基于频率匹配法的中国降水多模式预报订正研究

基于TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心、日本气象厅、美国国家环境预报中心及英国气象局1～7 d日降水量预报以及中国自动站观测资料与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据集,利用频率匹配法(Frequency-Matching Method,FMM)对中国降水预报进行客观订正。首先利用卡尔曼滤波方法对降水频率进行调整,并根据不同区域降水强度差异将全国分为7个子区域分别进行频率匹配。结果表明,FMM可以有效减小降水量预报的误差。经过频率匹配法订正后各模式降水预报的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)大幅减小,且订正后各量级降水的雨区面积更加接近实际观测值。FMM对小于5 mm和大于15 mm的降水预报技巧改进明显。此外,FMM降低了模式预报的小雨空报率和大雨漏报率,并且明显提高了晴雨预报的准确率。FMM明显消除了大范围小雨空报区域,但是对强降水预报FMM仅能调整降水量大小,强降水落区预报并不能得到明显改善。     

GMS卫星多通道数字资料在雨区判识和雨量估算上的应用研究

卫星遥感多通道资料,在海洋、灾害监测、冰雪及农作物监测等领域得到了广泛应用。在天气预报方法,主要应用于卫星云图的形态分析。GMS的可见光、红外及水汽通道分别反映了大气不同的特征信息。为克服单一通道在雨区及量级预报中局限性,采用多通道合成分析方法,将1992－1997年影响我区的70个强降水云图与每小时－次的地面自己雨量进行统计,得到各通道探测值与降水概率与降水量的统计关系。并对不同天气背景下云图的卫星数字特征进行比较,采用多通道合成图像分析法,分离出强降水（强雨区）,采用通道交叉相关法,对未来降水区及降水概率作出移动跟踪预报。本技术方法采用VGA256直接编程,自动前后台处理,图像预报产品可随时显示并入网进行传输。     

威海市春季降水分县预报灰色局势决策系统

应用灰色局势决策系统制作不同量级降水概率预报。根据历史资料统计，确定影响天气系统关键区、天气系统分型，由经验预报知识和日本数值预报产品释用知识建立规则库，进而用灰色局势决策方法分县给出不同降水量级的预报概率，并得出预报结论。经试报，效果明显好于主观预报。     

驻马店地区降水量级概率预报与经济决策

根据本地实际，确定出符合经济部门需要的降水量级，从历史气象资料中选取预报因子，利用气象学、动力学原理，采取统计学方法，制作出降水量级概率预报，并运用经济决策学理论，用数学模式来描述经济部门的决策参数。把降水概率与此结合得出决策判据，进入经济决策服务系统得出最后的决策结果。     

短期预报中的非相变非绝热过程影响

针对短期预报中的非相变非绝热过程影响进行了数值试验。结果表明。非相变非绝热过程对短期天气预报的影响，主要体现在降水要素的预报上。在本个例中，对于雨区分布和降水量。若忽略非相变非绝热过程。将引起大陆上降水预报的较大偏差。预报降水量明显减少。     

加密探空资料在华南暴雨数值预报的应用试验

应用逐时同化预报系统CHAF进行加密探空资料同化试验,比较了同化加密探空资料与仅同化常规探空资料所得同化分析场和模式预报结果的差异.同化加密探空资料所得分析场水汽的均方根误差减小,水汽条件和大气环流形势与实况更接近.以加密同化探空资料所得分析场为模式初始场进行预报,雨区的分布和降水量级都较控制试验有改善.分析模式预报改...     

多准则模糊决策方法在短期预报中的应用

应用多准则模糊决策方法，把６—９月份多种短期预报方法以各种降水量级及总的预报准确率作为评价条件，对每种预报方法做出总的评价，进行最佳预报方法排序，作出最终量级决策预报     

数值降水预报定量集成方法的业务应用

利用相似权重集成预报法对辽宁区域12个数值模式预报的降水量进行集成,并投入业务化应用。结果表明：通过对2009年5月1日至10月20日的24 h降水量预报进行TS评分,发现降水集成方法要优于12个集合成员的单个预报,同时也要优于简单的集合平均。试验表明,滞后时间和扩大圈数对集成预报效果影响很大,而单个的集合成员对集成预报效果影响较小。根据试验结果修改集成方法应用方案,按照不同降水量级和预报时效选择扩大的圈数,预报效果好于原方案,对大量级、长时效预报改进更明显,其中25 mm量级预报时效72 h的TS评分增加了20%或以上,具有实际应用价值。     

基于Catboost和Stacking融合模型的 长江中下游短时临近降水预报研究

用中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐小时降水量网格数据集、全球预报系统(Global Forecasting System, GFS)模式再分析资料,将机器学习特征算法筛选的特征变量作为模型输入数据,运用Catboost模型和以Catboost和随机森林为初级模型、径向基神经网络为次级模型的融合模型预测未来6 h累计降水等级,并应用公平TS评分(Equal Threat Score,ETS)、真实技巧评分(True Skill Statistic,TSS)、混淆矩阵、预报偏差(Bias值)、击中率(Probability of Detection,POD)对预报结果进行检验分析。结果表明:优化变量的输入有利于提高模型的准确率;Catboost模型和融合模型都可以在一定程度上辨别晴雨状况;仅非动力学变量参与的融合模型对雨区预报准确率最高,但容易将暴雨雨区预报得更加广泛。总体而言,融合模型具有更强、更稳定的预报性能,中到暴雨量级预报准确率还待进一步提高。     

黑龙江省2020-2022年汛期多模式降水预报检验评估

本文利用黑龙江省考核站降水观测数据,对2020-2022年汛期6-8月全球尺度模式预报、中尺度模式预报、客观订正预报等在黑龙江省预报性能、误差进行了对比分析。对比检验分析发现,定量降水预报误差与观测降水量密切相关,汛期降水量较大,预报定量误差较大。黑龙江省气象台客观预报和融合预报误差相对较小,中尺度模式的定量误差相对较大。五种降水预报存在预报范围偏大的问题,EC预报范围偏大现象最为显著。针对一般性降水,两种订正预报随机误差表现最好,其次为EC预报,两种中尺度模式降水预报的随机误差表现相对较差。订正预报pm＿fm在大雨及以下量级随机误差表现最好,暴雨量级CMA-SH9最好。订正预报不但可以有效消除模式系统性误差,也可以改善原始模式随机误差。降水分级检验结果表明,CMA-MESO在大暴雨量级有一定的预报能力,fuse在大雨量级上表现较好,pm＿fm在小雨、暴雨量级上预报能力明显优于其它模式。     

CINRAD RPG累积降之算法在文山州的应用

把降水实况和相应时段内CINRAD RPG 1h累积降水量进行对比分析，检验CINRAD RPG 1h累积降水量在文山地区的可靠性。经过对比分析可知，CINRAD RPG 1h累积降水量虽然存在严重偏差，不能根据其对降水作定量估计，但它对区域降水仍然具有较好的指示性，可以根据相关数值估计降水量级。     

区域降水数值预报产品人工神经网络释用预报研究

利用T213、日本细网格降水预报等数值预报产品,采用人工神经网络方法进行预报释用。通过聚类分析方法对广西自治区测站进行分类,简化预报对象,对数量众多的T213数值预报产品采用自然正交分解(EOF)方法,浓缩大量因子的有效信息,并结合日本降水预报因子建立广西5~6月区域降水量级的逐日人工神经网络预报模型。运用与实际业务预报相同的方法进行逐日预报试验。结果表明,用这种数值预报产品释用方法建立广西3个预报区域的B-P人工神经网络预报模型对中雨以上降水量级预报的TS评分分别为0.55、0.5和0.26,比目前业务预报中参考使用的T213和日本数值预报产品降水预报具有更好的预报效果。     

一种新的长期,超长期预报方法

将历史资料序列换成级序列，将资料历史变化曲线换成级的比值历史变化曲线。从而显著增强预报信息，提高预报能力和具有更准确的预报效果。运用迭加方法提取新的比较短的历史了列并换成比值序列，给出了与预报量有关系的部分已知值，协助逼近确定的预报值。     

商南县山洪灾害解释预报

采用商南县1980--2006年降水以及山洪灾害资料,分析山洪灾害与不同历时暴雨的关系。得出部分重灾区的临界雨量。运用山洪水文气象模型,以降水性质、量级、风向、风速及土壤湿度作为预报因子,根据历年山洪灾害与各时段降水量关系进行统计分析,结合各时段临界雨量确定山洪灾害预报等级。     

汉江中上游致洪降水过程的预报方法研究

使用1970－1998年5－10日地面以及850hPa、700hPa、500hPa天气图资料，卫星云图资料，同期丹江口水库入库流量资料和汉江中上游50个雨量站点日平均降水量资料，采用统计学方法，对影响到丹江口水库运行的致洪降水过程的天气系统进行了归类分型，建立了汉江中上游致洪峰水过程预报模型；配合预报模型，对致洪降水的诸多天气因子进行了相关分析，筛选相关性和稳定性较好的因子，建立了汉江中上游不同量级降水的预报指标和预报判据；将以上预报方法试用于2000年5－10月，其预报效果较好。     

神经网络方法在广西日降水预报中的应用

以广西前汛期5、6月区域平均日降水量作为预报对象，采用人工神经网络方法进行新的数值预报产品释用预报研究。对T213预报因子进行自然正交分解，有效浓缩数值预报产品因子的预报信息，并结合日本降水预报模式因子建立广西3个不同区域的逐日降水神经网络释用预报模型。运用与实际业务预报相同的方法对2004年5、6月进行逐日的实际预报试验，并与T213的降水预报进行对比分析。结果表明，本文建立的3个区域日平均降水量神经网络预报模型，在预报性能上明显优于同期的T213降水预报。     

ECMWF集合预报在安徽大别山区降水预报中的检验

利用2015年6月1日至8月31日ECMWF集合预报系统(EPS)51个成员的降水预报结果,基于安徽省大别山区12个代表站点1～3 d的逐12 h降水观测资料,采用TS评分、箱须图、泰勒图等方法,研究ECMWF集合预报降水结果在安徽省大别山区降水分级预报中的应用效果。主要结论如下:ECMWF集合降水预报中,08时起报的24 h降水量和20时起报的48 h降水量可参考性较大;降水分级检验中,晴雨预报正确率在70%以上,小雨和中雨的空报率较高,对大雨以上量级的预报能力相对较差;大型降水过程中,暴雨以上量级的预报需关注不同预报时效下降水量预报的变化趋势,个别成员对极端降水的表现也值得关注。     

十一运会期间山东降水分级预报研究

利用常规天气图、数值模拟结果和NCEP再分析资料,对2001—2008年山东秋季91次降水过程进行分析,研究了低槽冷锋、气旋、台风、切变线、高空冷涡与横槽、南支槽等6类影响系统的形势特点。针对降水量级预报这一难点,对影响系统造成的降水进行分量级分析,研究同类天气系统造成不同量级降水的形势特点、物理量特征和预报着眼点,为第十一届全国运动会降水的精细化预报提供依据,也可作为实际业务中降水量级预报之参考。     

日本数值产品降水量预报的应用及检验

对日本数值产品降水量预报效果进行统计检验,结果表明,其产品对单站预报有较高的使用价值,但存在空报较多和量级预报误差较大的缺陷,且对不同系统有着不同的预报能力.     

商南县山洪灾害解释预报

采用商南县1980—2006年降水以及山洪灾害资料,分析山洪灾害与不同历时暴雨的关系。得出部分重灾区的临界雨量。运用山洪水文气象模型,以降水性质、量级、风向、风速及土壤湿度作为预报因子,根据历年山洪灾害与各时段降水量关系进行统计分析,结合各时段临界雨量确定山洪灾害预报等级。