一个多重决策的动态模式

本文描述了花费-损失比情况下多重决策的一个动态模式。提出了一些涉及天气预报的最优使用和经济价值的理论与数值结果。假设决策者要在n段时间不断选择行动,使总的预期花费最小。在研究预报价值中,考虑了三类天气信息:1)气候信息,2)完全信息,3)不完全预报。考虑到最优策略形式和三类信息总的期望花费之间关系,提出了理论结果。此外,描述了不完全预报质量和价值之间关系。数值结果从含有特殊模式参数值的动态模式导出。这些结果包括理想策略和各种时间范围、气候概率及花费-损失比值的完全、不完全预报的经济价值。不完全预报精确度和价值间的关系也被检验了。还简要讨论了动态模式的几个可能扩展的决策问题。     

中期天气客观预报系统

一、前言 在中期地方MOS试验研究的过程中,我们吸取中期数值预报产品统计解释研究的成果和微机开发应用的经验,应用推理、学习、解释等人工智能原理,在IBM-PC/XT机上,研制成功了一套中期天气客观预报系统。经业务运行表明:该系统提高了中期业务预报的客观化、定量化和自动化的程度,较大地提高了工作效率和预报质量。 二、系统功能及其实现 本系统能够完成接受知识、建立或更新方程、预报决策及信息反馈、知识评价、预报解释,具有对知识库修改、追加、检索的功能,以及报表输出等管理功能。系统上各功能块自动地协调工作。 1.系统的预报决策及学习过程 天气实况信息对人脑的反馈是预报员经验积累的关键。在人工智能领域中将这种过程称为自学习过程,即在多次预报实践中通过与天气实况对比,不断修正和充实经验的过程。     

在成本-损失比情况下的决策模式和概率预报价值的测度

一、引言在决策模式里天气信息只是一般地,而天气预报则是特别地起着重要作用;这种决策模式至少服务于两个重要目的。首先,它们描述决策者(在各个模式意义上)如何使用预报;其次,模式可以提供决策者(和其他)决定预报价值的范围。本文研究了某种特殊决策情况下两个模式范围内的概率预报的评价和效用。所谓“成本-损失比情况”(Cost-loss Rationsituation)是一个在气象学文献中经常遇到的决策情况。这种情况包括决策者面临不能肯定不利于一些活动或工作的天气是否出现时,必须决定是否采取防护行动。最早的成本-损失比情况模式是Thompson提出的。这是一个很简单的正态模式,它提供一个状态的现实描述,为许多预报-敏     

基于数值模式和多普勒雷达的强对流天气预报技术

基于数值预报模式MM5,结合不稳定指标和能量指标的诊断结果,得到短时潜势预警指标,进行强对流天气0~12 h的短时预报;利用多普勒雷达信息产品提供的强对流天气风暴追踪信息,提取回波的移向和移速信息,进行强对流天气0~1 h的临近预报;均用一个强对流天气过程,来具体说明短时潜势预报和临近预报状况及其与实际情况的对比;应用短时潜势预报技术对近年来强对流天气过程进行了试用。结果表明,上述方法对强对流天气的短时预报、临近预报技术有一定的预报价值。     

气候资料、气象预报和最优经济决策

天气预报的最终目的是为服务对象能达到节约劳动力与资金,减免气象灾害的损失和破坏,提高经济效果。这个问题不仅与预报准确率有关,而且与使用天气预报的方法有关。合理地利用天气预报,采取最优经济决策,可以大大提高天气预报的经济价值。相反,天气预报使用不当,即使准确的预报,也可能造成不应有的经济损失。为此,许多气象学家和经济管理学者对此问题作了研究。本文介绍国外在这方面的研究成果。一、分类预报时的最优经济决策 1.有一个二分类预报时的决策设某决策者(天气预报使用单位)面临二类天气;W_1(不利天气);W_2(无不利天气)。可采取二种措施A_1和A_2。相应的花费用货币单位表示如表1(C=Cost(费用);L=Loss(损失))。     

NMC强天气模式诊断变量和概率预报产品及初步应用检验

国家气象中心针对强天气预报的特点开发了强天气模式诊断变量和概率预报产品,包括T639全球模式强天气诊断变量产品、基于GRAPES_RUC的中尺度精细化强天气诊断变量产品、基于WRF中尺度模式的区域中尺度集合概率预报产品,于2009年从无到有建立了一套完整的强天气数值预报产品库,提供确定性预报产品和不确定信息的概率产品,为强天气预报业务的开展打下了良好的基础。应用上述产品对"6.3"河南飑线天气的模式预报能力的分析表明,高分辨率模式对强对流天气的预报能力有了较大的提高,但对于强天气预报,15km分辨率仍然不足够高,且产品显示的时空分辨率都应在现有基础上提高,才能更好地展示数值预报产品对强对流过程发生发展和演变过程。     

正确认识和对待天气气候预报的不确定性

美国国家科学发展的指导机构同家研究顾问委员会(NRC)不久前发表了一份关于天气、气候和水文预报的不确定性的凋研报告.报告强调了预报不确定性信息在终端用户应用气象预报作决策中的重要性,同时指出一个预报如果没有定量地估计它的不确定性,那么该预报是不完全的.该报告中文版的出版工作正在进行中,现藉此机会向读者综合地介绍一下预报不确定性的问题.文中首先讨论了预报不确定性的缘由以及应该如何来科学地对待它.然后介绍了要应对这一问题所要进行的一些具体措施和策略.最后,简要地介绍了美国气象界为此所做的一些努力和计划以供参考.通过上述讨论和介绍,希望引起更多的人对预报不确定性问题的重视并科学应对以更好地服务社会.     

北京地区沙尘天气监测预报预警业务系统

在北京地区沙尘天气发生、发展的天气学分析研究和沙尘数值模式预报研究以及卫星遥感监测沙尘等方法的应用基础上 ,对相关的研究成果进行应用开发、集成 ,形成一套完整的业务系统。该系统由沙尘天气历史数据库、沙尘天气动态监测、沙尘天气概念模型、沙尘数值预报和沙尘天气预警 5个子模块组成。在近两年的北京市沙尘天气预报服务中 ,本系统得到充分的应用 ,提高了沙尘天气预报服务的效率 ,在实际业务中发挥了重要作用 ,可应用于气象业务部门及相关部门。     

天气预报决策方法探讨

依据运筹学中的线性规划原理，建立了一个多意见（天气预报模式、指标）下的优选方法，即预报决策模式。该模型对于同时出现的不同意见（多模式预报结果不共性）具有解决如何选择的问题，即最终预报决策最优方法。方法不直接作天气预报，但依据各模式对天气贡献率的大小，直接挑选出最佳预报模式，从而对天气作出最佳的预报。     

单一值预报向概率预报转变的价值:  谈谈概率预报的检验和应用

基于大气系统的非线性和复杂性,加上初值和模式等本身无法避免的一些不确定性,天气预报从单一值的确定论向多值的概率论转变不但符合气象科学的实际也是更好地服务社会之必需。但是这种转变的理性思考对很多用户、甚至气象工作者自己都不是很清楚。为了帮助人们理解和加速这一转变,本文就这种转变所面临的一些普遍困惑谈一些想法。作为促成这一转变的中心技术集合预报——有关的问题已经在本文的姐妹篇中作了讨论。在本文中将主要讨论另外几个问题,即如何衡量一个概率预报的好坏?如何应用概率信息来作决策?以及为什么概率预报比单一值决定论预报更有经济价值?为了易懂,本文用浅显的说理结合举例的方式进行阐述,以便读者特别是广大预报员和用户能在实际中运用。     

长期天气过程的可预报性研究的进展

在数值天气预报中,大气可预报性问题是一个重要的研究课题。它们有的是从数值预报模式初值场误差探讨,即讨论计算过程中的误差增长使得预报与实况差异太大的时间。这段时间一般为两周,它称为大气可预报的时间。这是短期天气过程可预报性问题。长期天气过程的可预报性,大多是从天气变化稳定性进行探讨。短期天气过程与长期天气过程的关系以及长期天气过程的可预报性问题一直是近十余年来气象学者十分关心的研究课题,本文将着重介绍有关长期天气过程可预报性研究的进展。     

市台分片预报服务决策系统

前言加强地(市)台分片预报,提高其预报能力和质量已成为进一步深化预报业务体制改革,调整市县业务结构,提高业务系统整体效益的一个关键性技术问题.我台研制的《市台分片预报服务决策系统》为解决这一关键问题找到了一条有效的途径.该系统的主要特点是:较充分地发挥了市台优势,突出了次天气尺度分析研究和应用;较全面地融省台指导产品、影响我市天气的地方因子、历史的实时的资料、图片等信息和服务决策于一体;通过人一机会商较客观、     

河西走廊夏季强沙尘暴数值模拟试验

影响我国的沙尘暴灾害性天气多发生在春季,很少在夏季发生。文章利用我国科学家自主研发的GRAPES-DAM沙尘气溶胶模式对2005年7月一次罕见的影响河西走廊地区的群发性强沙尘暴进行了数值模拟,对夏季小概率强沙尘暴灾害天气的可预报性进行了个例研究。试验结果表明:模式对此次过程的地面大风、沙尘暴的范围、移动等均能做出较好的模拟;对于夏季群发性强沙尘暴过程,基于数值预报方法的沙尘气溶胶模式在天气模式预报准确的条件下,可以对这种小概率事件做出有应用意义的预报结果。     

早稻播种量的气候决策方法

早稻播种量的多少受天气气候的影响较大，农户难以决策。为帮助农户解决这一难题，根据气象信息、生产成本等经济参数，采取分类预报定量决策方法，为农户提供最优播种量决策，农户在实际应用中可获得明显的经济效益。     

基于深度学习改进数值天气预报模式和预报的研究及挑战

随着高分辨率数值天气模式以及新一代地球观测系统的发展,气象领域的数据量在迅速增加,为天气和气候的理论研究和业务应用提供了丰富的信息,同时也对传统的数据处理方法及天气分析和预报技术带来了新的挑战。深度学习具有从大量的高维时空分布气象数据中提取复杂时空特征的能力,且具备计算效率高、可迁移性强、协同性和灵活性优的特点。目前深度学习已经在对流短时临近预报、极端事件检测和改进数值天气模式及其预报误差订正等方面得到了较为广泛的研究。首先概述目前气象领域所应用的深度学习方法和模型,然后聚焦介绍和讨论数据驱动的深度学习在理论驱动的数值天气预报模式方面的应用。深度学习在数值天气预报模式的资料同化、次网格物理过程参数化、数值天气模式后处理等方面展现出很好的应用前景,但仍需要进一步改善深度学习模型的可解释性和不确定性量化问题。构建数据驱动的深度学习和理论驱动的数值天气模式混合模型,发挥深度学习和数值天气模式的协同作用,将是进一步改善数值天气预报能力的新途径。     

风廓线雷达资料在天气业务中的应用现状与展望

风廓线雷达是目前我国着重规划发展的垂直风廓线探测设备,其探测资料对天气预报预警具有重要价值。本文回顾了风廓线雷达资料在灾害性天气监测和预报中的应用,阐述了业务应用中存在的主要问题和未来发展的方向。风廓线雷达探测产品能够监测不同尺度天气系统的结构和演变,估计降水相态以及雨滴谱分布的云微物理信息,其提供的高空风资料进入快速同化系统和中尺度模式可以提高预报准确率,最后介绍了风廓线雷达单站和组网资料在强对流天气监测和业务中的应用情况,为预报员通过利用风廓线雷达资料了解天气系统的中尺度信息提供了一定的参考。     

模式探空的评估分析及其在强对流天气预报中的应用研究

分析华南地区强对流天气高发季节(4～5月)的模式探空与实际观测的比较结果.从模式探空的直接评估分析中发现,地面和较高层次的预报要素误差比较大,而中间层次误差比较小,在比较多个观测站和实时预报误差分析的基础上初步探讨其可能的原因.在不稳定度指数评估分析中发现,仅考虑中间层次要素的不稳定度指数性能比较稳定,而考虑地面要素的一些不稳定度指数则有可能比较敏感,在用地面观测订正后其质量有很大的提高.在强对流天气个例的应用研究中,认为逐时预报的模式探空有非常好的应用价值,以订正的对流有效位能指数为例进行了一些分析,表     

数值预报产品在暴雨中短期预报中的应用

简述了中期数值预报产品的特点，讨论了它在暴雨中期预报中的应用问题。首次指出，在中期暴雨预报中应用数值产品的基础条件是：了解本地区暴雨形成的物理机制及环流特征，掌握中期数值预报产品在不同预报时段具有的可靠信息的表现能力。然后综合分析天气的发展过程，特征相符者，才可作出预警。文中还谈到了天气研究的思维方式问题。     

“环流-天气气候-农业年景”系统模式探讨

本文从综合评述近几年国内外在“作物产量-天气气候-环流”方面所做的研究工作出发,针对用气象学方法预报农业产量中存在的一些问题,提出了“环流-天气气候-农业年景”系统模式。分析了系统模式几类尺度和模式的因子,讨论了系统模式的应用价值以及有待澄清的一些现象和问题。     

模糊重心决策方法在暴雨预报中的应用初探

本文应用模糊重心决策方法,研究了1997年安顺发生的3次暴雨过程的前期形势、物理量场因子,客观、定量地评价了各个过程中的每个因子对暴雨的贡献,得出了过程因子的综合作用是有利于暴雨天气产生的评测信息。为客观、定量、准确分析预报暴雨天气提供一种有效方法。