基于气象站资料的中国地区太阳日辐射量算法研究

现行计算水平面太阳日辐射主要有两种方式:一种是利用影响辐射的相关要素建立模型,另一种是依据实测资料进行空间插值。但后一种方法若要保证精度则需有足够多的样本。针对上述问题,利用我国不同区域67个站点的数据,在VP-RAD模型的基础上,建立了一个适用于中国地区的逐日太阳辐射算法CNR,该算法仅需要输入站点基本信息、最高最低温度和降水量。模拟结果与实际观测结果比较吻合。     

基于气象站资料的中国地区太阳日辐射量算法研究

现行计算水平面太阳日辐射主要有两种方式:一种是利用影响辐射的相关要素建立模型,另一种是依据实测资料进行空间插值.但后一种方法若要保证精度则需有足够多的样本.针对上述问题,利用我国不同区域67个站点的数据,在VP-RAD模型的基础上,建立了一个适用于中国地区的逐日太阳辐射算法CNR,该算法仅需要输入站点基本信息、最高最低温度和降水量.模拟结果与实际观测结果比较吻合.     

快速中值滤波方法及其在Doppler雷达资料处理中的应用

提出了一种适用于Doppler雷达信号处理的快速中值滤波方法,与传统方法相比,它的特点是考虑了相邻中值滤波窗口内信号数据的相关性。在滤波过程中,由于该方法保留了前面滤波窗口内数据的排序信息,作为下一个滤波窗口内数据排序的参考,减少了当前滤波窗口内比较运算的次数,因此,提高了运算效率。我们将该种方法应用于Doppler雷达信号处理中,进行了3点、5点和7点中值滤波试验。结果表明,5点中值滤波较为适用于Doppler雷达信号处理,它既较好地保留了Doppler雷达信号,又有效地滤除了随机脉冲噪声。同时,由于Doppler雷达观测特点,对于雷达信号不宜进行方位中值滤波。     

两种人体舒适度评定方法在张家界国家森林公园的对比应用及检验

本文选用张家界森林公园内自动气象站2012~2014年的逐日气象资料和张家界市区内国家气象站的资料,选用陆鼎煌和雷桂莲提出的舒适度指数评价公式对张家界森林公园的旅游舒适度进行评价分析,并对两种评价方法得到的结果进行了差异性分析,另外结合张家界市区的站点资料进行了显著性检验,结果表明:1.两种评价方法均适用于张家界市森林公园,并且两个公式之间具有各自的特点和相应突出的部分,但雷桂莲提出的舒适度指数公式更加适合于张家界森林公园;2.张家界国家森林公园的人体舒适度水平较高,一年中5~10月都属于舒适期,其中夏季最为舒适,春季舒适时间段要比秋季长,而冬季极不舒适。     

雷达外推与数值模式动态融合降水概率预报方法

提出一种基于动态权重的降水概率融合预报方法。首先建立一个适用于权重分配的评分模型,对基于雷达光流外推的降水概率预报和基于数值模式经反射率换算后的降水概率预报的预报准确率分别加以评估;提出一种改进的Brier评分法,该方法兼顾了降水落区的大小和降水量,降低评分对样本数据数量多少的敏感性;根据两种在不同预报时效的评分,动态地分配两种预报方法在不同预报时效的权重。试验部分通过Brier等评分验证表明,融合后各个预报时效的预报都表现出与雷达外推或数值模式相近甚至更高的技术评分。     

华南区域高分辨率模式中不同雷达回波反演技术方案的比较试验

结合一次比较典型的华南前汛期暴雨过程,对目前常用的几种雷达回波反演技术进行比较,试图得到一种适用于华南区域高分辨率模式的技术方案。首先比较了两种不同的水凝物反演技术对短期降水预报的影响,发现基于暖雨假设构造的经验公式反演得到的云微物理量进行Nudging以后预报降水比实况偏弱,而利用LAPS系统可以反演出高层的固态粒子,这些云粒子通过冰相过程可以产生强度与实况相当的降水。仅仅引入初始场的凝结物只对第一小时降水预报改进比较明显。通过对两种不同的水汽反演技术进行比较,发现1D+3D方法反演得到的水汽场并不适用于高分辨率模式,按该方法调整初始场水汽之后反而导致降水预报效果变差,而根据雷达回波调整水汽饱和的方法却可以有效提高前6小时的降水评分,这种改进主要来自降水漏报现象的减少。总体来说,结合利用LAPS系统反演云物理量以及水汽饱和调整方法是一套比较适合华南区域高分辨率模式的技术路线。     

Walker环流诊断方程

导出了两个Ｗａｌｋｅｒ环流线性诊断方程,一个适用于数值模拟热带地区某一纬度的Ｗａｌｋ－ｅｒ环流;另一个适用于数值模拟经向平均的Ｗａｌｋｅｒ环流。推导所用的基本方程组中,除了经向运动方程用梯度风平衡方程取代外,其余方程都是球─p坐标系的原始方程。     

江苏风能资源代表年选择的方法比较

代表年法是风能资源计算中的重要方法,而对区域风能资源代表年的选取方法不一.以江苏省为例,对区域多站点的风能资源代表年选取的两种方法--"站点最大频数法"和"区域平均法"的比较分析表明,两种方法选取的江苏省风能代表年是一致的.本文的结果可以推广到其它多站点区域的风能资源代表年的选取上,其中站点最大频数法简便易操作,适用于较少站点数条件下的代表年选取和业务性运用;区域平均法适用于稠密站点条件下的代表年选取;在样本足够大条件下,上述两种方法的计算精度能够满足风能利用的业务和研究需要,并具有足够的区域一致性和代表性.     

假谱诊断分析模式——(一)方案设计

本文讨论了在全球区域和有限区域范围内运用假谱方法(PSEUDO-SPECTRAL METHOD)进行数值诊断分析的基本原理和具体方法。并用一个计算方案统一了连续方程垂直积分求取垂直速度中的“从上往下”法和“从下往上”法。本文介绍的假谱诊断模式精度高,既适用于全球或半球,也适用于有限区域,对计算机的要求亦不高。     

利用自然正交函数分解气象要素场遥相关结构的两种方案

本文利用自然正交函数提供了分解气象要素场遥相关结构的两种方案(斜交模态方案和正交模态方案)。对北半球(包括低纬区域)月平均气压场的遥相关结构的分解表明,斜交模态方案适用于自由大气高度场遥相关结构的分解,正交模态方案则适用于海平面气压场遥相关结构的分解。     

利用T106格点场过滤台风环流的一种方法

根据滤波原理,通过平滑的手段,设计了一种利用格点场资料对不同距离采用不同权重进行尺度分离的方法,并给出了物理意义说明和9711号台风的个例计算。本方法计算简单实用,适用于各种格点场。     

广西林火监测模型设计

[目的]森林火点的识别是利用气象卫星资料监测森林火灾的基础,通过研究广西林火发生特点,找出适用于广西的林火监测方法。[方法]应用亮温-植被指数法建立广西林火监测模型,实现广西林火监测。[结果]火点监测阈值不是一个绝对值,它可根据环境变化而设定对于检测火点最有效的值。[结论]在广西区内进行了试验,试验结果显示该方法适用于广西森林防火的需要,具备将森林火点从气象卫星影像中识别出来的能力。     

临近预报和数值预报中气象资料客观分析方法的过去和现在

在气象学的资料同化中有四种主要方法:①曲面拟合法——定义一个数学曲面以拟合不规则空间分布的观测值.②将观测值经验线性地插值到网格点上.③统计客观分析——一种估计网格点上的气象参数的方法,在这些网格点内所分析变量的相关性决定了适用于这些观测值的权重.④变分     

复杂地形上稳定边界层二维流场的数值模拟

建立了一个二维局地尺度数值模式，对水平扩散采用了水平平滑处理方法，提出了一种在地形追随坐标系中具有较高计算精度的差分近似方法，此方法兼具了地形追随坐标系和直角坐标系的优点，特别适用于地形特征尺度较小和垂直分层要求较细的情况。数值试验表明：该模式具有模拟局地尺度环流的能力，且计算机内存和ＣＰＵ时间都较节省，算法稳定。利用所建立的模式对经过重庆市中区的某一实际地形下的流场进行了数值模拟。     

不同时间尺度的统计天气预报

目前在美国海洋天气局(NOAA),有许多气象要素的统计预报方法投入业务。这些方法中应用得最成功最广泛的是模式输出统计(或MOS)方法。MOS方法主要适用于每天进行两次高空观测的,时效为12—60小时的天气尺度预报(世界时00.12小时)。对较长时间的预报,国家天气局使用经典统计学和数值(动力学)预报相结合的“完全预报”方法。对中尺度和小于12小时时间尺度的预报,经典统计学方法仍是主要工具。 本文用图表和比较验证讨论了三种统计学预报方法的用途和精度,简述了每种方法的近况与进展。从中可见,MOS方法在运用到时间和空间尺度预报中是怎样优于其它二种统计方法的。利用数字模式的运算与分级,MOS方法将来也可能用于任何中长期时段的预报。对短期预报而言,MOS方法要结合经典统计学方法,且MOS也适用于中尺度的数值模式,并能提供局地和任何时间的订正预报。可以预计,下一世纪MOS方法可能成为所有天气预报的主要指导方法。     

一种适用于延伸期过程事件预报的检验方法

基于延伸期过程性天气气候事件预报评估的特点,结合实际科研和业务工作的需求,提出了一种适用于延伸期过程预报的检验方法 (简称PPS方法)。该方法参考了常用的预报评分方法准则,借鉴了命中率、假警报率、欧式距离和动态时间弯曲距离等评估检验方法。利用命中率、假警报率和该方法对实际预报中可能出现的有漏报没有空报和既有漏报也有空报这两类情况的多个实例进行对比分析,表明该方法既能考虑大气随着时间的延长预报效果急剧降低的特性,也考虑了相似时间序列度量不精确匹配和形变的问题。利用该方法对1999—2010年冬季冷空气过程业务预报进行检验,结果表明:该方法能清晰表征延伸期预报时段内冷空气过程预报的准确程度,真实反映了目前延伸期预报准确率较低的现状,有较好的适用性。同时,该方法也适用于其他延伸期过程事件预报的评分,具有较好的应用前景。     

需水量预测方法研究

需水量预测的方法有很多种,但每种方法的预测结果都具有误差。在分析了回归分析法以及灰色系统GM（1,1）法的优缺点及其适用情况后,针对其缺点提出了相应的权重方法,对两种方法的预测结果进行了加权处理,并以郑州市为例进行了实例分析,分析结果表明,处理后的结果减小了预测的误差。     

区域扫描模式下风云二号气象卫星姿态求解方法

针对风云二号气象卫星区域扫描模式下姿态求解问题,提出了分别基于区域观测图像、姿态预报和粗-精姿态关系模型3种不同的卫星姿态求解方法,并分析了它们的适用条件。利用FY-2E卫星获取的2013年7月8—14日的图像进行模拟分析,姿态计算结果表明:利用基于区域观测图像方法求解的姿态对区域观测云图进行定位,误差保持在2.5个红外像元以内,该方法适用于连续区域观测情况;利用基于预报的姿态求解方法对未来24 h内区域观测云图进行定位,平均误差达到1个红外像元,该方法适用于临时启动区域观测时前24 h的区域云图定位。利用粗-精姿态关系模型方法求解的姿态对区域观测云图进行定位,最大误差为4.9个红外像元,前24 h平均误差为3.6个红外像元,该方法可以在无精姿态数据时对区域观测图像进行应急定位。     

通用模式指标预报程序的设计方法

目前,在专业气象服务中,台站积累了大量的预报模式指标（如入梅预报模式指标、出梅预报模式指标等）,随着计算机的广泛应用,所面对的实际问题是将这些预报工具编制成可操作的应用程序。模式指标中的指标因子,随着历史样本的变化,并不是固定不变的,如果每个模式指标的预报都要用一个命令程序描述,那将是十分繁琐复杂的事。解决此问题的较好办法是设计通用的模式指标预报程序。在此,笔者介绍一种比较简单适用的通用模式指标预报程序的设计方法。该方法是根据模式指标预报的一般规律,采用建立外部参量文件的办法,实现预报程序的“通用性”。用该方法设计的预报程序不仅适用于模式指标中指标因子变化的情况,而且适用于大量模式指标的预报。     

需水量预测方法研究

需水量预测的方法有很多种,但每种方法的预测结果都具有误差.在分析了回归分析法以及灰色系统GM(1,1)法的优缺点及其适用情况后,针对其缺点提出了相应的权重方法,对两种方法的预测结果进行了加权处理,并以郑州市为例进行了实例分析,分析结果表明,处理后的结果减小了预测的误差.