怎样提高卫星云图定位精度

不少台站发现,美国第三代极轨气象卫星云图的定位误差较大,而且不规则。有时网格与实际地形基本吻合,有时经纬线误差可达2°左右,这对台风等天气系统的定位极为不利。 经过反复试验并进行分析计算,我们发现了造成定位不准的一些重要因素,并提出提高定位精度的一些作法,简介如下。     

沙氏指数计算方案探讨

从沙氏指数的物理定义出发,给出了计算沙氏指数的4种方案并进行了误差分析。A方案没有考虑水汽凝结潜热,计算结果误差大;B方案虽然考虑水汽凝结潜热,但计算方法没有考虑湿绝热线的曲率等问题,计算结果虽优于A方案,但误差仍较大;C方案不仅考虑水汽凝结潜热,并从计算方法上作了改进,不仅考虑了湿绝热线的曲率等问题,同时避免了由气压直接求取气温造成误差较大的问题,计算结果优于A、B方案,比较理想,可在实际工作中使用;D方案由假绝热方程经过转化求得上升气块的温度,然后算出沙氏指数,虽然精确,但计算复杂,实际应用较困难。     

L波段雷达测风特殊情况处理技术

随着高空探测自动化水平和仪器精度的不断提高,气象探测数据也越来越精确,为了提高高空风探测结果的准确性和完整性,解决实际工作中因计算方法不适合、数据平滑误差等原因引起的数据错误或量得风层缺测等问题,提出利用L波段雷达测风秒数据进行风向判断弥补缺测数据,利用内插方法计算斜距减小人为误差等方法。这些方法在实际工作中取得了较好的效果,可以有效减少数据缺测和误差偏大现象,提高了高空气象探测数据的质量。     

物理量计算中差分近似误差对量值的影响

目前,我国不少台站都已把物理量计算运用到诊断分析和实际天气预报业务中,并取得了一定的成绩。但在工作实践中,有时也会碰到一些似乎是难以解释的现象。例如,在某网格点上,ω的计算值是正值(ω>0),为下沉运动,但在此区域中却有强烈的降水发生。本文从中尺度系统差分近似的误差讨论入手,试图解释上述现象,并对物理最计算提出一点不成熟的意见。 一、物理量计算中的差分近似 众所周知,实际的气象要素场包含了从声波到超长波的各种尺度的波动,因此,我们总可以把某一气象要素F(x)写成若干个谐波相叠加的形式:     

北京地区雷电定位系统场地误差及其结构分析

本文利用1988,1989两年北京地区雷电定位系统(LLS)探测到的雷电资料,采用作者在文献[10]中提出的参数化方法,分别计算了该系统中各定向仪(DF)的场地误差曲线。结果表明,场地误差曲线不仅是测量方位角的偶周期函数,而且包含着奇周期的成份。同时还表明,同一场地具有相对稳定的误差曲线。 文中还讨论了场地误差产生的原因,并首次提出偶极辐射是产生场地误差的主要原因的观点,推导出了它可能产生的场地误差的函数形式。用此理论可很好地解释实际计算出的各站场地误差曲线的结构特征。     

谐波分析中波参数的误差分析

谐波分析中由于采用离散数据的有限差分代替对函数的连续积分以及实际离散数据取样方式和数据性质的不同等原因,谐波参数或多或少存在一定的计算误差和拟合误差。本文着重讨论了离散化效应对截断频率谱参数的影响以及气象中各种常用离散数据的谐波参数误差情况和校正误差的方法。     

用风场计算台风的引导气流

理论和实践证明,台风的移动与地转引导气流之间存在着一定的、甚至较大的偏差[1,2]。其它一些台风引导气流的计算方法,例如[1]中所述的,也有一定的误差。这里我们赏试用风场来计算台风的引导气流以期克服一定的误差。     

太阳总辐射计算方法对比分析

利用全国27个气象站1971-2000年太阳辐射观测资料,按照经验公式法、多因子综合法和Prescoff公式法等三种计算方法对太阳总辐射进行了计算,并与实际太阳总辐射观测资料进行了对比分析.结果表明:经验公式法计算误差较小,但系数不易计算;多因子综合法易于计算,但误差相对较大;Prescoff公式法计算结果误差很大,不适用于太阳总辐射的计算.     

水平面辐射场的模式计算及结果分析

本文根据我国实际情况提出一个旨在不依靠地面辐射观测资料的水平面上实际辐射场的参数化模式。均匀地选取全国范围内74个站点,利用本模式计算了我国1、7月份水平面上总辐射、有效辐射和辐射平衡量,得到了一些有意义的结果。结果表明:本文提出的模式物理概念清楚、误差较小、简单实用。     

T—lnP图的制作及一些稳定度指数不稳定能量的计算

本文对T－lnP图（即埃玛图）的制作及一些稳定度指数和不稳定能量的计算进行了较为详细的说明，并进行了实际验证，表明用计算机进行温度对数压力图的制作，不仅方便快捷准确，而且能避免人为的误差。     

露点温度计算方法对比研究

本文整理了3种计算露点温度的方法,分别为利用干球温度和相对湿度直接计算,利用干球温度、相对湿度和环境水汽压间接计算,用干球温度、湿球温度和大气压计算,并以长春、西安、武汉和广州地区代表站为例,将前两种计算露点温度方法的结果与实际观测的露点温度进行对比分析。结果表明:露点温度的直接法与间接法均有其优点,当干球温度为0.0—30.0℃且相对湿度为40%—100%时,直接法计算的露点温度与实际观测露点温度的误差主要集中在0.5℃以内,适用于温度高且相对湿度较大的地区;间接法计算的露点温度精度较高,与实际观测露点温度的误差在0.2℃以内,具有一定的推广意义。     

地形起伏对模式地表长波辐射计算的影响

初步探讨了数值模式中次网格区地形起伏(高度、坡度)对长波辐射计算的影响。结果表明,地形高度的次网格变化对辐射计算结果的影响较小,其相对误差一般<2%,但不同分辨率的地形高度场会产生不同的坡度计算误差,低分辨率地形资料所计算的坡度分布相差不大,但坡度的量级存在较大偏差。地形的分辨率越高,实际计算结果的偏差越小。而高分辨率地形资料计算实例表明,地形坡度引起的区域相对辐射误差可达到10%以上。因此,在数值模式中,网格区地表长波辐射计算结果对地形起伏的敏感性应给予足够的重视。     

基于单多普勒雷达的光流法改进技术

本文对基于径向速度的光流法在实际应用中存在的误差进行了分析,并提出了有效的改进方案。合成数据试验结果表明:基于径向速度的光流法在反演低仰角(小于2.5°)数据和包含非线性变化的实际风场时存在较大的误差。在低仰角情况下,由于径向速度在垂直方向的分量非常小,导致垂直速度的反演包含较大的计算误差并影响水平速度的反演精度。而当实际风场存在较大非线性变化时(如锋面、切变线等),算法中的局部约束条件被破坏,导致切变区域反演精度降低或出现奇异值。针对这两种情况,本文提出了有效的改进算法。在低仰角情况下引入了简化的约束方程,并加入了径向速度一致性的约束条件来克服实际风场非线性带来的误差。通过理想数据试验和实际个例的检验发现,改进后的算法可以有效地提高风场反演的精度和应用范围。     

MM5三维变分系统在北京地区冷暖季背景场误差的对比分析

NMC方法是目前较广泛采用的一种对模式背景场误差协方差进行统计分析的一种方法。本文根据积累的2002年8月份和2003年2月份各一个月模式预报结果,采用NMC方法,计算了中尺度模式MM5V3在北京地区的冷暖季背景场误差,详细给出其气候统计特征。通过对比分析发现,背景场误差特征对于不同的模式变量、水平分辨率、垂直层各不相同,冷暖季背景场误差也有不同的特征,其差别主要表现在风场。这些特征与模式模拟区域的平均天气状况相对应,同化应该在各模式区域分别进行。MM5三维变分系统在北京地区的实际应用中,应发展根据实际季节变换背景场误差协方差矩阵的方法。     

SL2-1型雨量传感器误差原因及几种异常记录的解决方法

介绍了SL2-1型雨量传感器的工作原理,对与实际降水对比产生的系统性误差和偶然性误差进行了详细阐述,对雨量传感器在日常业务运行中出现的几种异常记录情况的原因进行分析判断,以确保该探测仪器的测量精度,并对一些异常提出解决方法.     

气象资料统计中的负值“舍入”问题

在气象报表的统计和资料分析中,在一定的取值标准下,对计算结果大多要进行“舍入”处理,求取最佳近似值。这种近似值与准确值之差叫做“舍入误差”(以下简称误差)。这里要指出的是,在实际工作中,由于“四舍五入”在负数中的应用,会扩大误差范围,在一定程度上影响资料的准确性。 一.从例证看负数“四舍五入”存在的问题 用关系式T=273 t将-6.5℃换算成绝对温度(精确到个位)。     

基于增长模繁殖法的初始分析误差 计算及集合预报试验

首先用成对繁殖的方法对NCEP再分析资料与T106分析场中的快速增长分析误差进行了计算和比较,然后把它们叠加到各自的初始场中进行了多初值集合预报试验。结果表明,用不同分析资料计算的达到饱和的快速增长误差,两者在全球分布上既有许多相似的地方,也存在一些不同,多初值集合是综合考虑它们的有效方法;考虑了两种分析误差的集合预报比只考虑一种分析误差的集合预报优越;在集合总成员数不变的前提下,发现引入另一种分析资料的集合成员数并不是越多越好,就预报技巧的最大改善而言,其存在一个阀值。     

地形跟随坐标下的中尺度模式气压梯度力计算误差分析及其改进方案

地形跟随坐标系中水平气压梯度力的算法一直是困扰数值模式发展的关键问题之一。目前数值模式中使用的方法只能在天气尺度的模式中部分缓解气压梯度力的计算误差问题。在高分辨率中尺度模式中，随着地形坡度的进一步加大，气压梯度力的计算误差问题更加突出。作者通过理想场的计算分析了几种主要气压梯度力算法的误差，结果显示在中尺度模式分辨率下，计算的水平气压梯度力不但不收敛于真值，而且随着地形坡度的加大或模式分辨率的提高，计算误差逐渐增大。作者提出了基于静力方程订正的回插等压面改进方案，理想场的计算结果表明该方案的计算误差可显著减小，在典型中尺度模式参数的设置下计算精度可达10-6m/s2。其最大特点是随着模式分辨率的提高，该方案的计算误差将逐步收敛到零。     

基于DBSCAN与网格搜索的雷电定位算法

定位精度是评价雷电定位网络的重要指标之一,定位算法直接影响雷电探测结果的精度。雷电监测系统探测数据误差不可避免,传统定位算法不具备抗误差干扰能力,迭代计算易发散,定位结果精度不高。为了满足实际应用需求,提出一种新的雷电定位算法DG-LLA（DBSCAN and grid-search lighting location algorithm）,在定位计算中引入DBSCAN（density-based spatial clustering of applications with noise）方法与网格搜索方法。通过仿真与国家雷电监测网实际定位结果对比分析定位算法性能。结果表明:到达时间差（time difference of arrival,TDOA）法和Taylor级数展开法定位误差较大,仿真区域的均方根误差分别为982 m和668 m;定位中引入DBSCAN方法后,均方根误差明显减小为406 m,引入DBSCAN方法和网格搜索方法后,均方根误差减小为349 m;在相同回击数据条件下,算法DG-LLA与国家雷电监测网相比定位数量更多,回击数据的利用率从43.4%提升到51.5%,新增定位结果周围雷达回波特征较强,定位精度更高。     

实际地形下30min太阳辐射模拟及误差分析——以祁连山马粪沟流域为例

借鉴国内外实际地形条件下的太阳辐射计算方法,基于数字高程模型,建立了任意地形实际天气下30min太阳辐射估算模型。在此基础上利用2008年9月—2009年6月祁连山高山区马粪沟流域实测辐射资料对模型精度进行了验证,并分析了模型误差来源。结果表明,由于DEM数据误差造成30min太阳辐射模型计算的遮蔽度与实际的遮蔽度存在...