风向的统计方法研究

在核安全分析和环境影响评价中,必须使用到的是小时气象数据。对自动气象站小时风向的计算方法和小时数据如何统计,地面气象规范中和核安全导则中还没有定论,因此本文对小时风向统计方法展开讨论。目前小时风向值的计算方法有算术平均法、滑动平均法、矢量平均法和频率最高法,针对算术平均法和滑动平均法对经过0°的风向统计容易出现误差,本文提出对此的修正方法并对4种计算方法进行了比较。结果表明：文中过零风向修正方法简便准确,小时数据统计方法为正点前10min数据时,修正算术平均法更可靠,但该方法对风速为零时的判断容易出现误差,因此在小风、静风频率高的地方推荐矢量平均法。关于小时数据的划分方法,美国核管会RG1.23与我国核安全导则及地面气象规范中的规定不同,因此文中利用实测资料对不同小时数据统计方法所得结果比较,分析表明,取整点前或其他时段的10min和15min的数据进行平均的风向相关矩阵一致性为97.87%;取4个15min平均值的平均或6个10min数据平均值的平均作为小时值的风向相关矩阵一致性为99.96%,这两种统计方法与取10min和15min的一致性为86.00%,相对较差;取60min时段的平均值作为小时值则与其余方法一致性最差。     

平均风向的计算方法及其比较

常用的平均风向４种计算方法分别是算术平均法，标量平均法，单位矢量法和矢量法，利用则资料对各种方法的计算结果进行比较，结果表明：算术平均法加大了偏南风的比重，标 在风向变化３６０°时有可能出现较大的误差，在应用时间须加以注意；单位矢量法与矢量法的结果比较一致，且不需风速的同期观测资料，是一种比较好的方法。     

用梯形平均法计算平均风向的研究与检验

从风向变化的实际出发,根据平均风向的计算方法必须能反映前后风向相关这一实际情况,提出用梯形平均法来计算平均风向。理论分析和模拟检验表明：①理论上观测误差的处理上算术平均法和梯形平均法是等价的,拟合误差上梯形平均法优于算术平均法;②统计上算术平均法和梯形平均法都通过了Watson-Williams检验,但具体到平均偏差、可信度上,梯形平均法要优于算术平均法。所以梯形平均法是平均风向更适当的算法,建议作为风向平均值的算法。     

自动气象站风向传感器的安装和校验方法

介绍自动气象站风向传感器安装及其指北标志即能对正北方的校验方法,对正确安装风向传感器、每年校验风的方位有较大的参考作用。     

自动气象站风向传感器的安装和校验方法

介绍自动气象站风向传感器安装及其指北标志即能对正北方的校验方法，对正确安装风向传感器、每年校验风的方位有较大的参考作用。     

风向玫瑰图的精确绘制

介绍了用V isual C++编程,采用创新的"凑整法"实现了风向玫瑰图的精确绘制,及基于新型测报业务软件OSSMO数据库风向频率的自动读取。使用该方法完成的程序读取数据准确可靠,绘制图形精确美观。     

EC9-1型风向传感器反相检查的一种简易方法

EC9-1型风向传感器在自动气象站得到广泛使用,常规检查的方法比较复杂,又费时费力。实际工作中发现风向传感器在出现故障后还能测到数据,根据风向传感器的工作原理,可以利用这部分错误的数据,快速反相检查风向传感器的故障情况。     

冬季风向风速仪冻结后的维护改造方法

该文阐述了风向风速传感器在极端冰冻雨雪天气条件下发生故障的原因和设计缺陷,并提出了采取的应对改造措施和解决办法,为今后业务化推广和基层台站解决类似问题提供了借鉴和帮助.     

自动气象站风向传感器维护检测方法探讨

当前自动气象站使用的风向传感器大多数是格雷码盘式风向传感器,目前河北省新型站有两种型号DZZ4型和DZZ5型,使用的风向传感器输出方式均为格雷码,但两种型号供电方式不同,出现故障时实际检测的错误方位示值也就不同,根据格雷码盘式风向传感器的风向值对应码的编码原理和规律,总结两种型号使用的风向传感器故障时错误方位示值规律,实现风向传感器现场维护时快速检测,方法简单,对于单一格雷码故障判别较方便,更加适合于台站级维护,尤其对于一般现场维修工作人员,在没有检测设备和仪器的情况下判断风向故障点很有效。     

基于观测数据的风向传感器故障检测方法设计与应用

当自动气象站观测仪器发生故障或运行性能下降,通常是利用专用设备进行维修和检定,但为安装在十数米或数十米高度的风观测仪器进行日常维护会有较大困难。为提高测风设备的维护能力,提出了基于观测记录的风向传感器故障检测方法。利用全国2009—2011年2420站逐小时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,基于风向传感器的格雷码盘的编码原理,设计了风向传感器格雷码失效故障的检测方法,对全国的风资料进行了质量控制,同时通过模拟格雷码失效后风向变化情况,评估了格雷码失效故障所造成的影响。检测分析结果表明：（1）采用逐时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,可检测格雷码失效故障;（2）格雷码第二至七位出现失效故障的台站在全国所占比例为0.4%～0.8%,格雷码第一位出现失效故障的比例为2.6%;（3）格雷码失效对风向观测数据的质量影响较大,特别是失效格雷码为第四至七位时,甚至会造成风向频率的分布完全失真。     

风电场风速降尺度预报方法对比分析

使用中尺度数值天气预报业务模式9 km和3 km分辨率的模式输出产品,分别应用小尺度模式CALMET模式和双线性插值(BLI)方法将预报风速进行降尺度处理,并对比预报风速和风塔观测资料。结果表明：WRF模式9 km分辨率的模式输出经过CALMET模式降尺度以后得到的风速预报效果比3 km分辨率的模式输出略好。同时,由于中尺度数值预报模式分辨率本身较高,使用BLI也可以得到较好的风速预报。将风速分为0 m·s^-1≤风速<5 m·s^-1,5 m·s^-1≤风速<10 m·s^-1和风速≥10 m·s^-1共3个等级,检验3个风速等级的预报偏差百分比得出,CALMET模式和BLI方法对10 m·s^-1以上的大风的预报效果相对较差;如何对大风预报进行订正对风速预报准确率的提高具有重要的意义。     

用MOS法建立预报方程的试验流程

利用MOS预报方法建立预报方程试验系统的结构及功能 ,并提供了高效计算和反复试验的重要技术 ,充分考虑了不同地区站的地理气候特点 ,既适合同时建立多站、多要素方程 ,也能够进行单站、单要素的反复试验。     

基于数值预报模式的乡镇温度预报方法研究

利用2015年8月至2017年7月长兴岛站和交流岛站日最高气温、日最低气温实况资料,对ECMWF细网格2 m温度预报值和日本FSFE02(24 h地面形势场预报)、FSFE03(36 h地面形势场预报)进行了检验。结果表明:根据历史回归统计检验,ECMWF细网格模式24 h的2 m最高气温、最低气温预报效果显著,通过了0. 05信度显著性检验。对各月做相关分析,相关性均较好。利用前一日ECMWF细网格2 m温度预报值与长兴岛站实况差值,根据统计的ECMWF细网格2 m温度预报订正值,做出长兴岛站未来24 h的气温预报。交流岛站温度预报是在长兴岛站温度预报的基础上订正做出,经统计分析,交流岛站和长兴岛站的气温差值与地面形势场和风场有较好的对应关系,根据不同类型的地面形势场和风场订正值,做出交流岛站的温度预报。应用Matlab计算机语言的开发功能,提取ECMWF细网格2 m温度预报的最高、最低气温值,并录入当日长兴岛站和交流岛站最高、最低气温实况值,自动预报各站未来24 h最高气温、最低气温。创建可视化预报工作界面,实现乡镇温度预报自动化。     

基于GRAPES_Meso的集合预报扰动方案设计与比较

基于GRAPES_Meso区域集合预报系统,设计了三种集合预报扰动方案,即多初值、多初值多物理、多初值多物理多边值,并针对三种方案进行了连续一个月的批量试验,重点分析了2008年7月23日江淮暴雨过程.结果表明,对于降水预报,三种集合扰动方案均相对于控制预报均有所改善,多初值多物理与多初值多物理多边值方案对小雨、中雨预报改进效果显著,对暴雨预报略有改进;多初值方案仅能产生有限的集合离散度且难以增长,引入物理参数方案扰动及边界条件扰动能显著提高集合离散度,改善各物理量场的预报效果;通过比较,多初值多物理多边值为最优方案.该批量试验表明,模式物理过程及边界条件是影响GRAPES _Meso区域集合预报不确定性的不可忽视因素.     

基于频率匹配法和最优TS评分法的降水预报订正效果对比

利用2020年1月1日—2023年1月2日ECMWF、NCEP模式降水预报资料和眉山地区降水观测资料,采用频率匹配法（Frequency Matching Method,FM）、最优TS评分法（Optimal Threat Score,OTS）对ECMWF和NCEP的模式降水预报进行订正,对比检验评分和预报个例,并验证两种方法的适用性。结果表明：FM、OTS订正明显改善了小雨空报和暴雨漏报,提高了晴雨预报准确率、小雨ETS评分、暴雨TS评分,且OTS优于FM;FM可能出现参考数据与实况数据有较大偏差的情况,从而影响订正效果,OTS则不受参考数据的影响;数值模式降水的预报偏度明显大于1或小于1时,FM、OTS订正效果越好;FM、OTS难以订正小雨漏报、暴雨空报,也难以对降水差值较大的空漏报或降水落区偏差进行订正。     

基于偏最小二乘回归方法的西北区寒潮延伸期预报

利用2000-2013年西北地区376个国家站逐日最低气温及NCEP FNL再分析资料,基于西北区站点降温幅度和欧亚大陆500 hPa低频高度场,使用偏最小二乘回归方法建立西北区站点寒潮延伸期预测模型,分别以2017年1月的一个寒潮日和非寒潮日为例进行预测试验,并对2014-2017年冬半年(共728 d)西北地区的寒...     

基于测风塔观测资料的近地层风速平面订正

利用辽宁和吉林省24座测风塔风速观测资料,应用线性回归方法对高分辨率中尺度模式近地层风速预报产品进行订正。首先通过4组不同的订正实验分析训练样本长度、样本滚动方式等对订正效果的影响,确定单点订正最佳方案,并综合线性方法在东北地区不同下垫面条件下的适用性;然后应用24座测风塔已确定的单点订正关系,尝试区域风速的平面订正,并基于剩余23座测风塔资料对全场订正效果进行评估。结果表明：训练样本的长度对订正效果影响较明显,在东北地区训练样本长度取20 d效果最佳;当训练样本长度取最优天数时,滚动系数的订正效果与固定系数的订正效果基本一致;各种下垫面通过线性订正均能取得较明显提高,其中丘陵地区效果最明显,通过订正均方根误差整体降低1.61 m·s^-1,平原地区为0.95 m·s^-1,沿海地区为0.91 m·s^-1;平面风速订正实验显示,订正关系平面外推可取得明显的订正效果,全场平均绝对误差降低0.20 m·s^-1,该方法可为订正资料匮乏区域的预报提供参考。     

不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的对比试验研究

由于适用于中长期集合预报的模式扰动技术在风暴尺度集合预报系统中的影响并不明确,为探究不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的效果,基于WRF模式设计了3组模式扰动方案:多物理扰动（MP）方案、随机物理倾向扰动（Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT）方案以及由MP方案与SPPT方案组合构建的一种新混合扰动（SPMP）方案。对2013年7月5—6日发生在江淮流域的一次强对流天气过程进行了数值模拟。结果表明:MP方案在积分前期的降水概率评分较高,对高层大气的扰动效果更为合理;SPPT方案主要作用于积分中后期,对大气低层及近地面的扰动效果最为理想,尤其是对于地面水汽场的模拟;SPMP方案能显著提高大气中高层各预报变量的离散度,降低均方根误差,提升集合成员的可信度,有效弥补降水预报评分在单独使用MP方案和SPPT方案不同积分时段的不足。在扰动水平传播方向上,SPMP方案的扰动形态主要受MP方案主导;垂直方向上,SPMP方案在低层的扰动形态与SPPT方案一致,在高层受MP方案控制。波谱能量分析表明3组方案的扰动能量随积分时间均有向大尺度传播的趋势,SPMP方案能有效补偿两种方案能量在各尺度的耗散。      

国家气象中心气象要素的客观预报——MOS系统

面向全国2000多个台站，应用数值预报产品释用MOS技术制作温度、降水、相对湿度、风、云量及能见度等要素预报，并实现了预报业务运行。通过建立MOS预报系统，表明预报因子和预报对象的处理，建方程前的参数选择以及预报因子的选取都会影响要素预报的质量，需要做大量的细致工作。预报检验结果显示，降水预报尚未达到可用程度，温度和相对湿度的短期预报在大多数情况下是可用的或是可参考的，但还有待进一步改进。降水预报尚需在预报因子和充分运用多种探测信息方面着手加以改进。