用不确定度指数实时评价模式预报场业务性能

引入不确定度概念,结合“马赛克化”方法,定义不确定度指数和不稳定度指数,开发了实时业务系统,对ECMWF、JMA和T213的数值预报场进行了实时的性能评价;通过一段时间的资料统计,对3个模式的总体性能进行了对比。结果显示,该方法可为实时评价数值预报产品的性能提供一种客观依据,为预报员在日常预报工作中对数值预报模式性能的了解和科学选用数值预报产品提供科学定量的参考。     

数值剖析0411号热带气旋位置不连续变化和强度突变

为探究竟0411号热带气旋(TC0411)出现数小时内向北"走"了300多公里且急剧加强的异常现象,根据TC0411经向环流特征(辐合抬升ω<0的水汽多来自偏南风v>0)及其与第2类条件不稳定(CISK)机制的密切关系,运用反映南海经向环流的线性诊断模式(包含边界效应、各稳定度及17个内力因子),对TC0411进行定量诊断。结果表明:南海东北部深厚强盛的偏南风急流及其造成的弱惯性稳定度为TC0411发生发展(向北不连续位移)提供了有利水汽输送和抬升(驱动)条件。其中,对偏南风有突出正贡献的边界效应与5°N西南夏季风和西太平洋东南风的辐合有关;驱动地转南风的气压梯度力与中南半岛季风槽、西太平洋高压和高层东风扰动有关。驱动非地转南风的内力因子主要是与斜压不稳定有关的平均经向温度平流、与西南风急流切变场有关的涡动西风动量经向输送、与夏季风环流和高层东风扰动相互作用有关的平均西风动量纬向输送及与非对称动力热力场有关的涡动温度平流。TC0411向北不连续位移实质为22.7°N附近生成新热带低压(TD)和19°N附近TD消亡的结果。2004年7月26日20时—27日02时激发22.7°N附近上升运动(19°N附近下沉运动)的主要因子是平均经向温度平流和涡动西风动量水平输送(平均西风动量纬向输送和涡动温度平流)。27日02—14时使新TD加强为热带风暴(TS)并维持的主要因子是潜热加热和平均经向温度平流。根据以上分析,建议业务预报应着眼于深厚强盛西南风急流和温度平流的共同作用。     

交叉相关算法在强对流天气临近预报中的应用

利用"雨燕"临近预报系统的雷达回波外推算法,对三次强对流个例的3 km CAPPI反射率因子、回波顶和垂直累积液态含水量进行0～1小时外推预测,将预测结果和组合阈值比较进行强对流天气预警区域预报试验。资料来源于CINRAD-SB雷达基数据经RPG算法处理得到的雷达产品数据。所用的方法是在扩展后的交叉相关追踪算法基础上实现雷达回波移动预测。试验结果表明:3 km CAPPI反射率因子、回波顶和垂直累积液态含水量雷达产品与实况有较好的吻合,能较好地预报出回波的形状、变化趋势和移动方向,回波的范围、位置和强度中心与实况相似,外推时间越短,预报效果越好。交叉相关追踪算法外推得到的雷达回波结果在0～1 h内是可用的;外推预测结果经过组合阈值的过滤后,得出的强对流天气预警区域预警结果也是可行的,对强对流天气临近预报有一定指示意义。     

用Visual Basic5.0设计辅助天气图显示系统

本文简单介绍了用MicrosoftVisualBasic5．0设计辅助天气图显示系统的过程。该系统主要显示区域气象数据，这些数据是预报员每天要参考的，并且原来是用手工和绘图仪绘制在纸面天气图上的。本系统作为预报辅助工具，能弥补MICAPS系统显示区域气象资料的不便。     

神经元网络

1神经网络的历史和应用大脑皮层含有约1000亿个神经细胞，共同以特殊的方式协同作用，构成人类复杂的心理行为和思维方式。人们在研究人脑感觉、思维、推理的基础上，创立了人工神经元网络[1]（ANN）的理论体系。ANN模仿生物神经系统的处理方式、组织结构和系统功能，具有并行分布式信息处理能力和自适应功能，因此它受到了广泛的重视。第一个神经计算模型是心理学家MUC川一10Ch和数学家PittS于1943年提出的，而后Hebb给出了学习过程的数学描述，即Hebbian规则。这一规则反映了大脑的条件反射过程。被誉为神经网络之父的Rosenblatt于1…     

一次梅雨锋暴雨过程Q1和Q2的结构

利用一次数据模拟结果对台风范围的总有效位能、涡旋有效位能（Ａ，Ａｓ）进行了研究，结果发现，暴雨增幅时有效位能释放，冷空气处在台风外围时有效位能释放最多，增幅最大，能是积累与释放周期１２小时，冷空气侵入中心后，非绝热加热迅速小，不利于降水增幅。     

一种基于分析增量更新技术的台风初始化方案

台风初始化方案最大的困难在于其只能根据有限的观测资料（台风中心位置、最低气压、最大风速和大风半径等）来构造一个与模式动力-物理过程协调的涡旋模型。首先根据实际观测资料对背景场中的涡旋扰动进行重定位和风速调整,然后将分析增量更新（Incremental Analysis Update,IAU）技术应用于台风初始化方案中,将调整后的涡旋当作一个强迫项逐渐加入到模式预报过程中,通过模式自身调整来得到一个协调性较好的台风初始结构,从而改善模式对台风的预报性能。对“山竹”台风的多次预报结果表明:（1）台风初始化对于台风路径误差影响较小,对于强度预报改进则比较明显。特别是在台风生成初期,台风初始化技术能够有效地增强全球模式分析场中的涡旋强度,并解决预报过程中强度较弱的问题。（2）根据预先给定的三维风场,IAU技术能通过模式自身预报过程对其他变量进行调整,从而得到一个热力和动力协调的初始涡旋结构。相对于仅对初始风场的调整,它对24 h之后的路径和强度预报误差会有更进一步的改善。（3）对IAU中的松弛时间进行参数敏感性试验,发现该变量取3—6 h效果较好。      

Improved Tropical Cyclone Forecasts with Increased Vertical Resolution in the TRAMS Model

The numerical simulation of typhoons has been found to be very sensitive to the vertical resolution of the model. During the updating of the TRAMS model from version 1.0 to 3.0, the horizontal resolution has been increased from 36 km to 9 km, while the vertical layer number only increased from 55 to 65 layers. The lack of high vertical resolution limits the performance of the TRAMS model in typhoon forecasting to a certain extent. In order to study the potential improvement of typhoon forecastin...     

2003年天气气候异常灾害机理的定量分析Ⅱ——黄淮秋汛

利用NCEP/NCAR再分析资料和局地经向环流线性诊断模式,定量分析导致2003年黄淮秋汛的主要物理过程,并结合天气形势来确立（1～3天）短期预报的着眼点。数值诊断结果表明：（1）预报降水的开始和发展趋势可参考贝加尔湖-新疆低槽及其分裂西风小槽的槽前暖平流与长江流域副热带高压脊西北侧的西南风暖平流的叠加过程。这两股暖平流在黄淮流域所驱动的经向环流上升支占总体上升运动的23.1%,且主要出现在强降水前3天内,强度达到-0.015 Pa/s。（2）预报降水的强度和持续时间可参考高空西风急流在黄河流域北侧的建立和维持。与该急流有关的平均西风动量平流在黄淮流域所驱动的上升支占总体上升运动的28.8%,且主要出现在强降水后4天内,强度达到-0.02 Pa/s。此外,与强降水同步发生且起正反馈作用的潜热加热所驱动的上升支占总体上升运动的44.2%,在强降水期间达到-0.03 Pa/s。（3）预报秋汛结束可参考对流层中上层冷平流侵入黄淮流域以及高空西风急流南压到长江流域北侧,迫使南亚高压脊和副热带高压脊撤出长江流域的一系列过程。与该过程有关的平均温度平流、平均西风动量平流及平均热量垂直输送所驱动的下沉支控制黄淮流域,会导致黄淮秋汛结束。     

2007年6月粤东持续性暴雨的成因分析

为了探讨2007年6月7-10日广东东部和珠江三角洲地区持续性暴雨的成因,使用常规气象观测资料、自动站资料以及NCEP的1°×1°的分析资料对这次过程环流特征和影响系统进行分析,同时使用局地经向环流线性诊断模式对这次过程进行模拟诊断.结果表明:这次粤东暴雨过程是在我国中高纬度稳定的两槽一脊的环流形势下,先后受东槽引导从华东沿海南下冷空气和受从西南地区不断东南移短波槽和低涡引导南下的冷空气影响,在华南北部形成稳定的锋面低槽和低空切变线,有利于水汽的辐合和雨带维持;孟加拉湾的西南急流和副高西侧南海西南气流是两支主要水汽输送带;此次暴雨与暴雨区上空中低层正(负)、高层负(正)的垂直螺旋度(散度)变化密切相关.中高纬度和低纬度系统共同影响以及暴雨区高层和低层动力热力条件配合,使得局地经向环流异常,造成了此次持续性强降水.定量诊断结果表明,在各个动力和热力因子中,潜热加热作用对这次暴雨过程贡献最大,此外反映西风急流和斜压槽活动的西风动量平流以及反映北方弱冷空气作用的水平温度平流也有一定的作用.