我国短期气候预测的业务技术发展

首先概述了我国短期气候预测技术和业务现代化发展的历史。近40多年来，我国短期气候预测业务技术经历了经验统计分析、数理统计分析、物理统计分析、动力与统计相结合4个主要发展阶段。其次分析了“九五”以来我国短期气候预测技术的新进展，通过“九五”攻关研究，增强了我国短期气候预测的物理基础、综合决策和业务预测能力，初步实现了动力与统计相结合，提高了自动化、客观化、可视化水平。最后探讨了未来我国短期气候预测技术发展的几个主要问题，一方面要大力发展动力气候模式，另一方面要不断改进提高物理统计方法，在汛期降水物理统计预测方法的研究中，应重点加强主导因素、中纬度环流异常、海洋与大气相互作用、年代际气候背景与年际气候异关系的研究。     

我国短期气候预测技术进展

经过近60年的发展,我国短期气候预测技术和方法也有了长足进步。近年来,一些新的预报技术和机理认识不断应用于短期气候预测业务。ARGO海洋观测资料的使用大大提高了业务模式的预测技巧,新一代气候预测模式系统已经投入准业务化运行,研发了多种模式降尺度释用技术,多模式气候预测产品解释应用集成系统(MODES)和动力-统计结合的季节预测系统(FODAS)逐渐应用于业务中,大气季节内振荡(MJO)逐步在延伸期预报中得到应用。近年来,对全球海洋、北极海冰、欧亚积雪、南半球环流系统对东亚季风影响的新认识也不断引入到短期气候预测业务中。这些新技术和新认识的应用极大提高了我国短期气候预测的业务能力。     

短期气候预测技术发展与我省业务现状

介绍了短期气候预测研究的技术思路、国内外短期气候预测的技术发展动态及业务水平现状,分析了制约我省短期气候预测业务水平的主要因素,提出了我省短期气候预测业务建设的思路。     

短期气候预测方法综述

1引言国外不少国家开展短期气候预测的研究与业务已有几十年历史。目前大多数国家（包括我国）业务预报仍以经验统计方法为主，预报效果不稳定。80年代以来。有关气候变化物理成因及其机制的研究，为短期气候预测尤其是动力模式的发展提供了物理依据，有的已成为短期气候预测很有用的工具。一些发达国家在进行动力模式的研制和气候模拟方面发展很快。为更好开展短期气候预测的研究，有必要了解其发展现状。但限于篇幅，本文只能对短期气候预测的较新进展作比较详细的介绍。2短期气候预测方法2．1经验、统计方法经验方法仍以天气气候的相似相…     

小概率气候事件预测新方法

为了发展我国短期气候预测工作，改善我国中、长期天气预报方法，提高短期气候预测准确率，经“普适线性模式——关于概率分布的模拟和气候数值研究暨气候研究的统计方法学术讨论会”商议，并征得普适线性模式研制者的同意，拟将英国伦敦大学学院统计科学系的“普适线性模式”在我国气象部门推广应用。该模式容纳参数量大，     

我国短期气候预测的物理基础及其预测思路

短期气候预测依据大气科学原理,运用气候动力学、统计学等手段,在研究气候异常成因的基础上对未来气候趋势进行预测。虽然目前我国短期气候预测的水平还不高,但短期气候预测是国家经济发展和防灾减灾的迫切需求,提高预测准确率是气象科研和业务人员的重要任务。该文从海洋、积雪等外强迫信号及大气环流大尺度变动等大气内部特性等角度概述了短期气候预测的物理基础,简要回顾了近60年来我国短期气候预测的发展历程,并介绍了作者近十几年来研制短期气候预测客观统计学及统计与动力学相结合预测模型的主要思路。     

辽宁省近10年短期气候预测质量评估检验

参考了现阶段国内外的短期气候预测质量评估办法，根据短期气候预测业务的发展需要，提出了一种新的短期气候预测质量评估办法，并对近10年（1994年以结果表明：新办法的指导思想、评分原理以及预报评分规则和标准等方面均优于来）辽宁省短期气候预测资料进行客观评定，把原办法的评定结论与之对比分析。原办法，更符合实际，客观性更强，突出了气候预测的趋势性，提高了异常事件趋势的预测能力，能更好地反映当前短期气候预测业务水平。在绝大多数情况下，新办法评定的月、季、年尺度气候预测质量较原办法有明显提高，其中，全年降水预测质量平均提高4％，平均气温预测质量平均提高9％，所以新办法客观地评定更有利于促进短期气候预测质量和服务水平的提高。     

我国现代气候业务现状及未来发展趋势

从气候监测诊断、气候预测、气候系统模式、气候评价与灾害风险管理、气候变化业务和气候业务平台等角度,系统概述了我国现代气候业务现状。提出了以气候监测和动力学诊断为基础,以提升气候服务、气候风险管理和应对气候变化能力为目标,以发展客观化气候预测技术和定量化气候评估方法为核心的现代气候业务概念。分析了国际气候业务发展趋势及我国气候业务的差距,明确了加强气候系统基本变量监测、提高气候系统模式分辨率和改进物理过程、发展第2代短期气候预测系统、研发气象灾害风险评估方法并建立中国气候服务系统 (CFCS) 等发展任务。     

我国短期气候监测预测业务进展

回顾了我国短期气候监测预测业务发展技术历程,总结了业务的现状和主要进展,根据经济社会发展对气候监测预测服务的需求,分析了气候监测预测业务水平不高和业务能力不能满足服务需求的问题。提出了建立涵盖从延伸期(15到30天)、月、季、年、年际和年代际的时间尺度的无缝隙业务的发展目标和重点任务。     

短期气候预测业务系统的设计

短期气候预测系统的研究是"九五"重中之重攻关项目之一,对于提高气象部门短期气候预测的能力和水平至关重要,是加快气象短期气候预测现代化建设的重要措施.本文利用目前较先进的计算机及其网络技术,对短期气候预测业务系统的设计作一探讨,供同行作参考.     

一维气候时间序列的拓展及其相空间中浑沌吸引子维数的确定

本文利用上海和广州近百年(1873—1980)月平均气温时间序列资料,将一维气候时间序列拓展到多维相空间上去。计算结果表明,月平均气温所表示的我国季风区短期气候演化,在相空间中存在吸引子,具有分维结构,其维数分别是d=3.4和d=2.3,为奇怪吸引子。由此推论,就我国季风区气候短期变化而言,为了能在多维相空间支撑起上述奇怪吸引子,最好选取四个变量或者建立最低为四阶的动力学模式来进行描述。      

月尺度区域气候数值预测试验

将９层全球气候谱模式与ＣＳＵ－ＲＡＭＳ中尺度数值式嵌套,进行了月尺度的短期区域气候预测试验。结果表明：ＧＣＭ模式的集合预报能够反映较大尺度的平均环流;在此基础上,被嵌套的ＣＳＵ－ＲＡＭＳ中尺度模式能够得到更为细致的区域环流特征以及它的短期气候尺度的演率。ＧＣＭ模式与中尺度模式相结合的“区域气候数据模式”是了解短期区域气候变化的有效方法之一。     

人工神经网络及其在短期气候预测中的应用

从业务实际出发，提出了面向短期气候预测的神经网络。选用主分量作为网络的输入和输出，大大减少了输入输出节点数，重点突出了大尺度影响变化关系，提高了实际预报的稳定性；用全局寻优的SA算法取代经典BP算法，使网络学习训练更充分，知识获取更全面；针对业务实际设计代价函数，保证了网络学习训练能适应短期气候预测业务的要求，学习目的更明确，针对性更强。     

谐波分析在短期气候预测中的应用

为进一步提高短期气候预测业务能力，在对泰安51年气候资料统计分析基础上，使用谐波分析，制作了短期气候预测应用系统。本文简要说明了该系统的建立思路及预报模式的作用和使用方法效果。     

Numerical Simulation of Regional Short-Range Climate Anomalies

With the high-speed development of numerical weather prediction, since the later 1980’s, the prediction of short-range climate anomalies has attracted worldwide meteorologists’ attention. What the so called short-range re-fers to the time scale from one month to one season or more. In dealing with the problem of short-range climate pre-diction, two points are needed noticing: one is the basic research to explore or investigate the mechanism of variability of the slow varying components which mainly include internal dynamics of extratropics, external forcings and tropical dynamics, and the other is the modeling efforts to simulate the process of the long-term evolution of the signal which include the improvement of model quality, stochastic prediction and the air-sea-coupled model (Miyakoda et al.,1986). Previous researches on the numerical prediction of short-term climate anomalies are mostly concentrated in the analysis of variables with global spatial scale, especially the global general atmospheric circulation analysis.As to the simulation or prediction of regional short-term climate anomalies, there exist many difficulties and problems. Though some meteorologists are devoting themself to this field, up to now, they have not reached satisfac-tory results. As a primary effort, by using the 2-level general atmospheric circulation model developed in the Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences (IAP-AGCM) (Zeng et al., 1989), and taking the year of 1985 as a case, a numerical simulation of regional short-term climate change is completed. We pay high attention to the predictand of anomalous summer rainfall in the Yangtze River and Yellow River valleys, especially its month-to-month variation.     

日光温室气象监测与灾害预警系统研制

节能型日光温室是我国华北地区发展最快、所占面积比例最大的设施农业类型,针对具有较典型代表性的第2代节能日光温室,详细阐述了集温室小气候自动监测、数据远程采集、温室小气候模拟、产品制作与发布、灾害预警于一体的日光温室气象监测与灾害预警系统的构建,并对该系统的应用情况进行简单介绍。系统2007年投入业务使用,采取中期、短期、临近预警相接合,监测预报与灾后评估相结合,取得较好服务效果。     

Numerical Simulations of Intense Meiyu Rainfall in 1991 over the Changjiang and Huaihe River Valleys by a Regional Climate Model with p-б Incorporated Coordinate System

Based on the primitive equation model with p-σincorporated coordinate system originally developed by Qian et al., a one-way nested fine mesh limited area model is developed. This model is nested with ECMWF T42 data to simulate the extra-intensive rainfall event occurring in the Changjiang and Huaihe River valleys in summer of 1991. The results show that the model has cer-tain capacity to fairly reproduce the regional distribution and the movement of the main rainfall belts. Therefore it can be used as a regional climate model to simulate and predict the short-range regional climate changes.     

降尺度法在海南省降水趋势预测中的应用

从动力和统计相结合的角度,利用国家气候中心研制的动力气候模式输出的月、季平均500hPa高度场及其派生变量场作为预测因子,制作海南省月、季降水量趋势预测。月降水量经22个独立样本试验、季降水量经17个独立样本试验,趋势预报评分均超过国家局业务考核标准和同期业务发布评分,表明建立的预测模型可在海南省短期气候预测业务中参考使用。     

A NUMERICAL STUDY FOR MECHANISM OF THE EFFECT OF NORTHERN SUMMER ARCTIC ICE COVER ON THE GLOBAL SHORTRANGE CLIMATE CHANGE

In terms of nine-layer global spectral model involving fuller parameterization of physical process,with arhomboidal truncation at wavenumber 15,experiments are conducted by virtue of two numerical schemes,one withlong-range mean coverage of Arctic ice,and the other with supercooled water at the same temperature as the ice,fol-lowed by an analysis of the difference field simulated by the two schemes.Results show that(1)the impact of Arctic iceon the northern short-range climate is realized through the change in polar ice coverage to cause local temperaturechange in the polar region to set up gradient difference in temperature from north to south,thus affecting the atmospher-ic circulations and,on the other hand,two trains of two-dimensional Rossby waves excited by the atmospheric heatsource anomaly have impacts on the Northern Hemisphere(NH)extratropical region,one of which is similar to the JPteleconnection pattern first presented by Nitta(1987);(2)The significant impact of Arctic ice anomaly on the southernshort-range climate change is accomplished with the aid of the anomaly of the equatorial heat source that excites a two-dimensional Rossby wavetrain propagating along a great circle route into the Southern Hemisphere(SH)extratropics,and the cross-equatorial propagation of the NH wavetrain also has effects on the SH atmosphere.Simulation indicatesthat with the 15-day integration the Arctic ice exerts an influence mainly on the NH and when the model atmosphere isgetting stabilized,the effect is dominantly on the SH short-range climate change.