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。     

动力气候模式预测系统业务化及其应用

动力气候模式是目前国际上开展气候预测的主要工具。经过 8年多的研制、发展和业务化过程 ,国家气候中心已建立起第一代动力气候模式预测业务系统 ,并以此为平台 ,形成了一套包括月、季节到年际时间尺度的动力模式预测业务。 2 0年历史回报试验和 1年多的试验性业务运行结果表明 ,该系统对东亚区域的季节预测具有较好的预测能力 ,其预测结果已经在实际业务中得到了应用 ,并成为我国短期气候预测业务的重要参考依据。该文是对该动力模式系统性能的介绍 ,也是对国家“九五”重中之重课题的加强课题“短期气候预测综合动力模式预测系统业务化”专题的总结汇报。     

国家气候中心多模式解释应用集成预测

多模式集合和降尺度技术是提升模式预测能力的有效工具。该文对国家气候中心多模式解释应用集成预测 (MODES) 技术与业务应用现状进行了综合介绍。MODES采用欧洲中期天气预报中心、东京气候中心、美国国家环境预报中心和中国气象局国家气候中心4个气候业务季节预测模式输出场,利用EOF迭代、变形的典型相关分析、最优子集回归和高相关回归集成4种统计降尺度方法以及等权平均、经典超级集合等集成方法进行全国月及季节降水和气温预测。目前对MODES进行了夏季回报检验和约1年的实时业务应用。回报检验和业务应用表明,MODES对气温有较好的预测能力 (月预测平均PS评分为76),对降水有一定预测技巧 (月预测平均PS评分为68),具有短期气候预测业务应用价值。     

新疆夏季降水和冬季气温预测方法及效果评估

本文利用4个国内外先进的气候模式（国家气候中心、ECMWF、NCEP和JMA）业务预测数据,采用2种多模式集合方法（等权平均和超级集合）、3种降尺度方法（BP-CCA、EOF迭代、高相关回归集成）和3种统计方法（CCA、最优气候值、高相关回归集成）以及降尺度集成和降尺度-统计方法集成,分析了目前季节模式、多模式集合、降尺度、统计方法、降尺度-统计集合等目前常用气候预测技术对新疆夏季降水和冬季气温的业务预测能力。 研究表明,以上技术方法对新疆夏季降水和冬季气温的预测预测能力有较大差别。目前先进的气候业务模式的预测技巧普遍很低,多模式超级集合和降尺度方法的技巧常高于单个模式,并且最佳的降尺度方法通常技巧高于最佳多模式集合方法。同时,统计方法和降尺度方法的预测技巧通常较为接近,而对二者进行超级集合可以具有相对很高的预测技巧。此外,现有常用气候预测技术方法对新疆夏季降水和冬季气温的趋势有一定的预测能力,但对气候异常的空间分布基本无预测能力。建议新疆气候预测技术围绕统计和降尺度方法集合发展。     

国家气候中心新一代ENSO预测系统及其对2014/2016年超强厄尔尼诺事件的预测

厄尔尼诺和南方涛动（ENSO）作为其年际变率支配模态,对我国季节气候预测有着非常重要的指示意义。在过去30年里,ENSO自身属性、类型和气候影响发生了显著改变,为我国气候预测和防灾减灾带来了前所未有的挑战。2012年以来,国家气候中心组织研发了新一代ENSO监测、分析和预测业务系统（SEMAP2.0）,目的是切实提升ENSO监测预测业务能力。SEMAP2.0综合集成了国内外多项ENSO研究新成果,并自主研发了多项ENSO诊断预测新技术。该系统包括实时监测、动力学诊断-归因分析、两类ENSO物理统计预报模型、气候模式集合预报解释应用、以及相似 动力预报订正等五个子系统。20年独立样本检验显示,集合平均Ni〖AKn~D〗o3.4海温指数提前6个月预报的时间距平相关系数达到0.8。该系统已于2015年底正式业务运行,每月实时提供业务产品。在业务应用方面,该系统2014年春季给出了基本反映实际的夏秋季厄尔尼诺演变趋势预测,较为准确地预报出了2014/2015年冬季弱中部型厄尔尼诺状态和2015年春季以后厄尔尼诺的持续发展趋势以及向东部型的转换过程,准确定位出2014/2016事件峰值时间和强度并预计此次事件在2016年春末结束。     

FODAS在新疆夏季降水预测中的应用与检验

利用国家气候中心海气耦合模式（BCC—CGCM）季节预测结果资料（2008--2012年）、降水实况资料CMAP（1983--2012年）,采用PS评分对近5年动力与统计集成的季节气候预测系统（FODAsl．0）不同方法的夏季预测产品进行回报检验,并与业务评分进行对比,从而检验FODASl．0对于新疆夏季降水的预测效果。结果表明：熊开国一固定因子一动力统计订正方法、熊开国一异常因子一动力统计订正方法、系统误差订正、熊开国一固定因子和异常因子的集成方法得分较高,高于新疆夏季降水预测业务评分。总体来看,熊开国方法（方法I）的预测效果比杨杰方法（方法II）的预测效果稳定。     

国家气候中心短期气候预测模式系统业务化进展

该文简要介绍了国家气候中心短期气候预测模式系统的研发成果,并侧重于从海洋资料同化系统、陆面资料同化系统、月动力延伸预测模式系统、季节气候预测模式系统4个方面介绍了第2代短期气候预测模式系统的业务化进展。第2代海洋资料同化系统已初步建成,其对温盐的同化效果总体上优于第1代同化系统;陆面资料同化系统正在研发中,目前已完成其中的多源降水融合子系统的业务建设工作,可为陆面分量提供实时的大气降水强迫分析场;第2代月动力延伸预测系统基于国家气候中心大气环流模式BCC_AGCM2.2建立,已于2012年8月进入准业务运行阶段;第2代季节预测模式系统基于国家气候中心气候系统模式BCC_CSM1.1(m) 建立,将于2013年底投入准业务运行。初步评估表明:第2代月动力延伸预测模式系统和季节气候预测模式系统分别对候、旬、月和季节、年际时间尺度的气候变率体现出了一定的预测能力,其对降水、气温、环流等要素的预测技巧总体上要高于第1代预测系统。     

月动力延伸预报产品在新疆月尺度降水预测中的应用检验

利用新疆101个气象观测站点逐月降水实况资料和2001~2010年国家动力气候模式产品,进行月动力延伸预报产品的应用预测检验。采用PS评分和同号率对内插预测结果进行效果评估,并与业务评分进行对比。结果表明：月动力延伸预报产品对新疆地区月降水趋势预测Ps评分高于业务评分,而对各月降水距平百分率的同号率差异较大。夏、秋季Ps评分较高,冬、春季PS评分较低,季节转换时预测Ps评分变率较大。     

时空投影模型(STPM)的次季节至季节(S2S)预测应用进展

随着数值天气预报技术和季节动力预报系统的发展,短期天气预报及长期气候预测的能力持续提高,然而介于两者之间的次季节至季节(S2S,两周至三个月)预测技巧偏低,成为当今气象学界和业务服务的难题。南京信息工程大学国家特聘专家李天明教授团队于2012年研发了基于时空投影技术的统计预报模型(STPM),成功地对中国大陆降水和气温距平,以及区域极端降水、夏季高温、冬季低温和西太平洋台风群发事件等高影响天气进行提前10~30 d的预报,并在国家气候中心及多个省份开展了业务应用。STPM也成功应用于台湾春雨预报、南海季风爆发和ENSO预测等季节至年际变化的预测。本文对S2S预测的理论基础、STPM的发展和应用进行了完整的介绍,并讨论了S2S预测业务中所面临的挑战和未来展望。     

中国气候预测研究与业务发展的回顾

天气预报是指一周内至两周时间尺度的气象预报,而月季及以上时间尺度的预报则属于气候预测范畴。中国的气候预测起步很早,无论在研究工作中还是在业务应用上都取得了显著成就。文中扼要回顾了这些研究和业务发展成就,重点包括:对于季风和梅雨、寒潮的早期认知和后期研究发现、早期气候预测业务发展概况、动力气候预测的早期探索、动力-统计气候预测方法的研制和应用、气候预测模式的发展以及初始化和多模式集合预测、东亚气候系统变异的全方位探索、气候预测范畴的不断拓展和气候预测研究的不断创新。也对未来气候预测研究和业务发展提出了几个重大挑战性课题,涉及不同时间尺度气候变异过程之间的相互作用、季节内至年代际气候预测、气候系统模式及初始化、动力-统计相结合的气候预测方法等方面。      

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。     

大气季节内振荡在华南降水预报中的应用

大气季节内振荡(ISO)在天气气候演变中扮演着重要角色,是中期和延伸期预报可预报性来源之一,同时大气ISO的年际变化与区域季节降水量的年际变化密切联系,对短期气候预测有指示意义。对热带大气ISO的年际变化研究做了简要回顾;重点介绍了ISO对华南降水的影响及其业务应用情况,主要包括赤道MJO对华南降水的影响、基于准两周振荡的汛期暴雨过程预报、热带ISO与热带外系统多尺度相互作用对强降水的影响、ISO对季节降水的影响、基于ISO建立的降水延伸期定量预测模型;最后对进一步加强ISO应用研究提出了几点思考。     

国家气候中心MJO监测预测业务产品研发及应用

热带大气低频振荡 (MJO) 和北半球夏季季节内振荡 (BSISO) 对全球范围天气气候事件有重要影响,是次季节-季节 (S2S) 预报最主要的可预报性来源之一。国家气候中心 (BCC) 基于我国完全自主的T639全球分析场数据、风云三号气象卫星射出长波辐射 (OLR) 资料以及BCC第2代大气环流模式系统的实时预报,发展了MJO实时监测预测一体化业务技术,建立了ISV/MJO监测预测业务系统 (IMPRESS1.0),已投入实时业务运行,在全国气象业务系统得到应用。该文着重介绍该系统提供的MJO和BSISO指数监测预测数据和图形产品,并描述了这些业务产品在2015年对MJO典型个例的实时监测预测应用情况。监测分析和预报检验表明,基于我国自主资料的监测结果能够较为准确地表征MJO和BSISO指数的振荡和演变过程,该系统对MJO和BSISO事件分别至少具备16 d和10 d左右的预报技巧。因此,基于IMPRESS1.0的MJO/BSISO监测预测一体化业务产品可为制作延伸期预报提供重要的参考依据。     

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。     

新疆的气候、气候资源和我们的策略

70年代至今，国际科学界对气候问题一直保持着强烈关注，气候变化对社会经济发展的重要性已成为普遍的共识。新疆经济建设和社会发展对气象研究提出了必须解决的问题，即气候的冷暖交替，干湿变易的预测问题。本文简要分析了新疆气候及气候资源状况，在总结30年来气候研究工作的基础上，提出了相应的对策，利用最新科学技术成果和手段，充分利用现有资源，加强应用气候研究，加强技术服务和技术合作，创造出一个新局面。     

物候资料在农业气象工作中的应用

聊城有近二十年的自然物候观测资料,为了发挥物候观测资料在农业气象观测、预报、服务工作中的作用,我们通过物候资料以及气候资料的统计分析,找出了二者的相关关系,总结归纳了自然物候在农业气象工作中的应用,以便于在日常农业气象工作中应用。1 制做物候历,用来预测物候期物候资料是气候资料的重要补充,各种植物的各个物候期,都是当地季节和气候的指示器。整个植物的物候历就成了一个比较具体的年度季节历,具有因地因时制宜、切合当地自然实际的优点。植物的物候历就象一把气候尺,每年可以用来衡量春秋等季节来临的早迟,并可根据物候期及时预报农时,适时掌握生产季节,合理安排生产。在平时的物候观测中,可以根据物候历中树木某一发育期的多年平均日期,预测下一个发育期的日期,也可以     

青海省天气预报业务现状分析及对策探讨

青海省气象局自1999年开始推行预报业务体制改革以来，经过几年的发展，目前已逐步建立了以数值天气预报产品为基础，以人机交互处理系统为平台，综合应用多种技术方法的天气预报业务流程，短期预报和气候预测业务现代化建设成效显著，短期气候趋势预测、一般性降水预报及灾害性天气预报准确率逐年稳步提高，有力地促进了青海省天气预报服务水平和能力的提升。     

新疆省级气象数据库建设及其管理系统软件设计

新疆气象数据库不仅是新疆气候业务的基础,而且是新疆新一代气象预报业务系统建设的支撑和基础。新疆自90年代起,随着地面、高空资料信息业务化,已有106个站的地面资料、18个站的高空资料完成了信息化。这些信息化资料已在预报、科研、气候服务等方面起到了很大的作用。但是由于这些信息化资料以文件形式存储,很多的用户查询还需临时编程,给预报、气候决策业务的应用带来了许多不便,甚至已经影响到气象现代化业务的发展。另外随着气象服务领域的不断扩展,数值预报技术、卫星遥感技术和计算机技术飞速发展,特别是9210工程的实施,提供了海量的…     

新疆短期气候预测研究的回顾

回顾了1958－1997年新疆短期气候预测研究取得的主要成果，包括：大气环流变化及其与新疆天气气候的关系；新疆冬、春季水旱以及北疆前冬冷暖长期天气过程的分析；北半球月平均加热场及其在长期天气预报中的应用；海气相互作用、地形影响、低频振荡过程以及在短期气修预测中的应用；新疆短期气候预测方法的应用研究等。     

近年来我国短期气候预测中动力相似预测方法研究与应用进展

鉴于当前短期气候预测中,纯粹使用动力学方法尚不能完全满足气候预测业务的需要,因此有必要在策略上采取动力和统计相结合的办法.在具体实现手段上,简要介绍了从历史资料中提炼预测信息,发展了一种基于历史相似误差订正的相似—动力短期气候预测新方法.分别在月、季节以及ENSO等短期气候预测领域相继开展了试验和应用,取得了—些令人鼓舞的初步结果,为下一步深入开展有关短期气候预测科学的研究提供了些许借鉴.