观测误差对GRAPES区域集合预报影响的敏感性试验

通过设计3组不同的观测误差均方差,对2012年8月1日—29日进行了基于GRAPES-M EPS(Global/Regional Assimilation and Prediction System-Mesoscale Ensemble Prediction System)的集合预报敏感性试验,研究观测误差均方差对集合预报初始扰动场结构、扰动量及垂直扰动总能量发展的影响,评估集合预报结果的差异,并分析了一次典型的江淮流域强降水个例。结果显示,模式变量扰动结构和扰动振幅对观测误差均方差较敏感,较小的观测误差均方差使得温度和风等模式变量的初始扰动量增大,扰动总能量增长更快,降水集合预报效果更优。因此在GRAPES-MEPS中,可以考虑对观测误差均方差进行适当的扰动,以体现观测误差均方差的不确定性对集合预报的影响,提高GRAPES-MEPS的集合预报技巧。     

从天气动力学角度看云物理过程在降水预报中的作用

考虑到冰相云微物理过程对冷锋降雪的数值预报结果起重要作用,针对2014年4月22—24日新疆一次强寒潮引起的冷锋暴雪过程,分别采用WRFv3.5.1中尺度模式中Lin、WSM6、Thompson和WDM6四种云微物理方案进行数值模拟,探究不同云微物理方案对其预报结果的影响。从降水预报结果看,四种方案对中天山强降雪中心的预报能力明显优于伊犁河谷地区,Lin方案对中天山强降雪中心的雨强变化趋势、起止时间以及强降水落区的预报能力总体优于其他三种方案。从温湿特征预报结果来看,四种方案对降雪过程前后的温度和过程之后的露点温度预报效果均较好,但对过程前期800 hPa以上的露点温度预报偏高,这可能由于模式预报的降雪时间较实况提前、预报降水量偏大引起;四种方案预报的潜热通量和感热通量的量值与再分析资料有一定差异,但对其变化趋势的预报与再分析资料较一致。从云微物理特征来看,不同方案预报的水凝物粒子总量有所差异,但均以冰相粒子为主,且其变化趋势与强降雪时段比较一致。不同方案之间水凝物粒子含量差异也较大,Lin方案中霰和雪粒子含量最多,WSM6和WDM6两种方案以雪和冰粒子最多,Thompson方案中几乎全部为雪粒子。

     

全过程沉降预测的新模型与方法

地面沉降是普通存在的一种环境灾害为此提出了一种新模型,它概括了泊松曲线模型与Verhulst模型,能准确预测全过程沉降量的变化规律。提出了将非线性回归与3次样条插值相结合求解新模型的思路与方法,突破了泊松曲线模型所用三段计算法的局限。实例分析结果表明：所提出的方法能准确地求得非线性模型的解;新模型及方法与Verhulst模型及方法相比,能使模型计算值与实测值之间的残差大幅度减小。新模型为岩土工程设计提供了新的科学依据。     

Systematic errors in the medium range prediction of the Asian summer monsoon circulation

The present study describes an analysis of Asian summer monsoon forecasts with an operational general circulation model (GCM) of the European Centre for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF), U.K. An attempt is made to examine the influence of improved treatment of physical processes on the reduction of systematic errors. As some of the major changes in the parameterization of physical processes, such as modification to the infrared radiation scheme, deep cumulus convection scheme, introduction of the shallow convection scheme etc., were introduced during 1985–88, a thorough systematic error analysis of the ECMWF monsoon forecasts is carried out for a period prior to the incorporation of such changes i.e. summer monsoon season (June–August) of 1984, and for the corresponding period after relevant changes were implemented (summer monsoon season of 1988). Monsoon forecasts of the ECMWF demonstrate an increasing trend of forecast skill after the implementation of the major changes in parameterizations of radiation, convection and land-surface processes. Further, the upper level flow is found to be more predictable than that of the lower level and wind forecasts display a better skill than temperature. Apart from this, a notable increase in the magnitudes of persistence error statistics indicates that the monsoon circulation in the analysed fields became more intense with the introduction of changes in the operational forecasting system. Although, considerable reduction in systematic errors of the Asian summer monsoon forecasts is observed (up to day-5) with the introduction of major changes in the treatment of physical processes, the nature of errors remain unchanged (by day-10). The forecast errors of temperature and moisture in the middle troposphere are also reduced due to the changes in treatment of longwave radiation. Moreover, the introduction of shallow convection helped it further by enhancing the vertical transports of heat and moisture from the lower troposphere. Though, the hydrological cycle in the operational forecasts appears to have enhanced with the major modifications and improvements to the physical parameterization schemes, certain regional peculiarities have developed in the simulated rainfall distribution over the monsoon region. Hence, this study suggests further attempts to improve the formulations of physical processes for further reduction of systematic forecast errors.     

感潮河段水位过程预报探讨

感潮河段水位过程同时受径流、潮流影响,其预报较为困难.将水位过程视为时间序列,用不同的模型进行了预报比较,认为以潮汐作用为主的水位预报可采用神经网络模型,对高水位预报可采用ARMA(2,1)模型,而对洪水作用为主的河道,各模型的预报能力均有待提高     

有机烃新方法在金矿床快速定位预测中的应用:以陕西八卦庙特大型金矿床为例

有机质对金属元素的迁移、沉积和富集成矿有重要的作用，有机烃是有机质最终的裂解产物，具有很强的挥发性和穿透性。研究发现，八卦庙金矿床有机烃与金矿体品位呈密切相关关系，矿床的矿化富集中心也是有机烃的浓集中心。利用有机烃的这一特点可以进行隐伏金矿床的定位预测研究。     

Prediction of seasonal water-table fluctuations in La Pampa and Buenos Aires, Argentina

The fluctuation of the water table east of La Pampa province and northwest of Buenos Aires province, Argentina, influences agricultural production in the region because it is closely related to the alternation of dry and wet periods. Sea-surface temperature (SST) anomalies have been used as predictors to forecast atmospheric variables in different regions of the world. The objective of this work is to present a simple model to forecast seasonal rainfall using SST distribution in the Pacific Ocean as a predictor. Once the relationship between precipitation and water-table fluctuations was established, a methodology for the prediction of water-table fluctuations was developed. A good agreement between observed and predicted water-table fluctuations was found when estimating water-table fluctuations in the summer and autumn seasons. Electronic Publication     

基于随机森林的印度洋长鳍金枪鱼渔场预报

为了提高远洋渔场预报水平和满足渔业生产的需要,提出了一种基于随机森林建立印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)渔场预报模型的方法。选取2002-2009年各个月份印度洋5°×5°格点渔业环境和时空数据(包括海表温度、叶绿素a浓度、表温距平、叶绿素a浓度距平、海表温度梯度强度和海面高度异常等数据)作为预测变量,利用长鳍金枪鱼的CPUE(Catch per unit effort,单位:尾/千钩数)的三分位点将渔区划分为高CPUE、中等CPUE和低CPUE三种类型,作为响应变量,对数据进行训练。结果表明,当随机森林中决策树达到100以上时,袋外数据OOB(out-of-bag)的分类误差率趋于平稳。将训练得到的随机森林用于2010年印度洋长鳍金枪鱼分月渔场的预测,其概率等值面图与实际生产的渔场分布进行叠加比较,显示高CPUE渔场概率分布与实际渔场的位置及范围变化情况符合。通过ROC(Relative Operating Characteristic)分析,高CPUE、中等CPUE和低CPUE的AUC(Area Under ROC Curve)分别达到0.847、0.743和0.803,表明预测精度较高。最后对中等CPUE渔区预测精度相对较低的原因进行了分析。     

2018年6月青岛近岸一次海雾导致能见度变化的成因分析

2018年6 月5~9日青岛近海发生一次海雾天气过程,为6月9日2018上海合作组织青岛峰会开幕式演出的天气预报服务,特别是能见度精细化预报带来了很大的预报难点。本文分析了此次海雾天气的生消过程,并重点讨论了6月9日能见度变化的主要原因。4~7日边界层内接近接地的强逆温层的建立,有利于海雾的形成与维持。由于白天时段日射增温导致能见度好转,海雾出现日变化。自7日夜间开始地面气压场梯度明显减弱,南风减弱转为偏东风,暖湿气流供应减弱不利于海雾天气的维持。8日之后,边界层内上升运动逐渐增强且混合层高度明显增加,中低层干冷空气的侵入,导致边界层内逆温结构被破坏、近地面湿层消失,使此次海雾过程趋于消散。9日傍晚的能见度条件基本达到演出要求。9日夜间受焰火燃放污染物影响,能见度短时波动。各种海雾客观预报方法预报准确率达到66%左右,主观预报订正准确性高于客观预报。     

黄海、东海水体总吸收系数光谱特性及其统计反演模式研究

利用现场实测的表观光学量和固有光学量数据,得到了我国黄海、东海近岸二类水体多个波段的总吸收系数的统计反演模式。此反演模式采用412/555、490/555两个波段遥感反射比比值的二项式,得到波长412、440、488、510、532、555nm处的总吸收系数,其反演值和实测值的平均相对误差不大于25.8%,相关系数R2达到了0.75到0.85。水体总吸收系数几种统计模型的误差敏感性分析表明,反演模式对±5%的遥感反射比输入误差导致结果增加误差最大为24.0%,因此反演模式是可用的。同时给出了412、488、510、532、555nm各波段的总吸收系数同波段440nm的总吸收系数之间的关系。结果表明,在400—600nm波段范围内,每一个波段的总吸收系数与440nm波段的总吸收系数的相关性均较高,相关系数R2都超过了0.99。通过对拟合直线的斜率与波长进行回归,得到斜率和波长的关系,其相关系数R2为0.99,这样利用本文中建立的各波段总吸收系数关系模型,可以从一个已知波段的总吸收系数反演出任何另外一个波段的总吸收系数,这就在水色反演与应用中大大减少了未知因子的个数。