A COMBINED VERIFICATION METHOD FOR PREDICTABILITY OF PERSISTENT HEAVY RAINFALL EVENTS OVER EAST ASIA BASED ON ENSEMBLE FORECAST

Persistent Heavy Rainfall (PHR) is the most influential extreme weather event in Asian summer, which has attracted intensive interests of many scientists. By use of operational global ensemble forecasts from China Meteorological Administration(CMA), a new verification method applied to evaluate the predictability of PHR is investigated. A metrics called Index of Composite Predictability (ICP) established on very basic verification indicators, in this paper, Equitable Threat Score(ETS) of 24h accumulated precipitation and Root Mean Square Error(RMSE) of Height at 500hPa is Selected to distinguish “good” and “poor” prediction from all ensemble members. Using the metrics of ICP, the predictability of two typical PHR events in June 2010 and June 2011 is estimated. The results show that the “good member” and “poor member” can be identified by ICP and present an obvious discrepancy in predicting the key weather system which impact on PHR. The different performance of “Good member” and “Poor member” reveals the higher predictability both in synoptic scale and mesoscale weather system in their location, duration and the movement by “Good member”. The source of growth errors for “Poor” member is mainly from errors of initial conditions in northern polar region. The growth of perturbation errors and the reason to cause the better or worse performance of ensemble member also have great value for future model improvement and further research.     

国家级区域集合预报系统研发和性能检验

该文简要介绍了中国气象局国家气象中心研发的区域中尺度集合预报系统主要技术特点:在初值扰动技术方面,通过研究中国地区中尺度模式预报误差快速增长特点、中国地形地貌特征与观测资料的分布情况,研发适合于中尺度模式的增长模繁殖法扰动技术构造初值场;分析数值模式物理过程参数化方案内在的不确定性以及对强对流天气和近地面要素预报的差异,确定多物理过程扰动技术方案。解决全球集合预报扰动信息向中尺度集合预报输入的关键技术,实现中尺度区域集合预报系统与全球中期集合预报系统的嵌套。在模式后处理方面,解决中尺度集合预报结果的偏差订正技术;开发满足多种需求的多要素、多层次概率预报产品和概率预报检验产品。在世界天气研究计划"2008年北京奥运会中尺度集合预报研究开发项目"3年实时预报试验比较评价中,中国气象局国家气象中心区域中尺度集合预报系统总体预报能力与国外同类系统相当。     

单一值预报向概率预报转变的基础: 谈谈集合预报及其带来的变革

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。集合预报是促成这种转变的中心技术,为什么要做集合预报?集合预报的根本目的是什么?人们对集合预报有哪些误解?集合预报对整个数值预报系统将带来什么样的变革?以及预报员的新使命是什么?作者针对这些问题进行了讨论。     

降水邻域集合概率方法尺度敏感性试验

降水邻域集合概率法是处理高分辨率降水集合预报不确定性的一种新方法。利用2017年5~7月GRAPES(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System)区域集合预报系统24 h降水预报资料,进行GRAPES降水邻域集合概率方法试验,并针对邻域概率法的等权重和邻域尺度问题,设计了邻域格点权重修正邻域方案以及二分类权重修正邻域方案,进行降水的集合概率法、等权重邻域集合概率方法、权重修正邻域集合概率方法和二分类权重修正邻域集合概率方法等四种方法的格点相关及敏感性试验,并利用多种概率预报检验评分评估上述四种方法的预报效果。试验结果表明:(1)尽管采用邻域计算方案的三种邻域集合概率方法的降水概率预报评分各有优劣,如等权重邻域集合概率法的相对作用特征曲线面积评分略优,而权重修正邻域集合概率法和二分类权重修正邻域集合概率法的降水概率预报可靠性更高,但采用了邻域计算方案的降水概率预报评分均优于传统的集合概率方法;(2)降水邻域集合概率方法的预报技巧对邻域尺度很敏感,统计评分最优的邻域半径为5~8倍模式水平格距;(3)引入了权重修正的两个邻域集合概率预报方法在24 h降水量超过10 mm时改进较明显,能够提供更加客观的概率预报结果。总体上看,降水邻域集合概率方法具有较好的应用前景,恰当的邻域概率方法及邻域半径可以获得更合理的降水概率预报结果。     

石家庄市城区暴雨强度公式修正方法对比分析

利用石家庄市国家基本气象站1961~2012年近52 a降水资料,基于年多个样法和年最大值法进行选样,采用皮尔逊-Ⅲ型分布对暴雨进行理论频率分析,得出暴雨强度—历时—重现期关系曲线,并利用高斯—牛顿迭代法对暴雨强度公式进行求解,以绝对标准差和相对标准差作为暴雨强度公式评价指标。结果表明:基于年多个样法推算的暴雨强度公式精度比年最大值法高,且满足暴雨强度公式评价指标。新编制的暴雨强度公式计算的暴雨强度值大部分比1978年编制的大,且随着降水历时的增长,其偏大的幅度呈增加趋势,与近30 a来石家庄市极端降水事件呈增加趋势基本相符。     

支持向量机方法在郑州冬季气温趋势预测中试应用

将气候预测中常用的74项环流特征量进行归一化处理后,与郑州市冬季气温进行相关普查,利用SVM(SupportVectorM ach ine)两类分类方法,同时考虑气温的年代际变化,建立郑州冬季温度距平趋势预测推理模型,并对因子个数多少和年代际变化对预测模型的影响进行了试验。试验结果表明:用25个和15个因子分别建模时,产生最优模型时样本平均Ts评分均为56%,但后者预报准确率为75%,较前者提高了10%。用20世纪50年代和60年代做试验集,效果较好,产生最优模型时的样本Ts评分和预报准确率较高;用90年代做试验集,效果较差。     

离子色谱法测定土壤中有效氟

利用离子交换-电导检测离子色谱法对土壤中有效氟进行测定。选用30 mmol/L氢氧化钾溶液作为淋洗液,流速1.20 mL/min,准确测定有效态(可提取态)氟含量。方法加标回收率为95%~108%,精密度好,检出限低,操作简单,对环境无污染,适合于土壤污染状况的调查。     

小灵通天气彩铃的制作与市场前景

小灵通"七彩铃音业务"的天气彩铃服务越来越受到人们青睐,分析制作一条小灵通天气彩铃的4个步骤:编辑、录音、制作和上传,然后通过"气象彩铃接口"将省气象局与省电信彩铃公司连接的技术。初步介绍小灵通天气彩铃的制作过程及市场前景,分析认为小灵通天气彩铃将在未来天气预报业务中具有很大的发展前景,将成为较好经济效益的增值业务,     

台站双套自动气象站质量控制系统

采用VB6. 0、Foxtable编写双套自动气象站质量控制系统,实现对台站自动站的网络状况、上传数据的传输情况、数据质量控制情况进行监控和分析,对两套自动站的长Z文件进行实时审核与对比;减少台站观测员的工作量,提高双套运行站的数据准确率、可用率和数据传输的及时率,从而提高台站的业务质量。     

一种新型的中尺度暴雨集合预报初值扰动方法研究

提出一种针对对流不稳定构造具有中尺度运动特征的集合预报扰动初值的新方法--异物理模态法, 介绍了异物理模态法产生初值扰动区域和扰动振幅的数学处理方案, 即由不同对流参数化方案预报离差获得集合预报初值扰动区域、扰动结构和扰动振幅的数学处理过程. 利用美国PSU/NCAR的MM5中尺度模式, 对一次典型暴雨进行异物理模态法初值扰动集合预报试验, 详细分析了扰动初值的结构和集合预报结果. 结果表明, 该方法产生的初值扰动场具有合理的中尺度环流结构, 可以反映对流敏感区域的对流不稳定的预报不确定性, 集合预报结果可以明显改善控制预报.