CFSv2对2018年浙江梅雨降水多尺度预测的性能评估

从梅雨预测的业务需求出发,系统开展了CFSv2模式对2018年浙江梅雨期降水预报能力的多时间尺度评估。结果发现3月1日—5月31日的起报结果整体上未能较准确地预测6月浙江大部降水偏少的趋势、仅5月31日的预测结果与实况相符;在延伸期尺度上,CFSv2预测的梅雨期总降水量较实况偏少30%左右;基于相关系数、均方根误差和新定义的综合预报技巧指数等指标分析模式的延伸期预报性能,发现对梅雨期总降水量、逐日区域平均降水量和逐日全省各站降水量的预报技巧有限,对浙江梅雨区的预报水平总体高于浙江全省。评估结果表明CFSv2预报产品表现出显著的系统性干偏差;在延伸期尺度上,随着预报时效的缩短,预报效果并非逐步提升、而是客观存在一个最佳预报时效,各起报日也分别对应着不同的最优预报时段,整体而言梅雨降水的延伸期预测可能对初值并不敏感。     

CFSv2模式对巴彦淖尔市夏季月气温和降水量预测能力的评估

基于美国环境预测中心的CFSv2模式输出的1984—2009年6—8月平均气温和降水量格点数据,以及巴彦淖尔市9个气象台站的气温和降水实况数据,评估该模式对巴彦淖尔市6—8月气温、降水的预测能力。结果表明:模式对气温气候平均态的模拟和实况分布存在差异,降水反映出东多西少的分布特征,但气候平均值明显偏小。模式预测气温明显高于实况,但能够较好地反映26a气温的变化趋势,两者年际变化相关显著;模式预测降水量平均仅为实况降水量的1/2,并且对>50mm月降水量的预测能力较差。Pc、Ps评分检验显示,6月评分高于7、8月,降水量高于气温,模式对降水量预测的Ps评分已达到业务考核标准,经量级订正后,可以业务应用。     

CFSv2在湖北省梅雨特征量延伸期预报中的应用

利用NCEP的气候预报系统第二版(CFSv2)提供的逐日降水模式资料,采用集合预报方法开展区域性夏季降水预报,使用出入梅日期均方根误差(RMSE)、准确率(ACCU),梅雨期长度均方根误差(RMSE)及梅雨雨强距平符号一致率(Pc)等3种方法评估模式资料对湖北省梅雨特征量的预报能力。结果表明:入梅预报提前13 d的ACCU可达0.5以上、RMSE小于3 d,出梅预报提前14 d的ACCU可达0.5以上、RMSE小于3 d,梅雨期长度预报提前14天的RMSE小于5 d,梅雨雨强预报提前14 d的Pc可达0.5以上。梅雨特征量总体预报时效为14 d左右,CFSv2模式资料对区域性夏季降水在梅雨延伸期时段表现出一定的预报技巧。     

NCEP CFSv2模式对川渝夏季降水次季节预测技巧评估及预报偏差分析

利用NCEP的第二代气候预测系统(CFSv2)提供的2000-2009年降水场历史回报试验资料以及川渝182个测站的降水实况资料。采用时间相关系数、均方根误差、距平相关系数、距平符号一致率以及PS评分等方法,对模式在川渝地区夏季降水以及夏季降水异常的次季节尺度预测技巧进行检验,并进一步分析了模式在概率密度和降水频次方面的预报偏差特征。结果表明：该模式对川渝夏季降水的可用预报时效为3候左右,能够较好地模拟出夏季降水的高值中心,但量级偏大。预报技巧高值区主要位于四川盆地西北部及渝东北地区,对攀西地区南部及川西高原部分地区也有一定的预报技巧。该模式也能够较好地把握川渝地区夏季降水异常偏少的趋势,有效预报技巧为2候以内。模式各时效预报与观测的降水概率密度主要集中在10 mm以下量级;模式预报各量级降水频次与实况相比均偏高得较为明显,且随着预报时效延长,偏差越大,其中偏高最为明显的是小雨频次。     

基于NCEP CFSv2模式的黑龙江省夏季降水预测研究

基于1982-2017年NCEP_CFSv2（NCEP Climate Forecast System version 2）模式预测资料对黑龙江省夏季降水进行降尺度预测。通过分析黑龙江省夏季降水与同期环流因子的关系、模式对关键区环流因子的预测,选取模式模拟与再分析资料相关较好、黑龙江降水实况与再分析资料关系较好的环流因子作为预测因子,结合最优子集回归法筛选因子,建立降尺度预测模型,最后采用交叉检验法进行预测效果检验和独立样本预测。结果表明：模式降尺度预测与实况的距平符号-致率为69%,6 a独立样本预测中有5 a预测正确,优于目前的业务预测效果。进-步研究发现,在模式能够准确预测环流因子的情况下,模式降尺度可以较好地预测黑龙江省夏季降水的趋势。此外,模式降尺度在拉尼娜年预测效果较好。     

NCEP CFSv2对北半球夏季中高纬阻塞高压的预测检验北大核心CSCD

利用1999 2010年共12年NCEP CFSv2(NCEP Climate Forecast System version 2)每天4个时次对未来45天预测的回报数据,检验了CFSv2模式对北半球夏季(6 8月)中高纬乌拉尔山区域(10°E70°E)和贝加尔湖-鄂霍次克海区域(110°E 180°E)阻塞高压及其与之相联系的东亚气候的预测能力。分析结果显示,CFSv2可以较好的模拟夏季北半球阻塞高压发生频率的纬向分布特征,但随着预测时效的增加阻塞发生的频率不断降低。CFSv2对两个区域阻塞预测的命中率在7天时效内为50%左右,接近2周之后基本上没有技巧。CFSv2对区域阻塞事件的预测技巧要低于区域阻塞的技巧,贝加尔湖-鄂霍次克海区域阻塞事件的技巧略低于乌拉尔山区域。CFSv2对阻塞爆发和结束的预测超过7天左右,基本没有预测技巧,对乌拉尔山区域阻塞结束日的预测技巧要低于阻塞爆发日的预测技巧。CFSv2在可用的预测时效内可以较好再现与区域阻塞相联系的环流形势以及东亚地区气温、降水异常的分布特征,尤其是夏季乌拉尔山和鄂霍茨克海地区发生阻塞时我国长江流域及其以南地区降水容易偏多的特征。     

兴安盟夏季中雨以上降水预报典型环流特征

对10年兴安盟夏季中雨以上降水天气过程进行环流形势分析，总结出7个典型环流特征模型：500hPa蒙古低涡、500hPa赤塔低涡、500hPa锡盟低涡、500hPa鄂海阻高底部切变、850hPa暖切变、850hPa副高西侧切变和华北气旋北上。这些环流特征对兴安盟夏季中雨以上降水短期预报具有一定的指示作用，试用效果较好。     

铜仁地区夏季降水的环流成因分析及预报

在对铜仁地区夏季（６～８月）降水预报区域进行分区的基础上,要用相关分析方法了各区域降水与前期、同期５００ｈＰａ、１００ｈＰａ高度场及南方涛动指数,赤道东太平洋海温的遥相关关系,并在此基础上筛选出预报因子,利用逐步回归方法,对区域对全区夏降水趋势进行预测,通过１９９６～２０００年独立试报,总体预报效果较好。     

Seasonal Prediction for May Rainfall over Southern China Based on the NCEP CFSv2

In this study, we assess the prediction for May rainfall over southern China(SC) by using the NCEP CFSv2 outputs. Results show that the CFSv2 is able to depict the climatology of May rainfall and associated circulations.However, the model has a poor skill in predicting interannual variation due to its poor performance in capturing related anomalous circulations. In observation, the above-normal SC rainfall is associated with two anomalous anticyclones over the western tropical Pacific and northe...     

用旬500hPa环流相似作贵州夏季月雨量预报

用贵州省存季降雨与前期５００ｈＰａ名旬平均高度场进行相关分析,选出一批优势相关区,用历年各优势相关区格点与预报年作相似离度计算,作出夏季雨量预报。通过对１９９８年、１９９９年试报,效果较好。     

Prediction of Wintertime Northern Hemisphere Blocking by the NCEP Climate Forecast System

Daily output from the hindcasts by the NCEP Climate Forecast System version 2(CFSv2) is analyzed to understand CFSv2's skill in forecasting wintertime atmospheric blocking in the Northern Hemisphere.Prediction skills of sector blocking,sector-blocking episodes,and blocking onset/decay are assessed with a focus on the Euro-Atlantic sector(20°W-45°E) and the Pacific sector(160°E-135°W).Features of associated circulation and climate patterns are also examined.The CFSv2 well captures the observed features of longitudinal distribution of blocking activity,but underestimates blocking frequency and intensity and shows a decreasing trend in blocking frequency with increasing forecast lead time.Within 14-day lead time,the Euro-Atlantic sector blocking receives a higher skill than the Pacific sector blocking.Skillful forecast(taking the hit rate of 50%as a criterion) can be obtained up to 9 days in the Euro-Atlantic sector,which is slightly longer than that in the Pacific sector(7 days).The forecast skill of sector-blocking episodes is slightly lower than that of sector blocking in both sectors,and it is slightly higher in the Euro-Atlantic sector than in the Pacific sector.Compared to block onset,the skill for block decay is lower in the Euro-Atlantic sector,slightly higher in the Pacific sector during the early three days but lower after three days in lead time.In both the Euro-Atlantic and the Pacific sectors,a local dipole pattern in 500-hPa geopotential height associated with blocking is well presented in the CFSv2 prediction,but the wave-train like pattern that is far away from the blocking sector can only maintain in the forecast of relative short lead time.The CFSv2 well reproduces the observed characteristics of local temperature and precipitation anomalies associated with blocking.     

Assessing the Impacts of Initial Snow Conditions over the Tibetan Plateau on China Precipitation Prediction Using a Global Climate Model

Two ensemble experiments were conducted using a general atmospheric circulation model. These experiments were used to investigate the impacts of initial snow anomalies over the Tibetan Plateau（TP） on China precipitation prediction. In one of the experiments, the initial snow conditions over the TP were climatological values; while in the other experiment, the initial snow anomalies were snow depth estimates derived from the passive microwave remote-sensing data. In the current study, the difference between these two experiments was assessed to evaluate the impact of initial snow anomalies over the TP on simulated precipitation. The results indicated that the model simulation for precipitation over eastern China had certain improvements while applying a more realistic initial snow anomaly, especially for spring precipitation over Northeast China and North China and for summer precipitation over North China and Southeast China. The results suggest that seasonal prediction could be enhanced by using more realistic initial snow conditions over TP, and microwave remote-sensing snow data could be used to initialize climate models and improve the simulation of eastern China precipitation during spring and summer. Further analyses showed that higher snow anomalies over TP cooled the surface, resulting in lower near- surface air temperature over the TP in spring and summer. The surface cooling over TP weakened the Asian summer monsoon and brought more precipitation in South China in spring and more precipitation to Southeast China during summer.     

Sub-seasonal Prediction of the South China Sea Summer Monsoon Onset in the NCEP Climate Forecast System Version 2

This study depicts the sub-seasonal prediction of the South China Sea summer monsoon onset(SCSSMO) and investigates the associated oceanic and atmospheric processes, utilizing the hindcasts of the National Centers for Environmental Prediction(NCEP) Climate Forecast System version 2(CFSv2). Typically, the SCSSMO is accompanied by an eastward retreat of the western North Pacific subtropical high(WNPSH), development of the cross-equatorial flow, and an increase in the east-west sea surface temperat...     

新疆夏季降水异常与100hPa南亚高压月平均环流特征的相关分析

利用1979-1995年6-8月逐月的100hPa平均高度场资料及相对应的降水资料，对新疆夏季降水异常月的南亚高压的环流特征进行了较为系统的分析，分别总结出了南疆和北疆降水偏多月及降水偏少月时南亚高压环流特征不同的8种类型。     

贵州夏季降水异常的环流特征分析

利用美国NCEP/NCAR月平均高度及风场再分析资料和中国月平均降水资料,分析了贵州多、少雨年夏季环流的平均距平场特征.结果表明:贵州多、少雨年夏季环流具有明显的不同特征.多雨年南亚高压偏弱,西太平洋副热带高压较常年偏强,脊线明显偏南偏西,且影响贵州的印度西南季风、西太平洋副热带季风较常年也偏强,影响贵州的中、东路冷空气强.少雨年西太平洋副热带高压明显偏强,脊线较常年明显偏北,其它环流特征与多雨年相反.     

新疆夏季降水偏多（少）同期环流特征分析

利用美国ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ全球网格点再分析资料,从大气环流角度系统地分析了１９７９～１９９５年夏季（６～８月）新疆出现降水偏多或偏少时北半球范围内平流层下部（１００ｈｐａ）和对流层中部（５００ｈｐａ）的平均环流形势。结果表明新疆夏季降水偏多或偏少同期具有各自较为显著的环流特征;最后选取１９９６年夏季和１９９８年夏季两个典型个例加以补充说明。     

我国夏季降水及相关大气环流场未来变化的预估及不确定性分析

利用政府间气候变化专门委员会第四次评估报告(IPCCAR4)的15个耦合气候模式在不同排放情景下的模拟结果,对我国夏季降水及相关大气环流场的未来时空变化特征与模式之间的不确定性作了研究。结果表明,在全球变暖背景下,我国夏季降水表现出较强的局地特征。其中,我国东部和高原地区的降水在21世纪表现出明显的增加趋势,而且这种趋势随着变暖的加剧而增强,同时模式模拟结果之间的一致性也更好,表明这一结果的可信度较高。在全球变暖背景下,我国新疆南部地区表现为持续的降水减少趋势,而我国西南地区夏季降水的变化则呈现出先减少(21世纪初)后增加的特征,不同模式对降水这些局地特征的模拟也都表现出较好的一致性。其他地区夏季降水在21世纪的变化不大,同时模式模拟的一致性也较差。多模式模拟的我国未来百年夏季降水的这些变化特征在温室气体高、中、低不同排放情景下基本一致,A2情景预估结果变化最大,A1B次之,B1相对最小。东亚夏季大气环流场的预估结果显示,在全球变暖的背景下,大部分模式的模拟结果都表明,东亚夏季风环流有所增强,从而使得由低纬度大洋和南海地区向我国大陆的水汽输送增加,造成该地区大气含水量的增多,从而为我国东部地区夏季降水的增加提供有利条件。此外,随着全球变暖的加剧,西太平洋副热带高压持续增强,其变化对我国东部地区夏季降水的影响程度和范围也明显增大。这些环流场及其不确定性的分析结果进一步加强了我国夏季降水未来变化预估结果的可信度。     

通辽市夏季降水量及7月环流特征分析

利用通辽市境内7个气象站,1959—2008年夏季（6-8月）降水量及7月500hPa环流特征资料进行分析,结果表明：（1）通辽市夏季降水量随时间呈减少趋势,50a累计减少18.6%,目前处于少水阶段,是50a降水量最少时期;（2）降水量的多少与7月500hPa环流特征以及东亚阻塞高压、太平洋副高、亚洲纬向环流指数、青藏高压、东亚槽均有明显的关系。