中央气象台台风强度综合预报误差分析

本文从总误差、逐年趋势、误差分布等方面对2001—2012年中央气象台（Central Meteorological Observatory, CMO）的台风（TC）强度综合预报水平进行分析,初步分析了强度迅速变化台风预报偏差大的原因。结果表明,强度预报水平没有明显改善,预报误差呈现逐年波动状态,强度稳定TC的预报误差最小,迅速加强TC的预报误差最大。24、96~120 h预报偏强的概率较大,而48~72 h预报偏弱的概率大。南海东北部等海域的预报误差较大,应在业务预报中特别予以关注。随着TC强度的逐渐增强,强度预报在120 h内预报偏强的可能性变大,而强度预报偏弱的可能性减小。根据误差分析结果,提出了一个强度概率预报方案,检验结果表明可在业务中参考使用。     

基于对流可分辨集合预报的阜宁龙卷概率预报研究

本文针对2016年6月23日江苏阜宁龙卷,设计了两组对流可分辨尺度集合预报:一组以ERA5再分析资料为初始和侧边界(CEFS_ERA5);另一组以NCEP GEFS为初始和侧边界(CEFS_GEFS),评估了两组试验对此次龙卷的预报能力。结果显示:两组对流尺度集合预报均有约半数以上成员能够再现龙卷超级单体的特征;2~5 km上升螺旋度(UH25)对本次龙卷超级单体有较好的预报指示意义。在上述分析的基础上,考虑位置预报偏差,提出了一种基于UH25的邻域龙卷概率预报产品,分析了龙卷概率预报技巧对关键参数邻域半径和UH25阈值的敏感性,CEFS_ERA5邻域半径取15个格点,UH25阈值取250 m²·s^-2最优;而CEFS_GEFS邻域半径取15个格点,UH25阈值取100 m²·s^-2最优。总的来说,邻域概率预报产品显著提升了对此次龙卷概率预报水平。     

南京地区闪电定位资料与探空资料的应用分析

利用江苏省闪电定位系统的观测资料,结合南京探空资料,分析了以南京探空站为中心的1°×1°的经纬度范围内,在两次探空放球时间段内所发生的闪电情况.分析表明,沙氏指数、700 hPa与1000 hPa假相当位温θse差、500 hPa与700 hPa假相当位温θse差、1000 hPa温度、500 hPa温度对南京地区闪电活动的实时预警有比较明显的作用,并定义了闪电概率指数,可用于预报0～30 min内闪电的发生概率.本研究对南京地区雷电实时监测与预警有参考价值.     

气象风险源的社会关注度风险等级分析方法

为了定量分析社会公众对气象风险关注等级程度以及对应等级的关注人数,综合应用模糊数学和多项式拟合方法,以西安市2004年1月至2007年10月,与当地公众生活关系密切的5类高影响天气事件,即:高温、雷暴、大到暴雨、中雨和小雨,作为潜在气象风险源,综合应用12121气象信息服务电话拨打次数和气象信息,计算出气象风险超越概率,通过对其4次多项式的拟合和求解,定量计算了一般、中、高三等级的气象风险关注度以及对应等级的关注人数.这有利于政府决策者及社会公众在响应气象风险时有较为定量的判断.     

湖北地区云地闪电时空分布特征分析

为揭示湖北地区云地闪电时空分布特征及雷电活动规律,以满足雷电灾害防护和雷击风险评估工作需要,采用湖北不同地理位置的13个雷击探测仪组成的闪电监测定位系统获取的2006年3月至2009年2月的云地闪电资料,从闪电的极性分布、日变化、月变化、强度、闪电密度、累计概率分布等方面进行统计分析。结果表明:云地闪电中负闪电占闪电总数的96.2%;正闪电占闪电总数的3.8%;闪电频次的日变化呈明显的单峰单谷型,一日中,最大值出现在15—16时,最小值在09—10时;一年中,4—8月闪电次数占全年闪电总数的95.9%,其中7—8月闪电次数最多;正、负闪电的强度主要集中在10～50 kA,大于30 kA的累积概率在50%以下,大于60 kA的累积概率8.1%,大于100 kA的累积概率1.6%;拟合出湖北地区大于某雷电流强度累积概率方程,经统计分析,实测值与计算值相关系数达0.99998。闪电密度分布呈明显的地域性差异,鄂东南的嘉鱼县、咸宁、黄石、鄂州市一带为闪电高密度区,鄂西的远安县、当阳市附近为闪电次高密度区。山区与丘陵、平原交接地带,即地表状况发生明显变化的地带,是雷电多发地带。鄂西南山区县市雷电日数较多,闪电密度不一定随之增加,其原因可能是山区县市土壤电阻率较大和山区局地小气候环境共同影响的结果。     

豫西龙卷风的时空分布特征及灾情分析

对豫西1949-2008年龙卷风的有关史料调查分析表明:豫西(多丘陵山地)发生龙卷风的概率相对全省较低,富士达分级F0级17次,F1级12次,F2级仅有2次;90年代龙卷风发生较多,主要集中在6-8月,一天之中多出现在下午至傍晚;风力一般都在10级以上,持续时间8-60 min不等,平均25 min.豫西的龙卷风各有2个县(市)发生过4次和3次,7个县(市)发生过2次,11个县(市)发生过1次,其余33个县(市)没有龙卷风的相关记录.在豫西只有相对比较开阔、平坦的地域才可能促生龙卷风.     

基于多雷达三维插值格点强冰雹诊断因子的强冰雹识别方法

为解决单部雷达强冰雹识别产品在雷达的探测范围、雷达的静锥区以及与基于格点的近风暴环境因子的融合上存在局限性的问题,本文建立了雷达反射率因子的三维局部空间插值及多部雷达拼图方法;类似于SCIT算法的风暴单体的VIL及SHI等冰雹识别参数的计算,基于多部雷达三维插值拼图数据集,实现了格点VIL、SHI、POH和POSH等算法,建立了基于三维格点的多部雷达强冰雹识别参数因子、风暴数值模拟的近风暴环境因子(0°层及-20°层高度)为识别参数的冰雹识别算法。为确定适合于贵州地区的冰雹识别阈值,使用贵州504个防雹炮点的冰雹观测资料及贵州2005年和2006年8次贵阳、遵义雷达站冰雹个例观测资料,建立了冰雹算法校验数据库;通过对降雹校验数据库的统计分析,建立了适于贵州地区VOD与冻结层高度统计关系式,确立了VIL密度产品的强冰雹判别阈值,并通过对WTSM的调整,改进了原来的POSH算法,在贵州西北部到中部一线的一次强冰雹过程中对强降雹区的识别效果较好。     

沪昆高速江西段交通事故气象风险分析和概率预测

利用2015—2017年沪昆高速江西段的交通事故资料和沿线气象观测数据,分析了沪昆高速江西段发生交通事故的天气类型和时空分布特征,建立高敏感天气条件下山区型和平原型高速公路交通事故气象风险概率预测模型。结果表明:2015—2017年沪昆高速万辆车流交通事故日变化表现为显著的单峰型,峰值出现在05时;事故高发月份主要集中在4—6月;事故发生地域性强。除日平均气温外,交通事故与同期的气象条件密切相关。采用逻辑回归方法,分别建立了山区型和平原型高速公路交通事故气象风险概率预测模型,该模型预测准确率达到78.0%和79.9%。进一步运用该模型对2018年1—6月沪昆高速发生的交通事故加以验证,对山区和平原路段高速交通事故预测的准确率达到70.56%和86.37%,预测效果较为理想。     

海南岛几类天气现象在卫星云图上的特征分析

雾、小雨、中雨、大雨、雷暴及无降水是海南岛地区能够在卫星云图上有表现的六种常见天气现象，本文利用红外IRI和可见光VS二通道光谱建立了这五种天气现象的样本数据库，从中提取光谱特征、灰度特征、灰度统计量和灰度直方图统计量特征，对各单位特征空间计算各类天气现象发生概率，建立了天气现象类属矩阵，用以判别各单位特征空间这几类天气现象发生的集中区域。     

基于小波长短期记忆网络的风电功率超短期概率预测

随着大规模的风电并网,风电所具有的间歇性与随机性对电力系统的稳定性产生了很大的影响,风电功率预测成为当前解决该问题重要的方式之一.本文利用长短期记忆（LSTM）网络良好的时序记忆特性,将小波分解技术与LSTM深度网络结合,提出基于小波长短期记忆网络的风电功率超短期概率预测模型.首先通过小波分解技术将原始时间序列进行平稳化处理,再建立各子序列样本的LSTM网络预测模型,借助最大似然估计法估计预测误差的高斯分布函数,最终实现对未来4 h时刻的风电功率概率区间预测.最后,采用中国东北某风电场数据对所提方法进行算例分析,结果表明,将小波分解与深度学习方法结合可以较好地提高预测的精度,提高概率预测的区间可靠性.