雷达-雨量计联合估测区域降水量方法检验与评估

文章在"黄河淮河流域暴雨洪水预报系统"项目试验整理的高密度地面雨量站网数据和雷达连续采集体积扫描数据基础上,首次提出了对稠密雨量站网数据科学分组的方法,并采用分组数据对雷达-雨量计联合校准的10种方法进行了多参数的客观检验和评估。研究表明:(1)雨量站分组方法科学合理,可以满足评估的要求;(2)集成法估测区域降水量好于其他非集成的8种方法;(3)雷达对不同降水强度的估测精度具有三段式分布特征;(4)50~100 km为雷达估测降水的最佳区间,150~200 km区间的估测精度最差;(5)通过时间累积,可以提高各种估测方法区域降水量估测的精度和稳定度。     

微降水雷达测量精度分析

利用数值模拟的方法,讨论了利用微降水雷达MRR(Micro Rain Radar)雷达功率谱密度反演降水参数时,MIE散射(米散射)效应、垂直气流(包括上升气流、下沉气流)对数浓度N、雷达反射率Z、雨强I、液态含水量LWC等参数的影响。MIE散射主要影响直径为1.20~4.00 mm的粒子,MIE散射效应影响的N、Z、I、LWC偏差的平均值分别为2.74 m-3 mm-1、1.47 d BZ、0.0061 mm h~(-1)、0.0004 g m-3。下沉气流使反演液滴直径偏大,上升气流使得反演的液滴直径偏小,下沉气流的影响更大,尤其是对低层影响大于高层。例如,在300 m高度上,当液滴直径为2.67 mm时,下沉气流为2.00 m s-1时,理论上反演的直径为8.07 mm,超出了MRR探测的阈值,其相对误差值能接近200%。下沉气流使得反射率谱向大粒子方向平移,且谱型展宽;上升气流则相反。将MRR资料与同步观测的THIES雨滴谱仪数据进行比对,分析MRR资料的可靠性。选取2015年4月1日01~12时(协调世界时)山东济南的一次降水过程,将MRR在300 m高度上反演的雷达反射率因子、雨强、数浓度、中值体积直径与雨滴谱仪资料进行对比。结果表明:两种仪器探测的Z、I、N、中值体积直径D0在时间序列上都有较好的吻合度,变化趋势和幅度相近,Z、I、D0的平均偏差分别为1.19 d BZ、0.34 mm h~(-1)、0.36 mm。MRR反演的I值偏大,而粒子直径偏小,分析了产生偏差的主要原因,除了探测系统偏差、分析方法本身存在的偏差外,上升气流导致的偏差不容忽视。这些结果初步验证了微降水雷达观测的功率谱密度及其反演方法的可靠性。     

T639数值产品对影响新疆主要系统的预报检验评估

使用T639L60模式2009—2010年1°×1°分辨率72 h预报时效内的高度场预报产品及ECMWF客观分析场,采用天气学检验方法,对新疆主要天气影响系统(西西伯利亚低槽、乌拉尔大槽、北方横槽和中亚低值系统)数值产品的预报能力进行检验。主要从影响系统生成时间、中心强度、槽线位置、移动速度4个方面进行检验。检验结果表明:T639模式对新疆影响系统具有较好的预报性能,尤其对48h内的预报能力非常高。但因影响系统和预报时效不同其预报能力也有较大差异,对越深厚的低槽系统,T639模式的预报效果越好;T639产品对西西伯利亚低槽和乌拉尔大槽出现时间预报偏早的较多,而北方横槽和中亚低值系统偏晚的多;对西西伯利亚低槽和中亚低值系统槽线位置预报偏快的较多,而乌拉尔大槽和北方横槽偏慢的多。     

A STUDY ON VARIABLE QUANTITATIVE PRECIPITATION ESTIMATION USING DOPPLER RADAR DATA

With the pros and cons of the traditional optimization and probability pairing methods thoroughly considered, an improved optimal pairing window probability technique is developed using a dynamic relationship between the base reflectivity Z observed by radar and real time precipitation I by rain gauge. Then, the Doppler radar observations of base reflectivity for typhoons Haitang and Matsa in Wenzhou are employed to establish various Z-I relationships, which are subsequently used to estimate hourly precipitation of the two typhoons. Such estimations are calibrated by variational techniques. The results show that there exist significant differences in the Z-I relationships for the typhoons, leading to different typhoon precipitation efficiencies. The typhoon precipitation estimated by applying radar base reflectivity is capable of exhibiting clearly the spiral rain belts and mesoscale cells, and well matches the observed rainfall. Error statistical analyses indicate that the estimated typhoon precipitation is better with variational calibration than the one without. The variational calibration technique is able to maintain the characteristics of the distribution of radar-estimated typhoon precipitation, and to significantly reduce the error of the estimated precipitation in comparison with the observed rainfall.     

典型场选取对多要素气候态相似季节划分的影响

多要素气候态相似季节划分法作为一种新的季节划分客观化方法,在近几年被广泛应用于气候变化研究、气候监测和短期气候预测等。该方法的关键之处在于多要素的融合和典型场的选取,其中典型场是指多要素气候态相似法中所选取的能代表冬季和夏季平均气候特征的气候态距平场。文中采用3种不同方案选取典型场：方法一,基于60年平均气候态选取典型场;方法二,基于30年平均气候态选取典型场;方法三,基于逐年气候态状况选取典型场。研究不同典型场的选取对多要素气候态相似季节划分法划分结果的可能影响,进而以1998年和2013年华中地区的季节划分为例,对第3种典型场划分方法的准确性进行论证。结果显示,典型场作为多要素气候态相似季节划分法的划分基准,对季节划分的结果至关重要,基于单年气候状况选取的典型场与基于多年平均气候态选取的典型场之间的差异存在年代际变化,且在气候变化的转折阶段差异尤为显著。基于第3种典型场选取方案的1998年和2013年季节划分结果能准确地反映当年华中地区气候态和大气环流的季节变化情况。     

三峡地区气候Z-R关系

在三峡地区降水条件气候均匀区域划分的基础上,用Ａｔｌａｓ一阶矩概率匹配法,分别在每一个区域建立了对流型、雷雨混合型、阵雨混合型３种雨型随测距变化的气候Ｚ－Ｒ关系。这些关系能综合订正由波束平均作用、雨区对电磁波的衰减等因素所造成的雷达测量降水的误差     

风能预报方法研究进展

 中国蕴含着丰富的风能资源,但目前我国在风能预报方面的研究还很薄弱,几乎没有可用于风电场风能的客观、定量化的预报方法。风能预报,实际上最重要的是对风场的合理准确预报,进而得到风电量预报。通过简要介绍国际上风能预报的一些方法,如统计预报、动力预报（包括降尺度预报和集成预报）以及风电量预报,同时介绍对预报的检验和面向最终用户的预报平台的建设,希望能对我国风能预报行业的发展起到一定的借鉴和促进作用。     

融合多模态特征的社会多媒体谣言检测技术研究

以微博为代表的社会媒体的蓬勃发展在加速信息交流的同时,也促使虚假谣言信息迅速在社会网络上传播,造成严重的后果.自动谣言检测问题受到了国内外学术界、产业界的广泛关注.围绕社会多媒体谣言检测这一问题,本文总结了融合多模态特征的谣言检测相关技术.首先从基本概念出发,阐述了谣言的定义和社会多媒体的特点,给出了社会多媒体谣言检测问题的定义.针对谣言检测面临的多模态特征抽取和模型构建两大难点,分别总结和归纳了各种类型的特征及其提取方法和不同的机器学习检测模型.这些特征和算法是检测谣言的基本手段,也是接下来研究的基础,可为进一步谣言检测的研究提供参考.     

尺度分解技术在定量降水临近预报检验中的应用

采用2004年Casati提出的强度-尺度检验技术,选取2008年汛期代表不同类型降水(对流云降水、层状云降水、混合云降水)的4个降水过程,从尺度分解角度入手,对"世界气象组织天气研究计划——北京奥运会预报示范项目"(WWRP B08FDP)项目中4个I临近预报参加系统(BJANC,GRAPES-SWIFT,STEPS,CARDS)的1h定量降水预报进行时空尺度分解检验,研究降水预报技巧与降水时空尺度和强度之间的关系。结果表明:尽管目前国际先进的临近预报系统的水平分辨率已高达1～2km,但其有技巧的临近预报能力主要集中于空间尺度大于32km、时间尺度大于1h的降水系统,而对小于这些尺度的降水系统预报能力仍非常有限;在不同时空尺度的临近预报降水误差中,60%以上的误差来自于空间尺度小于8km的降水,85%以上的误差来自于时间尺度小于1h的降水,传统的外推技术不能满足这些较小时空尺度降水预报的需求,要发展有效的预报方法来提高较小时空尺度降水的预报能力。将基于外推的临近预报和基于稠密观测资料、快速更新的数值预报的潜势预报相结合可能是一条有效的解决途径。     

河北省廊坊市城市积涝动态预报预警系统研制

结合廊坊城区地形地貌、市政工程、排水设施现状等,应用二维非恒定流基本方程和一维明渠非恒定流方程算法,构建城市积涝模型,结合区域自动站雨量实时监测数据、数值预报和预报员主观精细化降水预报,建立廊坊城市积涝动态预报预警系统,可实时估算、预报城市积水深度、积水时间等,预报并进行了业务试运行。系统以2012年7月21日廊坊市特大暴雨引起的城市积涝过程为例对系统进行了验证,结果表明：预报积水深度与实际积水情况比较接近,预报结果对城市防洪减灾有指导意义。