凉山州短临泥石流预报模型与方法的研究

通过对泥石流灾害成因的分析研究,确定了预报模型中的各类参数,阐述了激发泥石流的静态和动态影响因子中各类数据及其获取方法,详细探讨了中小尺度的区域泥石流短临预报模型和方法.选择泥石流危害严重的四川省凉山州作为研究区,利用可拓学原理,在直接获取气象局降水数据的基础上,建立了区域泥石流短临可拓预报模型.在 GIS 技术支持下,开发了凉山州泥石流短临预报系统.     

区域数值天气实时预报系统的研制

主要介绍在自行研制的神箭SJ－100并行计算机机群上建立的实时区域数值天气预报系统。该系统通过国家气象卫星通信网络获取地面、高空气象探测资料和国家气象中心T106数值天气预报产品资料，并引入北半球海温格点场资料和当地地面观测资料；运用美国MM5模式，建立了三重套网格，最高水平分辨率为15km的业务预报模式，并于2001年1月开始投入业务化试用。试验表明：该系统具有较强的短期天气预报能力，尤其是降水预报准确率较高，近地面气温、风、相对湿度等要素预报质量好。所提供的预报产品客观、定时、定量、定点，预报产品丰富，且计算速度快，收到了满意的效果。     

暴雨型泥石流多层预报系统的研究

本文采用数值天气预报模式、静止气象卫星云图、雷达回波和遥测雨量计四种手段进行大气降水的预报与监测,提供不同时空尺度的降水预报产品,构建不同时空尺度满足不同精度要求的泥石流预报系统。该系统具有区域与沟谷相结合,时空尺度合理嵌套的优点,由四川省范围、凉山州地区以及单沟泥石流预报模型组成,可进行不同层次的泥石流预报,能满足不同层次的泥石流减灾要求。     

内蒙古城市环境指数预报系统的研制

根据环境气象指数与气象要素和非气象要素敏感度和依赖关系，利用天气学、气候学、统计学、经济学的基本原理，研制了30多种实用于专项服务的环境指数，并建立了内蒙古城市环境指数预报系统。     

有限区域数值预报降水模式业务系统

在引进和试验的基础上，设计了适用于黑龙江省夏季降水预报和数值预报系统。该系统是由资料处理，数值模式，预报产品加工等模块组成，全部系统实现了自动化。系统的主体是一个有限区域，正方形网格，格距１００ｋｍ，１０层的三维，静力学平衡，原始方程模式。     

有限区域短期数值预报业务系统简介

简要介绍空军气象中心投入业务使用的《空军有限区域短期数值预报业务系统》的概况，采用的主要技术及检验评分结果，最后给出了天气学个例检验结果。     

基于η数值预报模式的四川盆地泥石流滑坡预报系统

通过对近11年四川盆地发生泥石流和滑坡灾害的气象成因分析，进行了泥石流和滑坡预测模型的研究和对四川盆地强降水η数值预报模式产品释用研究。在上述研究基础上，建立了1l数值预报模式产品释用四川盆地泥石流和滑坡预报系统。经2003年业务试运行，效果好。     

区域增强数值预报系统中的客观分析

主要介绍了广州区域气象中心新建立的区域增强数值预报系统的资料处理方案。该分析方案的实施包含三个步骤，第一步以Ｔ６３模式的分析（或预报）作为初估场，进行多变量的最优统计插值（ＯＩ），将不同类型的观测资料插值到模式网格点上，同时分析增量满足一些简单的动力约束关系；第二步是对分析要素作单变量的逐步订证；第三步则是对分析场进一步做变分调整。通过这三个步骤，不仅可以使最终的分析场保留大尺度气象特征，而且可以     

有限区域短期数值预报业务系统简介

简要介绍了空军气象中心投入业务使用的《空军有限区域短期数值预报业务系统》的概况、采用的主要技术，检验评分结果，最后给出了天气学个例检验结果。     

气候变化情景下泥石流危险性响应分析

通过中国1950—2010年降水日值0.5°×0.5°格点数据和CMIP5的6个气候模式数据,以2010年舟曲8·7特大山洪泥石流为例,估算此次灾害发生的降雨重现期,并估算未来同等重现期下的降雨量,基于HEC-HMS和FLO-2D模型模拟该降雨量下山洪泥石流堆积面积与泥沙冲出量,进而得到了气候变化背景下的泥石流危险性变化。结果表明：2010年舟曲8·7山洪泥石流灾害的降雨重现期为1500 a,未来相同重现期下降雨量为113.7 mm。设防水平不变条件下,舟曲县城泥石流堆积面积可达2010年灾害的173%,总泥沙量增加到148%,且泥石流堆积面积增加的区域主要位于2010年舟曲县城人口密集区。可见,灾后重建中舟曲县城一半以上居民的转移安置政策有利于弱化未来气候变化背景下泥石流危险性增加的不利影响,是一种有效的气候变化适应性举措。     

基于AHP的天津泥石流灾害评估

利用天津市蓟州区降水、地形地貌、人口、地质灾害、DEM数字高程数据等资料,以天津北部蓟州区为研究对象,采用无结构不规则网格设计方法对研究区域进行网格划分,应用层次分析法（AHP）确定直接雨量和间接雨量、水流流速、地形地貌、人口密度、发生频率等泥石流危险因子权重,建立天津泥石流危险度评估模型。利用模型对蓟州区2011-2018年11次强降雨过程进行泥石流危险度评估。结果表明：过程降雨量最大、降雨最为集中的2016年7月20日泥石流危险度最高,雨势平稳的2018年8月12-14日危险度最低;蓟州区2012年7月22日出现的双安泥石流以及2018年7月24日出现的小型山体崩塌,在模型对应的区域内均显示有泥石流风险存在,表明模型对泥石流具有较好的评估能力,可应用于业务和服务中。采用广义极值分布函数计算了蓟州区不同重现期1 h和12 h雨量,利用泥石流危险度评估模型模拟不同重现期雨量的泥石流风险,研究结果可为相关部门和行业提供决策参考。     

降尺度方法在中国不同区域夏季降水预测中的应用

在中国降水气候分区的基础上,利用降尺度方法进行区域夏季降水预测(RSPP),预测模型建立的基础是寻找影响区域气候的关键因子。降尺度预测模型中使用的资料有国家气候中心海-气耦合模式(CGCM/NCC)回报资料、NCEP/NCAR再分析资料和台站观测资料。为了避免年代际变化特征对季节尺度降水预测的影响,首先对CGCM/NCC模式输出资料、NCEP/NCAR再分析资料、区域平均降水资料去除年代际线性变化趋势,即去除所有预报因子场和预报对象场的长期变化趋势。然后分别计算预报对象和模式资料的预报因子场以及再分析资料的预报因子场的相关系数,把相关系数值同时达到0.05显著性检验水平的区域平均环流特征作为预测因子,保证挑选出的预测因子既能反映实际大气中预测因子与预报对象的关系,同时又是海-气耦合模式预测的高技巧信息。利用最优子集回归作为转换函数的降尺度方法建立区域夏季降水预测模型。交叉检验和独立样本检验结果表明,文中设计的区域夏季降水预测模型对中国大部分地区的夏季降水趋势预测的准确率较高且比较稳定,其预测效果远高于CGCM/NCC直接输出降水结果。进一步对具有较高预测技巧的代表性区域的可预报性来源分析发现,物理意义明确且独立性强的预测因子有助于提高预测准确率。     

Monthly prediction of tropical cyclone activity over the South China Sea using the FGOALS-f2 ensemble prediction system

本研究基于新一代FGOALS-f2动力集合预测系统35年(1981-2015年)的热带气旋历史回报试验对南海台风季(7-11月)热带气旋活动超前10天的月预测技巧进行评估,并对2020年南海台风季热带气旋活动进行了实时月预测尝试.结果表明:FGOALS-f2能较好地预测南海热带气旋路径密度演变特征,预测的热带气旋生成个...     

南京市呼吸系统疾病死亡率与气象要素的关系及预测

在全球气候背景下,气象要素的变化对呼吸系统疾病的影响不可忽视。基于2004—2010年南京地区呼吸系统死因监测资料、人口资料和同期气象数据,利用主成分分析法,讨论区域呼吸系统疾病患者死亡率的分布特征和对气象要素的响应及疾病死亡率预测模型的建立。结果表明：呼吸系统疾病死亡率在7月最低,1月最高,上半年变化幅度大于下半年。夏半年,气候以低压、高温和多降水为特点,呼吸系统疾病患者死亡率低;冬半年,气候有相对湿度大、日照时间短的特点,呼吸系统疾病死亡率呈上升趋势。回代检验结果 r=0.755,预测检验的拟合系数为r=0.795,均通过了0.01的显著性水平检验。主成分回归模型的拟合效果较好,可为相应预报工作提供参考。     

Study on multi-scale blending initial condition perturbations for a regional ensemble prediction system

An initial conditions (ICs) perturbation method was developed with the aim to improve an operational regional ensemble prediction system (REPS). Three issues were identified and investigated: (2) the impacts of perturbation scale on the ensemble spread and forecast skill of the REPS; (3) the scale characteristic of the IC perturbations of the REPS; and (4) whether the REPS's skill could be improved by adding large-scale information to the IC perturbations. Numerical experiments were conducted to reveal the impact of perturbation scale on the ensemble spread and forecast skill. The scales of IC perturbations from the REPS and an operational global ensemble prediction system (GEPS) were analyzed. A "multi-scale blending" (MSB) IC perturbation scheme was developed, and the main findings can be summarized as follows: The growth rates of the ensemble spread of the REPS are sensitive to the scale of the IC perturbations; the ensemble forecast skills can benefit from large-scale perturbations; the global ensemble IC perturbations exhibit more power at larger scales, while the regional ensemble IC perturbations contain more power at smaller scales; the MSB method can generate IC perturbations by combining the small-scale component from the REPS and the large-scale component from the GEPS; the energy norm growth of the MSB-generated perturbations can be appropriate at all forecast lead times; and the MSB-based REPS shows higher skill than the original system, as determined by ensemble forecast verification.     

贵州省黔东南州降雨型泥石流风险评估

利用贵州省黔东南州15个气象站1990—2019年逐日降水量、DEM、土地利用、常住人口等数据,采用层次分析法（AHP）,从危险性和环境脆弱性两个方面构建降雨型泥石流风险评估模型,并采用历史泥石流事件对评估结果进行验证。结果表明：危险性指标中暴雨日数的重要程度最高,危险性的空间分布表现为西部和东部最高,北部最低;环境脆弱性指标中高程的重要程度最大,研究区的环境脆弱性整体上四周更高,中部较低。研究区降雨型泥石流极高风险区分布在最东部和西部,主要是由危险性最高造成;高和中度风险主要分布在南部地区,其中中度风险区是由脆弱性相对较低造成。历史泥石流灾害案例中有76.6%发生在极高和高风险区,风险评估结果与历史泥石流事件分布相吻合。     

Possible sources of forecast errors generated by the global/regional assimilation and prediction system for landfalling tropical cyclones. Part I: Initial uncertainties

This paper investigates the possible sources of errors associated with tropical cyclone (TC) tracks forecasted using the Global/Regional Assimilation and Prediction System (GRAPES). The GRAPES forecasts were made for 16 landfalling TCs in the western North Pacific basin during the 2008 and 2009 seasons, with a forecast length of 72 hours, and using the default initial conditions (“initials”, hereafter), which are from the NCEP-FNL dataset, as well as ECMWF initials. The forecasts are compared with ECMWF forecasts. The results show that in most TCs, the GRAPES forecasts are improved when using the ECMWF initials compared with the default initials. Compared with the ECMWF initials, the default initials produce lower intensity TCs and a lower intensity subtropical high, but a higher intensity South Asia high and monsoon trough, as well as a higher temperature but lower specific humidity at the TC center. Replacement of the geopotential height and wind fields with the ECMWF initials in and around the TC center at the initial time was found to be the most efficient way to improve the forecasts. In addition, TCs that showed the greatest improvement in forecast accuracy usually had the largest initial uncertainties in TC intensity and were usually in the intensifying phase. The results demonstrate the importance of the initial intensity for TC track forecasts made using GRAPES, and indicate the model is better in describing the intensifying phase than the decaying phase of TCs. Finally, the limit of the improvement indicates that the model error associated with GRAPES forecasts may be the main cause of poor forecasts of landfalling TCs. Thus, further examinations of the model errors are required.     

滑坡泥石流大尺度统计预报模型的实时检验

利用滑坡敏感性分布和降雨阈值公式建立了一个滑坡泥石流统计模型,该模型可以用于中国大尺度范围内的滑坡泥石流预警。使用CMORPH卫星降水驱动该统计模型,对2016—2017年的106起滑坡泥石流事件进行了验证分析。结果表明,该模型能较好地预警大多数滑坡泥石流事件,其中对72. 1%的雨季滑坡泥石流事件能较好预警,但对非雨季的事件只有35%能较好预警,对雨季的预警效果明显优于非雨季。由于滑坡泥石流主要发生在雨季,因此该模型总体上具有较好的效能。该模型对于强降雨引发的快速滑坡事件具有较好的预警能力,但对于由强度较小、持续时间较长的降雨引发的慢过程滑坡事件的预警效果有待提升。利用该统计模型以及CMORPH实时卫星降水产品,可以建立滑坡泥石流大尺度实时预警系统,对滑坡泥石流减灾防灾具有一定意义。     

NCEP集合预报系统在亚欧和北美区域的预报效果对比

使用NCEP集合预报系统（EPS）输出的500hPa位势高度场预报资料和相应的NCEP／NCAR再分析资料,针对集合平均预报和概率预报,采用多种预报效果检验评价方法,对该系统在亚欧和北美区域的预报效果进行全面的分析比较。总体而言,NCEP—EPS对亚欧区域的环流集合预报效果不亚于其对北关区域的预报效果。1）ACC检验表明,亚欧区域的集合平均预报效果在除冬季外的三个季节都明显优于北美区域,可用预报的时效相差达0．6～1d,且夏季的差别最大。RMSE检验表明,亚欧区域的预报效果在四个季节里均优于北美区域。2）集合概率预报可靠性的季节差别不明显,均为预报时效较短（长）时,北关（亚欧）区域的可靠性更好。系统对亚欧区域的事件识别范围相对较小,但其预报可靠性较高,北美区域则正好相反。3）夏季亚欧区域的集合概率预报效果明显优于北美区域,秋季和冬季北关区域的预报效果较好,春季在预报时效小于5d时北美区域占优,而其后则是亚欧区域的预报分辨能力更好。