奇异谱分析—最大熵预报方法

引　言奇异谱分析—最大熵预方法 (ＳｉｎｇｕｌａｒＳｐｅｃｔｒｕｍＡｎａｌｙｓｉｓＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭａｘｉｍｕｍＥｎｔｒｏｐｙＭｅｔｈｏｄ ,简称ＳＳＡ—ＭＥＭ )是Ｖａｕ ｔａｒｄ和Ｇｈｉｌ最早应用于气象研究的[1～ 3] 。目前 ,Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ大学的     

遗传算法求解最大预报误差的可行性研究

利用条件非线性最优扰动（conditional nonlinear optimal perturbation,CNOP）可以实现最大预报误差的上界估计。CNOP通常由基于梯度信息的约束优化算法进行求解,且其中的梯度信息由伴随模式提供。然而当非线性模式中含不连续＂开关＂时,传统伴随方法不能为优化过程提供正确的梯度方向,从而导致优化失败。为此,采用自适应变异和混合交叉的遗传算法,联赛选择机制和小生境技术的约束处理方法来求解最大预报误差上界。为检验新方法的有效性,以修改的Lorenz模型作为预报模式,对3个初始态分别用新方法和传统伴随方法进行比较,数值试验结果显示新方法求解出的最大预报误差的上界更加精确。     

最大熵谱估计法在大气湍流谱中的应用

1引言功率谱估计这一课题的研究在数字信号分析和处理领域中一直受到重视，近几十年来人们提出了种种不同的借估计方法，并较为深入地研究了它们各自的性能。目前被广为利用的谱估计方法可分为两大类：一类被称为古典法，又称非参数法，它就是周期留法和自相关法以及由这两种方法所派生出来的各种改进方法，其中周期留法又称直接法，而自相关法被称为间接法；第二类就是现代谱估计法，它又称为参数法或模型法。2参数模型法的提出古典谱估计，不论是直接法还是间接法，都可用FFT快速计算，且物理概念明确，因而仍是目前较常用的谱估计方法…     

美国业务谱模式预报的系统性误差

本文对美国业务数值预报图月平均误差分布特点及其季节变化情况进行了考察。 从系统性误差与标准差的比值分布,可以看出需要并适合于进行系统性误差订正的地区。这些地区主要在低纬度。 本文还对1985年4月模式的垂直分辨率和一些物理参数化项目改变前后的预报结果做了比较,又与同期欧洲中期天气预报中心的预报水平情况做了比较。     

基于GIS系统和最大熵谱原理的降水周期分析方法

降水预测分析中经常遇到确定降水周期的问题。文章介绍了将具有分辨率高等特点的最大熵谱原理(MEM)应用在降水周期分析中的方法，并将其做成程序模型镶嵌于GIS二次开发系统中。通过两者的结合从而实现模型的连接和分析的结果与地理空间数据的综合。周期分析过程只需在系统界面中选取某一降水测站，GIS系统便可以应用MEM模型计算出该测站所辖地区的降水周期规律。     

农业气象产量预报方法中权重系数的确定

基于气候适宜度指数的作物产量预报中,各旬气候适宜度加权集成构成了气候适宜度指数,权重系数的确定对预报的准确性至关重要.本文以山东省冬小麦为例,分别采用绝对值法、归一化法和相关系数法确定各旬产量预报的权重系数,分析不同权重系数确定方法得到的气候适宜度指数之间的相关性及气候适宜度指数与农业气象产量的相关性,并利用相对较优的方法进行冬小麦产量动态预报.结果表明:与绝对值法和归一化法相比,采用相关系数法确定的权重系数计算的气候适宜度指数与气象产量的相关系数多数均通过了P0.01水平的显著性检验,可较全面的反映冬小麦生长发育随气候条件的变化关系.建立的冬小麦产量动态预报模型历史回代检验的准确率基本均为94.5%以上,标准化均方根误差n-RMSE均小于7.0%,表明建立的模型模拟性能较好.对2010—2011年山东省冬小麦产量的外推预报表明,预报平均准确率为93.0%以上,多数预报准确率为96.0%以上,可满足冬小麦产量预报的业务需求.     

用简单的等熵面预报模式作短时预报和临近预报

1.引言在近十年中,数值预报模式已发展到能够准确地预报24小时以上的小尺度天气现象的水平和垂直结构.一个高分辨率的研究模式的试验结果表明预报对流事件甚至是中尺度α系统的技巧有了改进.在业务上,由区域性分析和预报系统(RAFS)得到关于垂直运动和降水分布的预报差不多有3年了.不过,尽管观测资料中的小尺度现象对于预报重要的天气过程来说是重要的,但在分析和初值化的过程中经常被去掉或平滑掉.当     

基于GRAPES-GFS次季节预报的误差诊断和预报能力分析

基于GRAPES(Global and Regional Assimilation Prediction System)全球预报系统（GRAPES-GFS）的2018年9月至2019年8月的分析场和35天预报的试验数据,对该系统延伸期次季节预报进行误差诊断和预报能力分析。结果表明,该系统可描述2018冬季及2019年夏季2 m温度和500 hPa位势高度的空间分布特征,但在热力强迫作用显著的高原沙漠地区,尤其是非洲干旱区,GRAPES-GFS的2 m温度分析场存在较大的系统偏差。GRAPES-GFS模式的2 m温度在超前1～3周预报的均方根误差近似线型增长,最终趋于稳定。海洋区域2 m温度的预报技巧较陆地低,东亚及澳大利亚预报技巧较高。关于500 hPa位势高度,在超前1～3周预报时,东亚中低纬度预报技巧明显高于中高纬度地区,热带地区的远低于其它地区,北半球的高于南半球。关于MJO,GRAPES-GFS可描述高层和低层纬向风场的传播和模态特征,可抓住较强对流活动信号的具体位置,但地球向外长波辐射（OLR）在赤道地区正距平信号偏弱,负距平信号偏强。GRAPES-GFS模式对MJO的距平相...     

插值预报的一种新方法及其在降水预报中的应用

本文针对经典插值预报方法存在的不足,遵循插值预报的基本原理,提出了插值预报的一种新方法,此方法的实质是考虑了预报系统中不同预报因子对系统的最后演变结果的不同作用,将此方法应用于云南１８个测站五月雨量的预报中,结果表明,此方法无论在历史预报方面还是在外推预报方面均具有良好的稳定性和预报精度。     

位移和最大相关距离在ECMWF集合预报产品中的应用

文章提出了一种对集合预报产品进行自动划分的新方法, 即位移和最大相关距离。 其基本假定是集合预报成员在一定程度上代表了未来可能发生的某类天气形势, 为此引入了天气类型的概念, 并以法国中期预报员总结出的影响法国的 5 类天气形势为基础, 对欧洲中期天气预报中心(以下简称 ECM WF)的集合预报产品进行了划分。结果表明, 大气的可预报性与预报时效、预报的天气有关。 该文提出的新方法简洁直观, 便于使用, 在天气类型和实际天气之间建立了最直接的联系, 大大压缩了集合预报产品的信息量。 ECM WF 的集合预报产品对影响法国的平直型、热阻塞型、冷阻塞型、扰动型等天气形势预报效果比较好, 而对波动型则效果稍差。     

一种插值相似方法作温度预测的应用研究

将插值方法运用到短期气象预测中，其基本原理是按照相似原理将产生相似结果来作预报。对云南昆明等四站温度进行了九年定性和定量预报检验，结果表明：这种方法具有良好的预报能力，可以作要素预报应用。     

一种新的多因子综合预报方法及其预测能力评估

利用 EOF分析浓缩大范围场内大气环流主要信息 ,经过异常相关处理 ,选取达到高信度( 0 .0 0 1信度 )要求的一定数目的预报因子 ,研制出了一种新的多因子综合预报方法 .通过对1 993～ 1 998年连续 6年的年、季时间尺度中国降水和中国气温预报能力评估 ,表明多因子综合预报方法预报效果比较稳定 ,预测能力较强 ,尤其是对夏季 ( 6～ 8月 )关键地区旱涝灾害的预报 ,准确率比较高 .     

区域大气污染物浓度分布预报的一种模式及其试验

本文就区域尺度大气污染物浓度预报，提出一种以天气气候学分型为基础，结合大气污染物输放散区域污染物浓度区域分布逐日预报模式；并用该模式作预报试验，结果表明：模式的预报结果能达到一定的正确率，具有实用价值。     

气象卫星TBB资料的交叉预报误差及其暴雨实例分析

本文运用非线性交叉预报误差的新方法,使用GMS-5的TBB(亮温)非线性时间序列资料,对湖北武汉“98.7”特大暴雨进行了定常与非定常特征计算和判断分析,与实际降雨的变化趋势十分吻合。     

GSI同化系统的背景误差协方差特征及对预报的影响

在同化系统中使用更合理的背景误差协方差对于得到更良好的同化效果至关重要。首先采用NMC方法针对中国区域构建更适合WRF-ARW区域预报系统的B矩阵,并对比分析了其与GSI同化系统预设的NCEP预报系统的B矩阵在分析变量间的平衡关系、分析控制变量的标准差、水平和垂直特征尺度等方面的特征差异。参照这些特征差异设计单点观测试验、背景误差协方差调优参数敏感性试验,确定针对中国区域构建B矩阵的最佳调优参数。并讨论其对一次季风低压强降水天气过程的循环同化和预报效果的影响。结果表明,采用最佳调优参数使用针对中国区域构建B矩阵的试验(Sen6)对V风分量场和相对湿度场的预报性能改进显著,同时也引出了GSI同化系统背景误差协方差参数调优(尤其是水平特征尺度参数调整)的两难问题。在此基础上,采用Hybrid同化方法使用针对中国区域构建B矩阵的循环同化试验(Hyb3)可以进一步改善预报效果,并在一定程度上修正个例模拟雨带的位置。     

用单多卜勒雷达确定中尺度气旋环流中心及最大风速半径

首先给出具有 Ｒａｎｋｉｎｅ 模式的中尺度气旋的模拟多卜勒径向速度图,然后利用多卜勒雷达观测的径向速度与实际气流间的几何关系,提出一种确定近似轴对称的中尺度气旋中心及最大风速半径的方法。     

试用新"回归系数估计"法制作南海责任区的热带气旋路径集成预报

在正确评估我国各种客观预报方法性能的基础上,应用新“回归系数估计”方法,将几种预报效果较好、操作方便的模式作为子方法加以集成,建立一个包括数值预报产品在内的优化的客观预报集成模式,经用１９９３年热带气旋样本试报及１９９４年台汛期实例试验,模式的性能稳定,预报精度进一步提高。