利用移动极大熵谱法分析陕西汛期降水的准周期振荡

利用近40年陕西省汛期（5～9月）7个代表站的降水量资料，采用移动样本序列的极大熵谱法对它们的周期性进行了客观分析。结果表明：陕北汛期降水存在明显的准3年周期；关中汛期降水存在明显的准3、准2年周期，陕南汛期降水存在明显的准2年周期，并且这些准周期具有很好的稳定性和持续性。     

从熵原理得出的稳定层云的云滴谱方程

通过对层云的云滴大小的分布观测,揭示了其滴谱常里单峰偏态分布。这种谱的经常出现,表明它是一种优势谱。它的稳定性,从统计物理角度看也表示云体处于一种平衡态,而平衡态则对应某种熵达到极大值。 本文指出的熵是云滴表面自由能所对应的熵。文中用熵极大原理导出了稳定层云的云滴谱方程(公式11),並且用资料证实了这一理论与事实相符。     

基于最大熵原理的四川省干旱灾害致灾危险性研究

依据最大熵原理推导所得干旱相关气象要素概率分布规律,使用2006~2020年四川省加密自动气象观测站日气温、日降水量数据以及国家气候中心MCI数据,选取其中符合四川省干旱标准的个例,分析其气象要素与实际灾害损失关联度,由此研究其致灾危险性,结果表明干旱灾害致灾危险性指数能正确反映一次干旱过程致灾能力大小,有利于减小干旱灾害风险评估工作难度。     

最大熵原理对大气状态的约束

本文对分布函数概念,对已经找到的重要的气象中的分布函数,对如何从熵原理去理解它们作了综合介绍.文中还对如何将此用于数值天气预告、气候变迁研究作了分析.     

基于最大熵原理的强对流大风灾害致灾能力指数研究

选取四川省强对流大风灾害天气个例,利用2009~2019年自动气象站2min平均风速数据,基于最大熵原理,推导出表征强对流大风灾害天气过程时间、空间、强度的概率分布函数。根据其分布函数,确定可以完整表征强对流大风灾害天气过程时间、空间、强度的气象参量。利用灰色关联度法,以强对流大风灾害的直接经济损失为参考,计算气象参量关联度,确定参量权重,构建出表征强对流大风灾害天气过程的致灾能力指数。结果表明：该指数可以正确反映强对流大风灾害过程的致灾能力强度,指数越大,致灾能力越强,反之越弱。     

最大熵原理在闪电时程方程中的应用分析

以最大熵原理为依据,首先通过对雷暴过程中闪电总量与闪电频次的关系分析,得到一分布函数。然后进一步讨论相对闪电量与相对历时时间之间的函数关系,建立闪电时程方程。最后选取江苏省闪电定位仪监测记录中2007—2009年20次雷暴日资料,进行分析计算,论证了最大熵原理在闪电时程中应用的可行性。     

一个降水预报的时间序列线性平稳预测模型

本文利用兰州１９４４～１９９７年的月平均降水资料,建立了线性平稳序列的降水预测模型,该模型使用了功谱密度函数中的最大熵法（或叫全极模型）,并将特征多项式模大于１的根反射到单位圆内,再返回修正后的线性预测的系数。并对１９８６～１９９７年１１年的月降水做了预测试验,试验结果表明,该模型具有一定的预报能力,其中取１５阶预报效果较好。此方法在短期气候预测业务中,可作为台站月、季、年降水预测走向客观化、定量化方法的一种初步尝试     

基于GIS技术的山东省短期定量降水预报制作平台开发

应用最新WEB,GIS技术,研究开发了山东省短期定量降水预报制作平台。该平台以多模式集成的山东省短期定量降水客观产品为初始场．提供了友好的人机交互界面,订正后的结果通过气象专网实现全省业务实时共享,为山东省短期定量降水预报业务提供了支撑。     

APPLICATION OF MEM SPECTRAL ESTIMATION TO MU RADAR OBSERVATION

Preliminary results of the wind velocity estimation using the Maximum Entropy Method (MEM) to MUradar observation data sets are presented. The comparison of the results from the periodogram method and theMEM shows that the MEM estimation is reliable, and has higher accuracy, resolution and detectability than theestimation from periodogram method. The high accuracy power spectrum obtained by the MEM is veryuseful to studying the atmospheric turbulence structure. However. the MEM needs the longer computingtime for obtaining the high accuracy spectrum. Particularly, the estimation of MEM will bring serious devia-tion at lower signal-to-noise ratio.     

基于GIS降水空间分析的逐步插值方法

根据长江中上游697个气象观测站1971—2000年30年降水资料,利用逐步回归方法和地理信息技术(GIS),建立了平均季降水和年降水与4km分辨率的DEM、坡向、坡度等地形数据的回归方程,并通过了信度为0.05的F检验,将降水量中地形影响部分分离出来。在此基础上,发展了逐步插值方法(SIA),并与GIS技术和多元逐步回归方法结合,显著提高了年、季降水空间分布的计算精度。结果表明:SIA季节降水空间分布的相对误差为6.86%,绝对误差为13.07mm,平均变差系数为0.070,平均相关系数为0.9675;年降水量的绝对误差为72.1mm,相对误差为7.34%,平均变差系数为0.092,相关系数达到了0.9605。对SIA年平均降水量的分析表明,采用3—5步的SIA计算,就可以显著提高计算精度,绝对误差由211.0mm下降到62.4mm,相对误差由20.74%下降到5.97%,变差系数从0.2312下降到0.0761,相关系数由0.5467提高到0.9619,SIA方法50步的计算表明,SIA计算的结果一致收敛于观测值。     

基于日降雨数据的广东省降雨侵蚀力初步分析

降雨侵蚀力是反映降雨引起土壤侵蚀的潜在能力。利用广东省26个基本气象站点的多年逐日降雨资料，计算分析了降雨侵蚀力的空间分布和时问变化特征。结果表明，广东省降雨侵蚀力的空间分布呈沿海地区向内部山区逐渐递减趋势，分布特征与多年平均降雨量分布类似；降雨侵蚀力主要集中于4-9月份（雨季），占全年的84．8％，根据季节分布特征，可划分为三个类型区：第一类型区分布于粤北、粤东北、粤西北的内陆山区，第二类型区分布于粤中、粤东和粤西部分地区，第三类型区分布于广东省南端的电白、吴川和雷州半岛地区，各类型区之问的季节分布有明显差异；在降雨侵蚀力的年际变化上，1961-2001年间大部分地区呈现不同程度的正趋势，最大趋势系数（r）可达0．326，其年际变化特征与降雨量和降雨强度相关密切。     

基于双频星载降水雷达GPM数据的华南地区降水垂直结构特征分析

华南汛期作为我国雨季爆发的第一阶段一直是预报与研究的热点问题,对其降水-云宏微观垂直特性的认识还不够深入。双频星载雷达资料对强、弱降水三维探测进行优化,并补充对洋面降水的探测。借助这两方面优势,对华南对流性、层云性两类主要降水类型的垂直特征进行统计,分析降水反射率因子与降水粒子垂直分布、亮带特征与垂直分层降水贡献,对比华南陆地在回波顶高方面与南海洋面的异同,最后针对华南前后汛期的降水垂直分布特征进行分析。(1)对流性降水反射率因子快速增长区域主要发生在低层,层云性降水反射率因子快速增长区域位于亮带层附近。(2)当发生强降水时,对流性降水的粒子浓度并不是总高于层云性降水,但前者粒子半径大于后者;强层云性降水往往来自于大小均一的粒子聚集,并没有形成更大直径的液滴。(3)华南陆地回波顶高季节变化较南海洋面强烈,浅薄对流降水发生频率受季风影响从春至秋存在先增后减特征,深对流发生频率在夏季增幅显著。南海地区回波顶高虽无明显季节变化但在3 km和5.5 km存在明显的双峰特征。(4)前汛期对流性降水的高浓度、大尺度的粒子更利于向更高高度发展,而层云性降水粒子浓度及半径的垂直分布在华南前后汛期无明显...     

基于GIS的徐水县干旱灾害风险区划

以河北省保定市徐水县干旱灾害为例,对其干旱灾害风险区划进行研究。利用GIS技术,建立气象数据库,集成基础地理数据、气象观测数据和人口经济等资料;选择适当指标,实现干旱灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力栅格化的计算。通过建立干旱灾害风险评估模型,完成干旱灾害风险区划的绘制,并分析了徐水县干旱灾害风险区划的分布特点。结果表明,徐水县干旱灾害风险分布呈地区性差异,中部地区发生干旱灾害的风险较高,西南地区风险较低。     

基于动力相似方法的台风极端降水概率预报研究

采用动力与统计相结合的方法,对台风引起的极端降水事件进行概率预报方法的研究,回算并评估了25个在2012—2015年间登陆中国的台风。此外,还对该预报方法的相似成员数和有效概率阈值进行了敏感性试验。试验结果显示,该台风极端降水概率预报方法具有一定的预报技巧,能准确预报多数产生极端降水的站点,但预报范围略偏大,空报率较高。相似成员数的敏感性试验表明,100%的相似成员数比率具有更优的预报效果;在相似成员数比率为100%的基础上,24 h预报的有效概率阈值在0%~2%之间的预报效果最好,48 h的有效概率阈值在0%~1.5%之间的预报效果最好。最后对“苏迪罗”和“海鸥”两个台风进行个例预报试验,结果表明对不同个例,预报效果存在较大差异。      

AN ANALYSIS ON INTERDECADAL VARIATIONS OF TROPICAL CYCLONE PRECIPITATION IN GUANGDONG PROVINCE OF CHINA

The interdecadal variations of tropical cyclones(TCs) and their precipitation over Guangdong Province are investigated using the observational data of TCs and precipitation from 26 observational stations in the province from 1951 to 2005.The results show that the TCs precipitation shows an oscillation with a peak value of about 25 years,with both the numbers of the Guangdong-influencing TCs and TCs formed in the western North Pacific oscillating with a peak value of about 23 years.The correlations are highly positive between the interdecadal variation of TC precipitation over the province and these numbers.The interdecadal variation of TC precipitation in the province shows significant negative correlations with the interdecadal variation of annual mean SST in some parts of the western North Pacific and the interdecadal variation of annual mean 500 hPa geopotential heights in some parts of the middle and high latitudes over the North Pacific.In general,there are high mean SSTs on the equator from central to eastern Pacific,low mean SSTs in the middle and high latitudes over the North Pacific and a main strong East Asian trough over the North Pacific in the period of less TC precipitation as compared with the period of more TC precipitation over the province.     

基于双偏振雷达资料的一次强降水超级单体风暴特征分析

基于山东济宁S波段双偏振多普勒天气雷达探测数据,结合探空和地面实况资料,对2021年6月14日发生在山东单县一带的强降水超级单体双偏振参量特征和微物理特征进行了分析。结果表明：环境整层湿度较大,CAPE较强,0℃层高度较高,利于强降水产生,0～6 km具有中等强度垂直风切变,利于超级单体风暴产生与维持。单县超级单体风暴旺盛阶段强度在60～65 dBZ,强中心高度基本位于0℃层高度之下,质心偏低。K_DP柱的高度与宽度明显大于Z_DR柱,强盛宽阔的上升气流将一定浓度、小的液态粒子带至较高高度并持续较长时间。风暴低层左侧一直存在K_DP大值区,同时也存在3°/km以上的K_DP高值区,液态粒子浓度较高,最大分钟降水量维持在3 mm以上。风暴低层右侧有明显的入流缺口,有明显的Z_DR弧,表现为偏大的液态粒子。环境0℃层高度以上较厚的厚度内含有丰富的液态粒子和冰相粒子,丰富的冰相粒子下降到0℃层高度之下出现明显融化,在低层强切变的“筛选”作用下,风暴右侧入流与下沉气流结合区以大的液态粒子为主,浓...     

初夏孟湾风暴造成云南连续性强降水的中尺度分析

利用常规气象资料、物理量场、卫星云图和多普勒雷达资料对孟湾风暴影响下云南初夏出现的4次连续性强降水天气过程的中尺度特征及其环流背景条件进行了分析。结果表明：孟湾风暴在孟加拉湾海域生成后,生命史一般为2～3天,风暴云团云顶亮温低于-65℃;孟湾风暴以分裂中尺度对流云团、外围云系以及登陆减弱的本身沿孟湾槽前和副高外围的西南气流北上影响云南;高原低涡切变、辐合通道和西南风速的辐合为孟湾风暴东北上云南提供了有利的环流背景和动力条件;孟湾风暴影响云南在多普勒雷达回波上存在许多共同的特征,往往是絮状回波产生连续性降水,强度为35～45dBZ,整体回波偏东移,西南急流、“牛眼”结构和风随高度顺转等中尺度特征的存在,既有利于孟湾风暴带来暖湿气流向北输送,又有利于北上云系中对流回波的发展。     

A PREDICTION SCHEME FOR THE PRECIPITATION OF SPR BASED ON THE DATA MINING ALGORITHM AND CIRCULATION ANALYSIS

Based on the 74 circulation indexes provided by National Climate Center of China (hereinafter referred to as NCC) and the 24 indexes compiled by NOAA, the study used the C4.5 algorithm in data mining to establish a decision tree prediction model to predict whether the Spring Persistent Rains (hereinafter referred to as SPR) of 55 years (from 1961 to 2015) is more than the normal, and obtained 5 rules to determine whether the SPR is more than the normal. The accuracy rate of the test set, namely “whether the SPR is more than the normal”, is 98.18%. After evaluating the model by conducting ten 10-fold cross validations to take the average value, the test accuracy rate gained is 84%. There are differences between the three types of years with a SPR more than the normal when it comes to intensity and distribution. In spring, they have respective anomalous 850hPa monthly mean wind fields and water-vapor flux distribution, and 700hPa forms the zone where the vertical speed is anomalously negative. As indicated by the results, the SPR prediction model based on the C4.5 algorithm has a high prediction accuracy rate, the model is reasonably and effectively constructed, and the decision rules take comprehensive factors into consideration. The anomalous rainfall and circulation distribution characteristics obtained based on the decision classification results provide new ideas and methods for the climatic prediction of SPR.