最优化方法在天气预报中的应用

本文根据最优化方法原理,提出了选择非线性最优预报因子和建立非线性预报方程的办法。试验表明:用此方法选出来的非线性预报因子和建立的方程比线性的好。最后还指出了此方法可推广到预报量离散的情况,建立非线性的判别方程,同时可用于长、中、短期天气预报。     

论最优预报因子与最优预报方程

本文根据预报量与预报因子关系的实际情况,提出了预报因子的四种类型,并且利用最优化方法原理选取最优的预报因子,同时还利用强迫引进重要因子的办法选取最优预报方程。从实例计算证明,最优预报因子基本上是非线性的,所以用逐步回归或逐步判别方法建立的预报方程也是非线性的,并且还证明,非线性预报方程比线性预报方程效果有明显的提高。本文最后还指出,此种非线性预报方法可推广到各个领域有关多元分析的定量和定性预报工作中去。     

用车贝雪夫多项式预报气象产量地理分布的试验

本文以辽宁省中北部地区玉米气象产量区域分布的预报为例,论述了车贝雪夫多项式在农业气象预报中的若干应用。作者用不规则格点上的车贝雪夫多项式,以大气环流为候选预报因子,求得展开式系数依赖于4—6个因子的方程,并由此报出区域各县产量,绘出预报图,作试报检验。结果表明:车贝雪夫多项式可用于区域产量预报。最后讨论了此方法在农业气象预报其他领域(如发育期、病虫害预报)中的应用前景,指出车贝雪夫多项式用于生物学、地学预报中的意义。     

典型相关分析在台风路径预报中的应用

本文通过对500hPa上的五个因子场分别与台风中心未来48小时和60小时经纬度的预报量场进行典型相关分析,求出由各因子场组成的典型变量,以此作为预报因子,再结合经实践证明预报效果较好的天气学经验因子,用逐步回归方法建立台风中心未来48小时和60小时的路径预报方程。通过对历史样本的拟合和实际试报,表明该方程的预报能力有明显的提高;典型变量权重系数的地理分布与因子场的天气学意义基本吻合。      

珠三角地区前汛期强对流潜势预报方法研究

利用2004—2006年前汛期探空资料计算的物理量,选取与强对流天气相关性好的大气温湿类(整层比湿积分IntegralQ)、层结稳定度类(K指数)、动力类(潜在下冲气流指数MDPI)、热力动力综合类(瑞士第一雷暴指数SWISS00)作为预报因子,通过对各指数的空间分布特征和数值进行二值Logistic回归分析,得到各指数的参数估算值,建立强对流诊断预报方程,得到前汛期强对流潜势预报因子P,从而制作珠江三角洲(以下简称珠三角)地区未来12小时出现强对流天气的潜势预报。并用此法回报2003—2006年3—6月前汛期的强对流天气。结果表明,P值大于0.9的准确率可达77.5%,P值小于0.5出现强天气的概率仅为3.8%。由于资料有限,对2007年3—4月发生的7次强对流的经验检验效果不明显,但P值小于0.5时不发生强对流的经验检验效果明显。此法对珠三角地区的短时强降水和雷雨大风等强对流天气的临近监测预警有较好的指示意义。     

青藏铁路沿线地面气温演变的非线性振荡规律研究

将描述局地气温变化的非线性振荡方程应用到青藏铁路沿线9个测站(安多、当雄、托托河、班戈、格尔木、那曲、西宁、拉萨及五道梁)局地年气温演变研究中，根据各测站1966—1997年逐年年气温距平资料和反演理论获得具体描述各测站局地气温的非线性振荡方程。在不考虑外源强迫项的情况下，以经典非线性力学理论为依据，研究青藏铁路沿线9个测站的气温演变规律。结果表明，青藏铁路沿线9个测站局地气温系统是明显的非线性系统，其演变周期大致在3～6年之间，气温振幅随时间增加而衰减。其平均预报准确率为75．4％，有较好的预报能力。     

非线性平衡方程初值化方法及其在中期数值天气预报试验中的应用

本文给出了一种求解非线性平衡方程的新的有效的方法及有关的数值试验结果。和以往的求解方法相比，本方法的优点是:收敛速度快，不需要冗长的迭代计算，也不需要对初始高度场的某些记录作修改，并能节省大量的计算时间。文中利用北半球七层原始方程谱模式，使用了1982年的客观分析资料，进行中期数值天气预报试验。试验结果表明，用非线性平衡方程初值化方法制作中期数值预报比其他的如线性平衡方程初值化方程的更佳。后者因去掉了非线性项的作用，天气系统的强度预报结果偏弱且偏平滑。     

广州地区湿球黑球温度指数预报研究

利用广州地区2009年10月至2010年3月的湿球温度、干球温度、黑球温度,以及附近自动气象站相同时刻的温度、风速、湿度资料进行统计分析,在对广州地区湿球黑球温度（Wet Bulb Globe Temperature,WBGT）统计、特征分析的基础上,分别采用昼夜两段模式和分时模式构建出WBGT预报方程。利用WBGT的实测资料,对上述两种预报方程和直接引用的香港天文台WBGT预报方程一同分析预报误差,对比发现：直接引用的香港天文台的预报方程预报效果最差,分时段WBGT预报模式总体偏差最小;三种预报方法在夜间比白天预报偏差小,昼夜预报法和分时预报法预报偏差不超过1℃,两者对夜间的WBGT预报能力相当,但在白天时段分时预报法明显比昼夜预报法的预报偏差小。据此,文章选取预报效果最好的分时模式建立预报方程,文中最后针对预报方程中温度、相对湿度因子由于预报误差而导致的WBGT预报误差进行了讨论。基于此研究成果,气象部门为第16届亚洲运动会的马术比赛提供了准确、周到的气象服务,为马术比赛的赛事安排及比赛的成功举办提供了重要的决策依据。     

空气污染预测与地面气象要素应用

利用逐步回归的数理统计方法及本溪市大气环境监测资料和地面常规气象观测资料，对辽宁省本溪市空气污染物TSP和SO2的浓度分别进行了计算分析并建立了预测方程，并对这两种污染物分别进行了预测检验。     

东北地区冷夏、热夏长期预报的初步研究

使用1951—1978年北半球海平面气压、500毫巴、100毫巴月平均环流资料和太乎洋海水表面温度资料,讨论了形成我国东北地区冷夏、热夏的环流和海温特征及其演变,得出了一些制作长期天气予报的着眼点和予报工具。