中央气象台台风强度综合预报误差分析

本文从总误差、逐年趋势、误差分布等方面对2001—2012年中央气象台（Central Meteorological Observatory, CMO）的台风（TC）强度综合预报水平进行分析,初步分析了强度迅速变化台风预报偏差大的原因。结果表明,强度预报水平没有明显改善,预报误差呈现逐年波动状态,强度稳定TC的预报误差最小,迅速加强TC的预报误差最大。24、96~120 h预报偏强的概率较大,而48~72 h预报偏弱的概率大。南海东北部等海域的预报误差较大,应在业务预报中特别予以关注。随着TC强度的逐渐增强,强度预报在120 h内预报偏强的可能性变大,而强度预报偏弱的可能性减小。根据误差分析结果,提出了一个强度概率预报方案,检验结果表明可在业务中参考使用。     

转向台风路径的预报与分析

本文以大气动力学为基础,结合经验公式提出一个预报台风路径的模式,並应用於8605(Nancy)和8615(Vera)两个转向台风路径的预报。预报结果和对预报结果的分析对台风路径业务预报有参考意义。     

基于KPCA的台风强度神经网络集合预报方法研究

针对影响台风强度前期预报因子较多以及因子的非线性变化特点,首先采用逐步回归方法筛选出部分预报因子,再利用核主成分分析方法在剩余的预报因子中提取包含了原数据较多信息的核主成分与前期选入的预报因子共同作为模型输入.进一步考虑到神经网络集合预报中个体的准确性和差异性的权衡问题,在不同的初始条件下生成若干组神经网络,分别选择每组中性能最优的个体,建立了一种新的非线性神经网络集合预报模型.最后以西北太平洋海域2001-2010年5-10月的台风强度为研究对象进行了预报试验.结果表明,这种神经网络集合预报模型的预报结果符合实际应用的要求,其预报平均绝对误差明显小于同等条件下的神经网络方法和逐步回归预报方法.     

超强台风梅花和超强台风洛克预报偏差的天气学分析

文章分析了2011年1109号超强台风梅花的路径和强度预报偏差及预报难点和1115号超强台风洛克在日本南部强度加强的原因,得出了一些实用的预报着眼点,具体为:对于呈东西排列的两个台风,两者之间的西太平洋副热带高压和赤道高压的南北向打通是西台风偏北分量将加大的明显信号,另外在业务中还应关注台风西侧大陆高压和东南侧赤道高压的演变情况;在台风强度预报方面,一方面当台风西北侧有高空槽或冷涡靠近,且对流层高层槽前伴有大于40 m·s-1的西南风急流时是台风强度加强的重要条件,另一方面,在不具备有利于台风增强的天气形势下,热带洋面的热力状况对台风强度的影响和海洋对台风活动的反馈均不容忽视.     

小型台风桑美特征及其强度突变诊断

利用NCEP再分析资料、MICAPS实时资料、数值预报产品资料、卫星雷达和自动站监测资料,对0608超强小型台风桑美的特征和强度突变过程进行分析,探讨小型台风的特征和强度突变的原因和诊断思路。分析结果表明:小型台风在高度场和气压场分析中容易被忽视,但涡度场分析对小型台风强度突变有指示意义,正涡度平流、高层辐散和低层辐合、有利热力及水汽条件有利于桑美强度发生突变。     

T639台风预报误差与环境场变量的相关分析和回归分析

利用国家气象中心全球谱模式T639L60(简称T639)数值预报结果和上海台风研究所整编的台风最佳路径数据,基于2009—2010年的样本,分析了西北太平洋和南海台风的环境场预报变量与路径预报误差的相关性,利用线性回归分析,建立了T639台风中心预报误差与环境风整层垂直切变、400 hPa台风环流强度的24~120 h各预报时效线性预估模型(建模样本数分别为299、232、170、117和84个),并利用2011年的样本对模型进行了检验(检验样本数分别为182、146、117、85和61个)。初步结果表明,环境风垂直切变与路径误差呈正相关,台风各层环流强度与路径误差大致呈负相关,其中400 hPa上的负相关性最明显;由环境风垂直切变与400 hPa台风环流强度建立的线性预估模型能对路径预报误差作出定性估计,其中24h预报时效的预估模型有较好的预估效果。     

人工神经网络台风预报系统

系统在经大量数据训练、运算基础上，选用了ＢＰ网络模型。为适应台风路径预报，对ＢＰ网络进行了改进，应用改进后的ＢＰ网络，自动训练到２１５９次后，由神经网络输出的判定台风移向趋势－西进，北上，西北移与实际历史移行路径概括率达９７％。在业务实用时，只需在指定硬盘路径中给出系统运行的３个文件，包括天气系统主要特征参数，系统即可以人机对话形式给出当前台风移动路径概率值。     

我国台风监测预报预警体系的现状及建议

相对于台风路径预报,数值模式对于台风强度的预报能力仍有较大不足。为进一步降低台风强度预报误差,提升防台减灾能力,利用2018—2019年ECMWF集合预报数据,在偏相关分析及共线性检验的基础上建立了由台风初始强度、初始场误差项、集合平均变化项以及集合离散度项构成的西北太平洋台风强度预报方程。利用2020年数据进行预报效果的对比检验得出以下结论：由预报方程得到台风强度的预报误差在各预报时效均小于集合预报中不同统计量的预报产品,其中,24 h预报的均方根误差较ECMWF集合预报最大值、平均值分别减少34.36%和14.58%,较确定性模式预报减小20.38%。72 h预报较集合平均及最大值的均方根误差分别减小25.68%和12.91%,较确定性模式预报减小11.13%。在台风个例的对比分析中,预报方程的预报效果同样优于ECMWF集合预报及确定性模式预报,与实况最为接近,且在快速增强的台风预报中有更好的表现。基于集合预报的台风强度预报方程能够定量地从集合预报中提取关键信息生成更为准确的预报结果,可以为西北太平洋台风强度预报提供参考。     

台风“摩羯”路径转折预报和诊断分析

台风“摩羯”在2018年8月14日凌晨从安徽北部转向进入山东,业务预报模式对路径转折的预报存在较大偏差。本文利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF）集合预报和ECMWF第五代大气再分析资料ERA5对“摩羯”路径转折进行预报和诊断分析。结果表明：台风路径转折受到大尺度引导气流和台风本身结构共同影响。ECMWF的大部分集合成员没有预报出台风路径转折,主要是因为预报的西太平洋副热带高压（简称“西太副高”）位置比实况偏西。在模式前期预报中,西太副高偏西的特征比台风实际转折时间早30 h,在业务预报中可以通过西太副高位置的订正对台风路径进行向东订正。在台风路径转折前,整层大气高能区和200 hPa辐散大值区分布与转折趋势一致,对台风路径转折预报具有指示意义。台风路径转折发生在整层大气高能区中心轴线和300 hPa强增温中心轴线方向变化约18 h后。轴线方向的变化对转折时间预报具有指示意义。尺度分析结果显示,上述物理量的风暴尺度分量对台风路径转折具有指示意义。     

台风路径统计预报的改进

应用数值预报产品并采用多种预报方案相结合建立了台风路径的统计释用综合预报模式，从而提高了台风路径预报的技巧。经１９９４年台风季节业务试用，其预报性能比原有的统计预报模式有较大的提高，试验表明，充分利用在预报时可得到的数值预报输出产品的采用多种方案集成是改进台风路径客观的有效途径。     

1319号超强台风“天兔”强度变化的诊断分析

利用观测资料和NCEP再分析资料,对超强台风"天兔"海上快速加强及登陆快速减弱期间的相关物理量做了初步诊断分析,结果表明:(1)高的海温,西南季风、越赤道气流持续与"天兔"保持联结,充沛的水汽供应,弱的垂直风切变及强烈的高空辐散与低层辐合的高低层环流配置,是"天兔"快速加强的主要原因;(2)"天兔"登陆后强度迅速减弱的原因与登陆后陆面摩擦消耗能量、登陆前后大气干冷、高低层垂直风切变加大、低层水汽输送被切断以及高空辐散减小等有关。     

我国台风科研和业务预报的回顾及现状

本文回顾了中华人民共和国成立以来,我国台风科研和业务预报发展的过程,介绍了现在的情况。并在此基础上,提出了为提高热带气旋路径预报精度,应该进行的工作。     

基于欧洲中心台风集合预报报文的预报产品简介

通过对目前业务运行欧洲中心下发的台风集合预报的7种产品作介绍,分析了每种产品的特征和适用情况,发现集合预报产品的强度数值经常与实际强度有明显偏差,但其对趋势的反映仍具有很好的参考意义。从国家气象中心、上海中心气象台的研究结果来看,用设计方案来挑选"最优"成员的方法可以进一步减小预报误差。     

华南登陆台风特大暴雨诊断预报业务系统

保护造成华南登陆台风特大暴雨增幅的物理成因及天气学等因子，采用人工智能和计算机技术处理，建立一套客观、定量的预报业务系统。