飞行颠簸的一种客观预报技术

本文研究了飞行颠簸的一种客观预报技术.研究表明,大气中的垂直风切变、水平变形和辐合辐散对飞行颠簸的预报具有重要作用.揭示了飞行颠簸产生的物理基础,提高了飞行颠簸的预报水平,增强了飞行气象保障能力.     

飞机颠簸的预报

通过对经验预报、理查逊数（Ri）预报、载荷因数变量方程预报等3种颠簸预报方法的讨论，得出了不同的天气系统及环境、风的水平与垂直切变、大气层结、温度的水平与垂直梯工、温度的局地变化等多个气象因子与颠簸的关系，提出了一些预报颠簸的经验指标。     

一次较强飞行颠簸的成因分析及对策

分析了一次导致飞行颠簸的天气过程 ,其结果表明 ,导致飞机出现较强颠簸的主要原因是低空急流及其垂直风切变 ,并提出利用小球测风资料可有效地短时预报飞行颠簸 ,有效地预报飞行颠簸事故的发生。     

飞机颠簸的预报

通过对经验预报、理查逊数(Ri)预报、载荷因数变量方程预报等3种颠簸预报方法的讨论,得出了不同的天气系统及环境、风的水平与垂直切变、大气层结、温度的水平与垂直梯度、温度的局地变化等多个气象因子与颠簸的关系,提出了一些预报颠簸的经验指标.     

晴空颠簸区的一种判断方法及其物理机制的分析

利用高空大气运动晴空颠簸区的观测事实,得到适合于晴空颠簸区湍能倾向方程的简化形式,通过对方程中各项物理意义的分析,提出了一种判断晴空颠簸区的指标,并与以前提出的其他一些判断指标进行比较,获得了一些新的认识。     

一次较强飞行颠簸的成因分析及对策

分析了一次导致飞行颠簸的天气过程,其结果表明,导致飞机出现较强颠簸的主要原因是低空急流及其垂直风切变,并提出利用小球测风资料可有效地短时预报飞行颠簸,有效地预报飞行颠簸事故的发生.     

广汉低空湍流对飞行的影响

飞机在大气中飞行，必然受到各种天气现象影响，尤其是低层大气中的湍流，直接影响着飞机升落。为保证机场飞机起落安全，我们从测站资料中统计出，几百米高空湍流出现的天气背景和地形条件，为飞行员提供可靠的气象资料。     

边界层急流型重力波——飞机颠簸的一种形成机制

采用线性化的Boussinesq流体边界层绝热流动方程，比较一维边界层急流型重力波的垂直运动量级，讨论边界层急流型重力波中的湍流发展，认为边界层急流型重力波是造成边界层飞机颠簸的一种机制。     

边界层急流型重力波─-飞机颠簸的一种形成机制

采用线性化的Boussinesq流体边界层绝热流动方程,比较一维边界层急流型重力波的垂直运动量级,讨论边界层急流型重力波中的湍流发展,认为边界层急流型重力波是造成边界层飞机颠簸的一种机制。     

基于EOF分解的中期平均气温距平客观预报方法

本文通过将500 hPa高度、850 hPa温度、海平面气压的预报与历史要素场进行EOF分解,并假定EOF分解空间函数(即特征向量)是基本稳定的,建立以EOF分解主分量系列的时间系数、预报站点附近基本要素值的时间序列与预报站点平均气温距平的多元线性逐步回归预报方程,结合ECMWF集合预报数值产品,生成全国范围未来10 d平均气温距平客观预报产品投入业务应用,并采用同号率方法检验。结果表明,客观预报产品在检验时段内,同号率平均值为0.77,明显高于ECMWF集合预报模式2 m温度直接计算得出的同类产品同号率0.63;该客观预报产品不仅在分布范围上,同时在距平幅度上预报效果均较好。此外,相关分析也证明同号率方法在检验中期时效气温距平预报中有其合理性。     

数值预报产品在航空气象预报中的应用

文章对WAFS及国内外利用WAFS格点资料和图形产品进行航空天气预报的方法和简要介绍；希望气象业务部门在此基础上，充分利用我国民航气象数据库资料制作更丰富的航空预报产品和提高雷暴，积冰，颠簸等对飞行有重要影响天气现象的预报准确率，进一步满足航空用户的各种需要，提高航空气象服务效益。     

数值预报产品在航空气象预报中的应用

文章对WAFS及国内外利用WAFS格点资料和图形产品进行航空天气预报的方法作了简要介绍;希望气象业务部门在此基础上,充分利用我国民航气象数据库资料制作更丰富的航空预报产品和提高雷暴、积冰、颠簸等对飞行有重要影响的天气现象的预报准确率,进一步满足航空用户的各种需要,提高航空气象服务效益.     

Characterizing the severe turbulence environments associated with commercial aviation accidents. A real-time turbulence model (RTTM) designed for the operational prediction of hazardous aviation turbulence environments

Summary In this paper, we will focus on the real-time prediction of environments that are predisposed to producing moderate-severe (hazardous) aviation turbulence. We will describe the numerical model and its postprocessing system that is designed for said prediction of environments predisposed to severe aviation turbulence as well as presenting numerous examples of its utility. The purpose of this paper is to demonstrate that simple hydrostatic precursor circulations organize regions of preferred wave breaking and turbulence at the nonhydrostatic scales of motion. This will be demonstrated with a hydrostatic numerical modeling system, which can be run in real time on a very inexpensive university computer workstation employing simple forecast indices. The forecast system is designed to efficiently support forecasters who are directing research aircraft to measure the environment immediately surrounding turbulence. The numerical model is MASS version 5.13, which is integrated over three different grid matrices in real-time on a university workstation in support of NASA-Langley’s B-757 turbulence research flight missions. The model horizontal resolutions are 60, 30, and 15 km and the grids are centered over the region of operational NASA-Langley B-757 turbulence flight missions. The postprocessing system includes several turbulence-related products including four turbulence forecasting indices, winds, streamlines, turbulence kinetic energy, and Richardson numbers. Additionally there are convective products including precipitation, cloud height, cloud mass fluxes, lifted index, and K-index. Furthermore, soundings, sounding parameters, and Froude number plots are also provided. The horizontal cross section plot products are provided from 16,000–46,000 feet in 2,000 feet intervals. Products are available every three hours at the 60 and 30 km grid interval and every 1.5 hours at the 15 km grid interval. The model is initialized from the NWS ETA analyses and integrated two times a day.     

基于T639数值预报产品的气温本地化应用及检验

基于T639数值预报产品下发的多个物理量资料,利用多元回归方法,开展本地化的分县气温客观预报方法研究,结合常规气象观测资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6 h再分析资料,开展业务应用并进行了效果检验,得出以下结论:最低气温预报准确率要好于最高气温,同时夏季的气温预报也明显好于其他季节;在最高气温中对扬中的预报准确率高于其他站点,在最低气温中对丹阳的预报效果相对比较好;客观预报方法存在明显的系统性负偏差,通过使用每个预报时效预报误差的7 d滑动平均进行订正,结果表明通过订正,预报效果有所提高,特别是最高气温订正效果较明显;通过主客观预报准确率的对比分析,发现虽然客观预报对最高气温的预报效果比较差,但是在气温趋势预报上具有一定的参考价值;最低气温客观预报准确率明显高于江苏省的平均水平,和主观预报相比,虽然仍然低于主观预报水平,但是差距不大,基本上可以替代主观预报;分县气温客观预报方法对高温、寒潮等灾害性天气具有一定的预报能力,但是和实况相比,预报强度偏弱.     

一种联合历史和实时资料的定量降水短时预报技术研究

本文提出一种基于百分位映射,使用实时和历史资料联合订正模式定量降水短时订正预报技术,并与仅使用历史资料或实时资料的订正效果进行对比。结果表明:三种方案均能有效订正模式原始降水预报偏差,提高0~12 h降水预报准确率。对于晴雨预报,采用联合订正方案,预报效果最优。在0~7 h预报时效内,仅采用实时资料的订正方案准确率明显优于仅采用历史资料的订正方案,在8~12 h预报时效内,后者准确率稍高。所有预报时效内,仅采用实时资料的订正方案降水预报范围较仅采用历史资料的方案略偏大。对于较强降水预报,采用联合订正方案准确率为三种方案最优,仅采用实时资料的方案预报准确率虽优于仅采用历史资料的方案,但预报范围及量级较实况明显偏大。     

基于SCTP-RF算法的甘肃省短期定量降水客观预报方法研究

基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的精细化数值预报产品、中国气象局下发的降水指导产品(TP_CMA)及甘肃省340个气象站点降水实况数据,利用泰森多边形与K-means空间聚类方法(spatial cluster and Tyson polygon, SCTP),对2017—2019年4—9月甘肃省340站降水资料进行客观分区。在此基础上,采用随机森林算法(random forest, RF),筛选出与降水相关的物理量因子构建模型,开展甘肃省短期定量降水客观预报订正试验,并进行预报效果检验。结果表明：(1)甘肃省4—9月降水客观分区依次为7、6、14、13、14和11个。(2)就晴雨预报而言,SCTP-RF订正产品对甘肃省汛期的晴雨预报能力较TP_CMA指导产品和ECMWF模式产品有一定提升,提升幅度分别为6.1%、4.2%;在空间上,SCTP-RF算法对甘肃省340站的晴雨预报均具有一定的订正能力,大部分站点晴雨预报准确率提升了5%,特别是河东地区。(3)在分级降水预报中,SCTP-RF订正产品对中雨和大雨的预报能力均优于TP_C<...     

基于LPSC算法的逐小时格点气温客观预报及检验评估

基于中国气象局陆面数据同化系统(Land surface Data Assimilation System of China Meteorological Administration,CLDAS)逐小时气温实况融合数据,检验评估了ECMWF、CMA-MESO-3km不同尺度模式对甘肃省逐小时气温的预报性能,并利用低频滑动平均订正算法(LPSC)对模式的系统性误差进行订正;同时对SCMOC和订正后两种模式的逐小时气温预报效果进行了统计对比。结果表明:1)ECMWF、CMA-MESO-3km模式对甘肃省逐小时气温的预报具有相对稳定的系统性误差,夜间预报准确率明显低于白天,主要表现为夜间预报显著偏高,白天为小的负偏差。2)LPSC算法能够有效改善ECMWF和CMA-MESO-3km对甘肃省逐小时气温预报的系统性误差,订正效果显著。订正后ECMWF、CMA-MESO-3km的预报准确率分别较模式本身提高了20.24％、20.25％,平均误差减小至±0.3 ℃之内;空间分布亦表明,订正后全省平均误差均明显降低至±2 ℃之内。3)同类产品对比检验表明:订正后ECMWF、CMA-MESO-3km两种逐小时气温预报产品的预报效果整体上均优于SCMOC,预报准确率分别较SCMOC高20.65％、13.55％,平均绝对误差在各个时次也明显低于SCMOC。技巧评分的空间分布表明,订正后ECMWF在全省大部分地方均为正技巧,其中酒泉南部山区可达80％以上;而订正后CMA-MESO-3km的预报效果各个季节分布存在差异,主要体现在陇中和陇东南地区,冬春季以弱的正技巧为主,夏秋季基本为负技巧。另外,业务应用结果表明,对于转折性天气过程,使用该方法需要特别注意。     

台风路径多模式集成预报技术研究

利用NCEP、ECMWF、日本数值、英国数值、上海台风模式和广州模式包含全球模式和区域在内的6家数值模式资料,利用近似SEAV方法,设计台风路径多模式集成预报方法(SHME),并用2014—2016年的台风客观预报数据进行多模式集成预报的效果检验,且与ECMWF模式进行比较,通过比较发现,SHME方法较ECMWF在12～48 h预报上有明显改进,在72～120 h预报2014年尤其突出,2015—2016年均与ECMWF预报效果相当。