如何提高目测云高的质量

云高是地面气象观测项目之一。目前大多数气象台站,由于探测设备有限,大都只能采用目力来估计云高,但误差较大,有时估计的云高和实际的云高相差很大,即使是老气象员,有时判断也会有很大的出入。新参加观测工作的同志更感到困难较大,往往把高中云估计偏低,低云估计偏高。例如,卷云大都估计在7000—8000     

防雹工作经济效果的估计

估计影响效果是人工影响天气最复杂的问题之一。按照本文作者的意见,应当从两种观点去研究影响效果:物理效果(或叫科学效果)和经济效果。目前,已经有了不少估计防雹工作物理效果的方法;然而,却还没有估计其经济效果的统一方法。为了估计防雹工作的效果,     

大气红外间接遥测方程的估计解和验前限制

在线性估计调整方法中研究如何考虑验前信息的方法,是发展估计算法的重要途径.为此,在文中根据十五通道理论权重函数和五个不同估计方法所得到的模拟数值试验结果,从估计模式所涉及的信息形式、不同形式验前限制的效应以及估计解的实际可解性等对估计解的精度和验前限制的内在联系进行了数值分析,确认TPRD1的解和验前信息之间具有最佳的统计结构.     

岭回归在长期预报中的应用

一、引言对于线性回归模型,在古典回归分析中,通常用LS(最小二乘)估计β=(X’X)~(-1)X’Y来估计β。然而,人们在实际应用LS估计中所积累的经验表明,由于自变量之间存在的复共线关系(亦称线性关系或相关关系),使得回归系数估计的方差很大,而且很不稳定。为了克服这一缺点,许多统计学者为了改进LS估计,相继提出了一些新的估计方法。岭回归估计是由Hoerl和Kennard于1970年提出的。本文试用岭回归新建立的预报模型,对我省新安江     

FY-3A/MWHS数据在定量降水估计中的应用研究

基于0903,0906和0908号台风期间的FY-3A极轨卫星微波湿度计(FY-3A/MWHS)数据,借助于多元线性逐步回归方法,探讨了利用FY-3A极轨卫星定量估计降水的方法,同时结合自动气象站实测资料、TRMM和FY-2C卫星降水估计结果对FY-3A/MWHS降水估计精度进行了验证。结果表明,FY-3A/MWHS估计降水与地面实测降水具有较好的相关性,对不同等级雨量均有一定的估测能力,尤其对中等量级的降水无论是在降水落区还是在降水量级上均具有较高的准确率。与FY-2C静止卫星相比,无论是在对不同量级降水估计的"击中率",还是在估计精度方面,FY-3A/MWHS数据更具优势。利用FY-3A/MWHS对不同高度、不同角度的湿度响应特性开展定量降水估计,是降水估计方法的一种新的探索和必要的补充。     

基于二维云信息扩散和三维信息扩散的台风灾害风险估计

基于二维云信息扩散和三维信息扩散提出了一个台风灾害风险估计模型,构建二维云信息扩散模型,估计不同风力等级和降雨极值下的台风灾害概率分布;利用三维信息扩散模型估计台风直接经济损失分布;基于条件概率分布将其合成风险,估计不同水平致灾因子作用下的台风灾害损失风险;并以2000—2017年华南台风为例,对登陆时最大风力等级和降雨极值发生的可能性及其直接经济损失分布进行估计,得到了不同风力等级和降雨极值下的台风灾害损失风险,估计结果与实际基本相符。     

观云方法点滴

云的一般观测方法《规范》上己有,此地不再赘述。下面只谈实践中探讨的点滴方法,供同行参考。1、扣除法。我们知道目力估计小的比估计大的要准确。当云量比较多时,先扣除(估计)无云部份的量再估计总云量,相对来说比较接近实际。2、填空、汇合法。平时我们估计比较完整的云层的量比估计零散的云的量要容易得多。所以,对于不完整的云团、云块、云片、分离散乱,若采取移云填空(意想将云区边缘四周零散的云填充到云区空隙处)或者赶云汇合(意想驱赶零散的云汇合到天空     

卫星估计降水量产品的优化处理及分区检验

经检验发现,由国家卫星气象中心反演并投入业务使用的GMS-5卫星红外估计降水量产品性能在我国存在一定的区域差异。利用实测雨量对卫星估计降水量产品进行优化处理,结果显示优化后的卫星估计降水量在全国各气候分区都有不同程度的改善。     

Gamma概率分布模型参数的数值估计方法

讨论了二参数Gamma概率分布参数的估计方法，并对Thom极大似然估计方法进行了改进，提出了修正方案。     

一种确定混合模型成分的快速方法

混合模型的成分个数经常是未知的,因此对混合模型成分个数的估计尤为重要,通过引入L1距离,提出一种估计混合模型的成分个数的方法,并在此基础上利用EM算法来估计模型参数,模拟验证表明算法是非常有效的。     

卫星雷达联合重构大尺度流域降水场

给出了一种用GMS-5卫星估计3h降水的方法,并利用地面测雨雷达和卡尔曼滤波器提取误差因子,用于在雷达探测范围以外校准卫星估计的降水,从而获得大尺度流域的(淮河流域)降水分布。在史灌河子流域的比较试验表明：卫星雷达联合重构的降水场具有比卫星估计降水更高的精度,3h降水估计的相对误差从31％下降到13％,和地面降水场的相关系数也有明显提高。     

降水量概率分布的一种间接模式

本文提出一种相邻测站月(年)降水量Γ分布的间接估计模式。根据该模式,借助长序列(大样本)测站资料可间接估计短序列(小样本)测站的理论分布。推证表明,间接模式比直接由本站短序列记录估计理论分布提高了有效率并简化了拟合分布模式的计算。     

雷达定量降水估计技术及效果评估

为提高雷达定量估测降水的精度,利用广东省6部新一代多普勒天气雷达(CINRAD/SA)回波资料和雨量计降水量观测资料,采用概率配对法(PFT,Probability-fitting technique)建立Z-I关系进行单部雷达降水估测,并采用最优插值法(OI,Optimum Interpolation)对降水估计进行订正;为扩大降水估测的范围,对多部雷达的降水估计进行拼接,采取重叠区域以各部雷达的均方根误差平方的倒数作为权重系数(iω==1/RMSE(K)2/n∑i-1/RMSE(i)2)进行加权平均,并分别分析比较上述方法得到的降水估计与单纯OI雨量计及与雷达拼图回波强度得到的降水估计的优劣。以上各环节误差分析表明,对于单部雷达,雨量计降水强度与其上空9点平均的雷达回波强度关系最为密切;6部相同型号的雷达估测降水精度各异。交叉检验表明,OI雷达法对单部和多部雷达估测降水均可取得较好的校准效果;对于多部雷达的降水估测,单部雷达先分别进行OI订正后拼接,然后对重叠区再次OI订正的结果比直接对未订正的单部雷达降水估计拼接后统一做一次OI订正的效果好。多部雷达降水估计拼接时,前期对于单部雷达降水估计的订正尤为重要;多部雷达降水估计的拼接值精度要明显高于OI雨量计,而相比由雷达拼图回波强度得到的降水估计而言,前者也优于后者。因此,多部雷达降水估计的拼接方法,对雷达资料的应用有较好的参考价值,在业务上也有一定的应用前景。     

(四)用卫星云图估计降水

前面两讲介绍了卫星云图的识别原理和几种天气系统的分析方法,这些都是利用卫星云图作定性分析。除此而外,利用卫星云图也可以作多种气象要素的定量分析。如:用红外云图推算海面温度、云顶温度和云顶高度;估计台风中心的最大风力;改进500毫巴的数值分析;估计降水量等等。本讲着重介绍如何用卫星云图估计降水。 目前用于估计降水的气象卫星资料主要有三种:即电视云图、两通道(0.5—0.7微米和8—12微米)扫描辐射仪云图和电子微波(1.55厘米)扫描辐射仪云图。就估计降水的方法而言,主要有三类。 第一类是建立在图象显示云图的基础上,根据卫     

利用MODIS的多通道信息估计中纬度降雨

基于同一Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪MODIS的多通道数据和被动微波辐射计AMSR-E的微波数据,文中研究了由MODIS的热红外亮温TB11μm和可见光通道反射率R0.65μm估计中纬度降雨的方法。首先利用MODIS的R0.65μm>0.8和TB11μm<270 K检测降雨云,并利用一个非线性函数估计雨强。同时,利用AMSR-E微波降雨产品对MODIS降雨估计进行了验证,发现降雨范围和雨强基本一致,在2°格点上相关系数的平方达到0.82,这启示MODIS降雨估计可以达到与被动微波降雨估计相近的精度。与自动雨量站观测数据的检验也取得较好的效果。     

基于两种方法的天气雷达谱宽估算质量比较与改进

采用FFT算法和PPP算法,对南京S波段双线偏振全相参脉冲多普勒天气雷达一次实测回波时域I/Q信号进行谱宽估计,并对谱宽估计值及其偏差与信噪比的关系进行了分析。结果发现:1)相对高信噪比数据,低信噪比回波的谱宽估计偏差更大,且随信噪比降低偏差呈指数增长。相对FFT算法,PPP算法的谱宽估计偏差更大,且随信噪比降低偏差增长速度更快。2)为提高谱宽估计精度必须要尽量消除噪声(主要是低信噪比回波信号)造成的影响,分别对FFT算法和PPP算法提出了改进方案,两种算法的谱宽估计质量都有了较大提升,尤其是低信噪比回波数据。修正后FFT算法处理得到的谱宽数据与RVP8偏差更小,而修正后PPP算法处理得到的谱宽数据偏差较大且比较离散,这表明FFT算法的估计精度更高,但实际处理过程中PPP算法的处理速度更快,两种谱矩估计算法各有优劣。     

L-矩估计方法在极端降水研究中的应用

本文引进具有高精度优良特性的L-矩参数估计方法,应用Gumbel分布模式拟合我国东部地区的极端降水量。结果表明,参数的L-矩估计法使Gumbel分布拟合极端降水的优度有较大的提高,同时在给定重现期条件下估计极值分位数具有良好的效果。相对而言,对短样本序列,L-矩估计比常规矩估计具有明显的优势。     

近邻估计—线性回归预报模型及其台风暴雨预报试验

讨论了回归分析领域中线性回归和近邻估计的主要特性。在此基础上推导设计了一种能取其优点和避免其缺点的预报模型——近邻估计与线性回归相结合的预报模型,并把该模型试用于台风暴雨预报。试验结果表明,它的预报准确率和预报稳定性均优于它的原型——近邻估计和线性回归模型。     

深圳S波段与X波段双偏振雷达在定量降水估计中的应用

双偏振多普勒天气雷达的一个重要应用是进行定量降水估计（QPE）,它可以获得反射率（Z_H）、差分反射率（Z_DR）和差传播相移率（K_dp）这些与降水粒子有关的信息,常用的双偏振雷达降水估计方法有基于Z_H的R（Z_H）、基于Z_H和Z_DR的R（Z_H,Z_DR）、基于K_dp的R（K_dp）和基于K_dp与Z_DR的R（K_dp,Z_DR）这4种。文中利用深圳市S波段和X波段双偏振多普勒雷达探测资料,结合高精度地形数据和雨滴谱仪观测数据,设计了基于双偏振量的定量降水估计方法:首先利用地形数据和雷达地理信息,分析了雷达的遮挡状况,形成了这两部雷达的复合平面扫描仰角信息;随后利用雨滴谱仪观测资料,使用T矩阵方法统计得到了深圳地区的上述4种降水反演方法的参数;最后设计了混合降水反演方法,基于双偏振信号（即K_dp和Z_DR）的强弱,使用不同的降水反演方法进行定量降水估计。基于12个降水个例,利用各反演方法产生的定量降水估计结果与雨量计观测资料比较。结果表明,混合降水反演方法在降水反演的准确度和稳定性上均优于任何一种单一定量降水估计反演方法。基于文中介绍的定量降水估计方法,使用深圳S波段和X波段雷达产生了定量降水估计产品,并与深圳目前业务定量降水估计产品进行对比评估。结果表明,使用本方法产生的定量降水估计产品在准确度和稳定性上要优于目前的业务产品。此外,X波段雷达的定量降水估计产品性能要略高于S波段雷达的定量降水估计产品,这说明高时、空分辨率的X波段雷达可以提高定量降水估计精度。但由于雷达扫描平面内双偏振雷达对融化层和冰区的偏振量观测与降水的关系尚未明确,因此,本方法仅适用于雷达扫描平面内液态降水区。      

基于模板匹配的云底高度估计

本文提出一种将主动卫星遥感云底高数据扩展到被动遥感卫星视场的新方法。在分析云顶高度(CTH)和云水路径(CWP)对云垂直分布影响的基础上,提出用CTH和CWP两项参数为基的模板匹配法,结合加权最近邻插值估计云层厚度,并用成熟的CTH反演产品减去云层厚度,得到云底高度(CBH)。然后引入小波去噪的方法抑制对云底高度估计的局部高频涨落。与基于云类型的估计方法相比,该方法在20~300km范围内与其估计效果相当,且在170~240km范围内误差更小。考虑到基于云类型的估计方法在CloudSat卫星和MODIS云分类结果上存在差异,本文方法的适用性更好。