,急流头向北伸展的纬度不同导致了横切变线所处的纬度差异,直接影响暴雨的落区;低涡的强度不同使得降水量发生明显的差异;高低空系统配置越完整暴雨落区和量级的可预报性也越强;连阴雨过程中垂直速度、水汽通量散度、垂直风切变是提前24 h判断暴雨发生与否的敏感因子,卫星和雷达资料是短时和临近强降水预报的有效工具.     

一种台风过程雨量的相似预报方法

提出一个台风过程雨量的定点、定量预报方法。方法应用台风初始参数、历史过程的天气形势场和物理量场及数值预报产品,构造预报区域内当前时刻至未来时刻环境要素场的多元客观相似判据。通过定义非线性的相似指数,综合评估历史台风样本与预报台风在多元判据下的连续动态相似程度,以此找到相似样本。应用相似样本的历史雨量记录进行相似指数的权重综合,得到台风未来雨量的定点、定量预报值。预报试验表明该方法具有一定的预报技巧。