多隐层BP神经网络在模式预报中的简化应用

EC细网格预报效果好,基本满足业务需要,在工作中被广泛应用。为进一步提升预报准确性,做好迪士尼园区的气象服务保障,选取2016年7月至2017年6月1年的2 m温度预报场,24 h预报时效的时间分辨率为3 h,72 h预报时效的时间分辨率为24 h,分别用回归分析法、S型和简化Line型BP神经网络法进行模式释用,与迪士尼气象站观测数据对比。结果表明:阈值为1℃时,对模式结果释用后,均方根误差减少了0.5℃到1.0℃,3—9 h和21—72 h预报时效的准确率由原来的50%和30%分别上升到70%和50%。采用S型多隐层BP神经网络误差最小,不同预报时效释用稳定性最高,同时该释用方法对t_(min)的预报特征把握更精准,释用效果明显优于对t_(max)的预报释用,但迭代计算耗费时间大幅增多,与预报效果的提升不成正比。简化Line型的BP神经网络通过8个半月的数据量和简单的网络模式,捕获了EC预报的特征,不但减小了计算量,大幅缩短了计算时间,而且预报结果也有显著提升,预报稳定性较好,具有广泛的业务应用空间。     

海南岛橡胶割胶期的气候适宜度变化特征分析

选取海南省18个市县气象站19612017年逐日气象资料,构建逐月橡胶割胶单要素(温度、日照时数、降水量和降水日数、风速)和综合气候适宜度模型,分析其时空变化特征。结果表明:1)海南岛天然橡胶单要素适宜度对比排序:日照适宜度最高,降水和风速适宜度次之,温度适宜度最低。2)橡胶割胶气候适宜度为0.43~0.80,其中411月较高,适宜割胶;12月至次年3月较低,不适宜割胶。3)天然橡胶割胶适宜度高值区主要分布在海南岛中部地区,该区温度适宜度较高,降水量充足,年平均风速小;低值区主要分布在西部和北部沿海地区,该区主要因为年平均风速大,降雨量不足,易造成干旱;其余地区为适宜度次高值区,该区热量和降水都比较充足,但也容易受高温干旱或风害影响,应予以重点防范。4)19612017年海南岛橡胶割胶期气候适宜度总体呈明显增大趋势,气候倾向率为0.009/10a。     

降雨型地质灾害预报方法研究进展

开展降雨型地质灾害预报是减少灾害损失的有效方法。该文在讨论降雨型地质灾害预报相关概念的基础上,结合国内外已有的研究成果,系统总结了隐式统计模型、显式统计模型和动力模型等降雨型地质灾害预报模型的特点和适用条件。近几年区域降雨型地质灾害的预报技术研究有以下新特点:统计模型简单实用,目前已经由单一考虑降雨特征的第1代隐式统计模型,进一步发展为考虑地质、地貌等静态因子的显示统计模型;动力模型逐渐由基于垂直入渗理论的边坡稳定性模型开始向基于水土耦合机制的复杂预报模型发展;降雨型地质灾害业务预报预警的核心是地质灾害预报模型的本地化运行,我国已经基于统计模型搭建了服务于不同区域的业务预报预警系统。结合多源预报降雨资料,搭建基于水土耦合机制的降雨型地质灾害集合预报预警系统是未来可能的发展方向。     

江苏省夏季浓雾的时空分布特征及气象影响因子分析

利用江苏省70个国家基本站逐10 min连续观测资料,对江苏省夏季浓雾的时空分布特征及影响因子进行分析研究。结果表明:(1)夏季浓雾易在气温小于29℃、风速低于3 m·s~(-1),且盛行偏东风的条件下形成;低温高湿的梅雨期是夏季浓雾在6月高发(42.4%)的可能原因。(2)夏季浓雾生消时间与秋、冬季显著不同,主要发生于00—06时,消散集中于05—08时,持续时间主要在6 h以内。(3)夏季浓雾以辐射雾为主,辐射雾、平流雾和锋面雾分别占58. 1%、35. 5%和6.4%。(4)夏季浓雾发生频次呈现从东北部沿海地区向西南部内陆地区递减的趋势,淮北地区夜间降温幅度高于苏南地区是出现这一现象的主要原因。(5)成雾前6～24 h出现的弱降水为近地层提供水汽,此后天气转晴,静稳的大气层结下有利于夏季浓雾的出现。     

10~30 d延伸期可预报性与预报方法研究进展

10~30 d延伸期的可预报性既依赖于初始条件,也与缓变的下垫面有关,寻找延伸期时段内可预报性较高的低频特征,识别延伸期的可预报性来源及影响的物理机制是提高延伸期预报水平的关键。近年延伸期可预报性来源、热带大气季节内振荡监测预测和影响等领域的研究取得较大进展,提出和应用了动力统计相结合以及大气低频信号释用等新的延伸期预报方法。对延伸期可预报性来源及其与初值和外强迫异常的关系分析表明,海气相互作用能提高亚洲和西太平洋区域延伸期时段大气环流和要素的可预报性。热带大气季节内振荡、平流层爆发性增温以及各种次季节尺度的海气、陆气耦合作用和大气响应均为延伸期预报提供了重要的可预报性来源。由于数值模式延伸期时段的预报性能与实际业务需求还存在一定距离,基于动力统计相结合和物理统计的延伸期预报方法被广泛应用于业务预报,表现出一定的预报技巧。     

四川地形扰动对降水分布影响

引入一维加权平均的谱分析方法定量研究四川地形强迫对该区域降水分布的影响。结果表明:纬向地形和冬季降水谱峰锁相于同一波长（475.8 km）,呈共振关系,地形与其他季节降水呈漂移关系,这与经向和纬向上环流变动有关,即冬季纬向环流占主导,纬向地形触发的大气波动对冬季降水策动作用大;夏季降水是各种不同尺度系统相互作用的结果,地形是重要因素之一。经向和纬向地形特征尺度分别为296.8 km和475.8 km,反映了地形强迫的中尺度特征,且纬向地形谱峰比经向大1个数量级,纬向强迫更明显。夏季降水谱峰比冬季大2个数量级,降水系统纬向特征尺度比冬季小约150 km,说明夏季在纬向地形强迫下,降水系统尺度减小的同时其强度大大增加,这在一定程度上可以解释中尺度对流性降水在夏季偏多。四川夏季最大降水位于雅安地区,其地形扰动比四川整体扰动更明显,故产生的降水也更大。夏季降水和经向地形锁相于同一波长（37.1 km）,经向地形对雅安夏季强降水起关键作用。     

区域数字地震台网实时速报系统研究

根据我国地震监测台网的发展趋势,提出了区域数字地震台网实时速报系统的发展目标,研究了实现这一目标应解决的实时数据流接收、震相自动识别、震相可靠性处理、实时地震定位、震相到时等值线实时绘制、地震震级的实时计算、地震动强度分布图的实时绘制等问题.我们编制了一套实时地震速报软件,实现了上述功能,并用福建数字地震台网记录的地震事件进行软件功能测试.测试结果表明:对于网内地震,软件处理结果基本达到中国地震局地震速报评比满分的要求,速报时间缩短至30～50 s.此外,通过实时仿真技术,系统可给出实际观测到的PGA、PGV、PGD等值线图,可以为应急救灾确定重灾区和有感范围提供帮助.     

Matlab与高级编程语言在科学计算中的联合运用

在数字地震观测、地震预报及地震工程研究中,Matlab作为一套功能强大的科学计算及数学分析软件,得到广泛的应用.本文介绍如何将Matlab高效的数值计算和分析能力与高级编程语言结合的方法.     

山西数字地震台网单台测定近震震级偏差研究

选用2003年1月～2005年3月山西数字地震台网报告中可交的地震,选取了单台样本数接近和超出100的17个子台数据,从震级偏差频次分布、仪器、量规函数、台基诸因素,对单台震级的影响上作了定量统计和分析,得出仪器影响存在一定的震级负偏差,但不大;量规函数、台基是引起山西台网单台震级偏差的主要原因.本文给出了量规函数和台基校正值,校正之后,单台震级偏差94%(即17个台中除镇川1个)以上震级平均偏差在±0.2之内.这对于提高山西数字地震台网测定近震震级,提高台网速报质量具有极其重要的实际意义.     

如何提高磁照图数字化的精度

CBMD是一款针对CB-3模拟磁照图进行数字化处理的软件,利用专业图像处理技术,对模拟磁照图进行数字化,由于模拟仪器调试及存放因素造成了图纸状况不尽相同,使用者在数字化处理过程中,根据不同的图,纸采用相应的方法进行处理,才能保证数字化结果精确度.本文就主要的几种影响处理精度的情况展开讨论,并提出具体的解决方法.