佛山市干日,雨水持续日数概率的预报试验

本文利用静态马尔可夫过程和一定时段内随机变量极值的概率分布,给出了干日和雨日持续日数概率和预报模型,并对佛山市进行了预报试验。     

中国雨日数的气候特征及趋势变化

使用国家气象信息中心整编的全国2 425个观测站1961年1月—2013年2月的52 a逐日降水观测资料,美国气象环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)资料。通过计算气候场、雨日概率、倾向值、M-K突变检验等现代统计诊断方法,研究了中国各等级雨日数的年、季节的时空分布特征和不同等级雨日数的趋势变化特征以及相关的背景环流。得到以下结论:(1)中国年总雨日数高值区在四川东部、贵州、江南及云南西南部,以小雨日数占比最高;中雨、大雨日数高值区在江南东部和云南西南部;50 mm以上雨日数中心分别在华南沿海和闽—浙—赣交界,前者强后者弱;(2)年内总雨日概率分布表现为3类:平缓型、单峰型、双峰型,南方地区除云南外均为平缓型;西藏东部、川西、陕甘宁3省南部、青海东部为双峰型;全国其余地区为单峰型;(3)中国季风区小雨日数在1970s末—1980s初发生突变,呈趋势性显著减少,除东北外,四季均减少,以秋冬季云南、上海等地减少最显著,而干旱半干旱区小雨日数呈增加趋势;(4)西南地区东部的年中雨日数在2000年后显著减少,秋季减少最明显,而京、沪、粤3大城市群年中雨日数呈增加趋势;西南地区东部秋季、云南夏季大雨以上日数在2003年后显著减少,而夏冬两季长江中下游中雨以上等级的雨日数明显增加;(5)川东、贵州、江南中部的雨日高值区与青藏高原东部低层回流冷空气形成的静止锋或辐合带相联系。     

短期集合降水概率预报试验

以MM5模式作为试验模式, 通过选取不同的物理过程参数化方案产生8个集合成员, 分别用平均法、相关法和Rank法对2001年11月至2002年5月期间的22个降水个例进行短期集合降水概率预报试验。试验结果显示对小雨—大暴雨6类降水的概率预报, Rank法的综合预报效果明显好于相关法和平均法, 相关法的综合预报效果与平均法基本相同; 无论从均方误差角度还是从命中率和假警报率的相对大小角度, 对小雨、中雨、大雨和暴雨各量级以上降水的概率预报, Rank法的平均预报效果是三种方法中最好的, 相关法的平均预报效果与平均法相同; Rank法好于平均法的平均幅度从均方误差角度较大, 从命中率和假警报率的相对大小角度则较小。平均而言, 三种方法对各量级以上降水的概率预报都是有技巧预报, 对量级小的降水的概率预报技巧高于对量级大的降水的概率预报技巧。     

北京降水概率预报业务试验

在数值模式输出产品和实时天气资料分析的基础上,应用统计分析方法建立北京地区两个降水级别（分别为≥0.1 mm和≥10.0 mm）的客观降水概率预报方程,并制作主观降水概率预报。同时分析概率预报的经济价值,最后对主客观预报结果进行比较及质量评估,给出预报概率值与实际观测相对频率的关系。     

青海省近40年雨日、雨强气候变化特征

本文利用青海26个代表1961～2002年逐日雨量资料和青海东部地区10个站1981～2001年降水自记资料，分析近40a来青海雨日、雨强气候变化特征。结果表明：青海近年来虽然夏半年降水量和雨日在减少，但降水强度在增大。夏半年降水量的减少主要是降水日数的减少造成的；而冬半年降水量的明显增加是由于降雪日数增多和每次降水日平均雨量的增大造成的。近20a来十分钟、一小时最大降水的强度在明显增加。同时90年代夜间出现强降水的机率多于80年代，白天则少于80年代。因此从降水的强度变化和强降水出现时间变化来看，今后防止洪涝灾害的任务将更加艰巨。     

夏季降水概率预报系统的试验研究

降水概率天气预报的最大优点能够有效的发挥天气预报的潜在经济效益。我们根据山西省长治市的气候区划，将长治市的13个县区分为3片，应用T106资料，并通过对T106资料以及3片的实时资料制作0，1化处理，分别建立了3片的夏季（6月－8月）降水概率预报方程，并将整个系统挂接于MICAPS系统下。计算快捷，图文并茂，准确率较高。     

青海省近40年雨日、雨强气候变化特征

利用青海省1961-2002年26个代表站逐日雨量资料和青海省东部地区10个站1981～2001年降水自记资料,分析近40年来青海省雨日、雨强气候变化。结果表明：青海近年来虽然夏半年降水量和雨日在减少,但降水强度在增大。夏半年降水量的减少主要是降水日数的减少造成的;而冬半年降水量的明显增加是由于雨日增多和每个降水日平均雨量的增大造成的。近20年来10分钟、1小时最大降水的强度在明显增加。同时,20世纪90年代夜间出现强降水的几率多于80年代。     

地面气温的概率预报试验

基于TIGGE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)资料,对中国气象局(CMA)集合数值预报产品进行温度概率预报试验。分别应用降尺度技术、系统偏差订正及降尺度与系统偏差订正相结合的方法对2008年1月的气温进行试验。结果表明,通过Brier评分和ROC分析的检验,在24～240 h预报中,都得到了明显改进,在进行降尺度和系统偏差订正相结合的方法下,预报技巧的改进更加明显,优于单个方法独自使用的效果。RPS评分检验则表明:在168 h内,两种改进方案相结合的概率预报效果明显优于单一改进方法的使用;168 h后,预报效果逐渐下降不如系统偏差订正的效果,但优于降尺度技术的改进。总体而言,3种方法对地面气温的概率预报都有正的技巧预报,对预报时效较短(7天前)温度概率预报技巧高于预报时效较长的(7天后)。     

江苏省持续性雨日分布模式的研究

本文以江苏省城内二十个站点、三十年的逐日降水资料为基础，揭示了省域年及各季两日数和两日平均雨量分布的时空特征，建立了省城内不同站点、不同季节的雨日概率分布模式。研究结果表明用波亚（polya）概率分布模式能够较好地拟合省域雨日的分布特征。有了这些模式人们可以较为科学地估算省域内各地、各季不同持续时段雨日出现的气候概率，合理地安排生产、建设和生活等计划．     

转移概率及最大转移概率原理在桂林市初、终霜日预报中的应用

利用转移概率及最大转移概率预报原理，分析了桂林市1961～2000年初霜、终霜日期等随机时间序列之间的转换规律，并结合各序列的初始分布，建立预报模型。应用该方法对近几年初、终霜日期的预测结果表明，转移概率预报方法对波动性较大的随机时间序列具有较强的预报能力，方法简单，预报效果好。     

佛山地区有限高度视线无云概率的计算

本文绘出了适用于世界任何地区的地面到任意有限高度上视线无云概率的计算方法和视线无云持续概率与再现概率的计算方法,并利用我国佛山地区30年的地面常规云观测资料计算了佛山地区有限高度视线无云概率、视线无云持续概率与视线无云再现概率,得到以下结论：（1）视线无云概率随高度的增加而减小,随视角的增大而增大。（2）视线无云持续概率和视线无云再现概率随高度的增加和滞后时间的延长而减小。（3）视线无云再现概率总等于或大于视线无云持续概率。     

El Nino事件的概率预测研究

根据19８５４－１９９３年期间的ＥlNino事件资料序列，通过正态性，独立性等统计检验，确定序列的性质，利用Ｍarkov随机过程和一阶自回归建立预测模式，给出了下次发生ＥlNino事件的时间可能在２００２年前后，２００１年发生的概率为４４％，２００２年发生的概率为６１％。     

PROGNOSTICATION AND INVESTIGATION OF EL NI?O EVENT PROBABILITY

Based on the El Nino event data sequence from 1854 to 1993, the nature of sequences was determined by using statistical normal and independent tests, etc. With the Markov random process and first order auto-regression predictive model, we set up the prognostication mode and give the time limit of the occurrence of next El Nino event, which probably occurs around 2002.The occurring probability for 2001 is 44 %, and it is 61 % for 2002.     

晚秋冷害概率预报方法

文章以历史天气图为基础，应用逐步筛滤和判别分析相结合的技术，建立了实用、精度较高的晚秋冷害概率预报可信度计算公式；结合数值预报产品，可制作延长时效的冷害预报。     

应用线性化方法作江淮气旋发生的概率预报

利用几十年气旋资料,应用经验统计及智能数据库技术,精选与气旋发生关系密切的因子,采用非线性回归变换,建立概率回归方程。将T016数值产品代入回归方程进行气旋概率预报。经实际应用并采用Brier评分,结果满意。     

基于最优概率的中期延伸期过程累计降水量分级订正预报

采用ECMWF集合预报降水量资料和中国降水量观测资料,研发了基于最优概率的过程累计降水量分级订正预报(OPPF)技术,并在遵循总体技术思路的基础上设计出三种不同的OPPF计算方案(OPPF1、OPPF2、OPPF3),继而选用2015—2017年汛期(5—9月)中国91次区域性强降水过程进行回报试验和预报效果对比评估,结果表明:(1)在中期延伸期预报时效(96~360小时),对强降水和有无降水的预报效果,三种OPPF均明显优于集合平均(EMPF)和控制预报(CTPF);对中等以上或较强以上强度降水的预报效果,OPPF1和OPPF3明显优于CTPF、与EMPF基本接近。(2)三种OPPF相比,OPPF3的预报效果较OPPF1总体略胜一筹,两者均好于OPPF2。(3)预报效果存在明显的地域差异,南方地区强降水预报的TS评分明显大于北方地区,且OPPF3预报效果明显优于EMPF;在96~240小时预报时效,东北地区东部OPPF3强降水的预报效果也明显好于EMPF。      

THE RESPONSE OF SUMMER DRYNESS/WETNESS PROBABILITY IN NORTH CHINA TO GLOBAL WARMING

Using the data of summer(June—August)precipitation during the period of 1951—1990 in 14 stations over NorthChina,the wetness probability(WP)series based on gamma distribution has been built.Main temporal and spatial char-acteristics for the series of WP in the stations are extracted by using empirical orthogonal functions(EOFs).The spatialpatterns show that the dryness/wetness variations in the stations in the area are consistent with each other and its maincharacteristics can be represented by the WP series in Beijing.Having analysed the WP series of 120 years(1870—1989)in Beijing,the results show that the dry tendency has a re-sponse to the global warming.The variation of the dryness/wetness in the stations is associated with the temperaturevariation in the Northern Hemisphere.Their relation is negative.The degree of the reliance is associated with the centuryvariation of the temperature.     

热带气旋相似和最大概率集成预报方法及其预报业务试用

利用建立在计算机系统的热带气旋历史资料,经反复试验提出了一套集热带气旋发生的日期相似、地理位置相似、路径相似和强度相似等相结合的挑选“最相似”热带气旋的方案;并利用所挑选的路径和强度“最相似”历史样本,分别对各预报时效的移动方向、移动速度和强度进行分级概率值统计,根据最大概率值选取相应的移向、移速和强度作为热带气旋路径和强度的预报。本方法已在计算机系统成功开发并投入业务试用,检验结果表明：本方法具有一定的预报能力,其输出的未来24、48、72小时的路径和强度预报对预报员有一定参考价值。     

气象要素场概率分布特征的模拟

本文在气象要素区域概率分布模型－锯齿波模型的基础上，通过最小二乘法，拟合了该模型产生的区域气象要素概率分布曲线，并使用得到的拟合函数，模拟了实际气象要素场阈值的概率分布，验证了该模型的有效性，模拟结果表明：模拟值和实际统计值吻合较好，从而可以通过使用拟合函数，由某要素单站概率较方便，准确地得出该要素在区域范围的概率分布特征。     

月降水量的持续性分析

根据1951—1990年全国160站月降水量资料,通过计算相关系数、相关概率和持续性比,统计分析降水量的月际持续性特点.其结果可为月尺度降水的长期预报提供有关信息和相应的气候概况.