三种统计预报模型在江苏省道路低温预警中的应用

为了更好地开展道路交通低温灾害的预警,减轻道路结冰给车辆行驶造成的危害,本文利用2012—2016年江苏省高速公路网AWMS系统交通气象观测数据,在对路面低温发生规律进行分析的基础上,结合多元线性回归、朴素贝叶斯以及支持向量机3种统计预报方法,开展了路面低温预警的统计建模与预报试验。结果表明:(1)江苏全省高速公路网路面温度出现0℃以下、-2℃以下、-5℃以下的低温频率均呈"北高南低"分布。(2)全省高速公路网路面温度出现0℃以下的低温时次大多在15:00到次日06:00之间。(3)在对京沪高速M9308站的单站建模与预报试验中发现,路面低温预报因子组合中以13:00气温、13:00—18:00气温变温、13:00路面温度、13:00—18:00路面变温、13:00路基温度、13:00—18:00路基变温、18:00相对湿度和18:00风速U分量为自变量组合的预报方程效果最好,3种方法中以朴素贝叶斯模型的预报准确率最高;(4)就全省高速公路网而言,3种统计预报模型的路面低温预报准确率均超过75%,通过对全路网路面低温预报的试验结果对比发现,多元线性回归方法对江苏省北部路网的预报效果最好,预报准确率大多在85%以上;而支持向量机模型对江苏省南部路网的预报效果最好,大部分站点的低温预报准确率达95%以上。     

郑州CINRAD风暴追踪产品误差统计分析

利用2009—2016年5—9月郑州新一代天气雷达资料,对5615个单体回波按不同预报时效、不同生命史和不同类型强对流的风暴追踪信息产品进行统计,较系统地分析了单体回波的距离误差和方向误差,探讨了实况与预报的偏差方向。结果表明:30和60 min距离误差分别为9. 3和16. 9 km,方向误差变化不大,随着预报时效的延长,距离误差增大;生命史≤1h、1～2 h和超过2 h的30 min预报平均距离误差分别为9. 8、8. 8和7.7 km,方向误差分别为25. 2°、25. 7°和22.8°;生命史在1～2 h和超过2 h的60 min预报平均距离误差分别为17. 3和15. 9 km,方向误差为24. 4°和22. 7°,随着单体生命史的延长,方向和距离误差呈减小趋势;西北气流型、西南气流型两种类型单体回波和整体误差一致,两种类型回波单体30和60 min方向和距离误差基本相当;不同类型、不同预报时效统计均为实况偏于预报路径右侧的次数多于偏左的次数,30和60 min偏右比例分别为57. 5%和55.6%。     

两种统计降尺度方法在秦岭山地的适用性

基于ASD（automated statistical downscaling）统计降尺度模型提供的多元线性回归和岭回归两种统计降尺度方法,采用RCP4.5（representative concentration pathways 4.5）和RCP8.5情景下全球气候模式MPI-ESM-LR输出的预报因子数据、NCEP/NCAR再分析数据和秦岭山地周边10个气象站观测数据,评估两种统计降尺度方法在秦岭山地的适用性及预估秦岭山地未来3个时期（2006-2040年、2041-2070年和2071-2100年）的平均气温和降水。结果表明:率定期和验证期内,两种统计降尺度方法均可以较好地模拟研究区域的平均气温和降水的变化特征,且多元线性回归的模拟效果优于岭回归。在未来气候情景下,两种统计降尺度方法预估的研究区域平均气温均呈明显上升趋势,气温增幅随辐射强迫增加而增大。降水方面,21世纪未来3个时期降水均呈不明显减少趋势,但季节分配发生变化。综合考虑两种统计降尺度方法在秦岭山地对平均气温和降水的模拟效果和情景预估结果,认为多元线性回归降尺度方法更适用于秦岭山地气候变化的降尺度预估研究。     

降水的统计降尺度预报及其空间相关性和时间连续性重建

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)、美国国家环境预报中心(NCEP)以及英国气象局(UKMO)四个中心1~7 d日累计降水量集合预报资料,以中国降水融合产品作为"观测值",对我国地面降水量进行统计降尺度预报,并对预报降水的空间相关性和时间连续性进行重建。对降水量进行分级后,建立各个量级的回归方程进行统计降尺度预报。此外,还利用Schaake Shuffle方法重建丢失的空间相关性和时间连续性。结果表明,分级回归比未分级回归后的预报结果相关系数更高,预报误差更小,更接近观测值。Schaake Shuffle方法可以有效地改进降水预报的空间相关性和时间连续性,使之更接近实况观测,集合成员间的相关性也更好。     

Predictor Selection for CNN-based Statistical Downscaling of Monthly Precipitation

Convolutional neural networks(CNNs) have been widely studied and found to obtain favorable results in statistical downscaling to derive high-resolution climate variables from large-scale coarse general circulation models(GCMs).However, there is a lack of research exploring the predictor selection for CNN modeling. This paper presents an effective and efficient greedy elimination algorithm to address this problem. The algorithm has three main steps: predictor importance attribution, predictor rem...     

对流层经验模型在中国VLBI站上的优化分析

利用2010~2012年的IGS天顶对流层延迟(ZTD)序列、ERA5格网数据积分ZTD序列,在中国4个VLBI站点上对目前常用的经验模型进行优化,分别建立Local_ERA和Local_ZTD模型。基于2013~2014年IGS并址站点ZTD数据,将改进后的2种模型与全球GPT2w模型、SHAO-Gm模型进行对比。结果表明,改进后的Local_ERA、Local_ZTD模型精度相近,相对于GPT2w、SHAO-Gm模型平均精度在4个VLBI站点上都有提高,尤其在水汽季节性变化较强的北京站改进效果明显;其中Local_ERA平均精度略高于Local_ZTD,比GPT2w模型精度提高7.90%,比SHAO-Gm模型精度提高21.26%。     

顾及季节性变化的日本区域加权平均温度建模

利用2014~2018年的ERA-Interim数据建立适用于日本区域的加权平均温度模型,分析其误差并进行季节性改正。结果表明：1）建立的线性加权平均温度模型精度比Bevis模型提高约16%;2）线性模型的残差时间序列存在季节性变化,因此对模型进行季节性改正,改正后的模型精度比Bevis模型和线性模型提高约37%和25%;3）将3种模型与探空站积分Tm进行比较,进一步说明季节性改正后模型的优越性。     

山区三维静校正方法研究

依托国家重大产业技术开发专项“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”,对“山西国阳新能股份有限公司二矿390水平九采区高精度三维地震勘探”及山西阳泉五矿首采区老资料研究二个项目进行资料处理,以攻克影响勘探精度和分辨率的静校正问题。通过对二区块地震资料分别采用绿山折射静校正、综合折射静校正、层析静校正,发现综合折射静校正相对于绿山折射静校正,可以较好的解决静校正的短波长分量、长波长分量问题,更加准确的刻化出地质构造情况,而层析静校正能够更好地解决近地表横向速度变化大、地表没有同一稳定折射层、地表存在高速体等复杂地形的静校正问题,保证同相叠加和正确成像,提高资料的分辨率及勘探精度。     

Detailed seismicity mapping of the Altai-Sayan zone using large averaging areas

An improved technique is suggested for quantifying seismic activity over averaging areas of an arbitrary size. The example of the Altai-Sayan seismic zone is used to substantiate the choice of a 1° N × 2° E averaging area instead of the traditional one of 40×40 km². Maps compiled with averaging areas of different sizes can be spliced and correlated using a correction coefficient estimated in different models. The new seismicity map of the Altai-Sayan area covers more than 90% of the territory and provides a generalized image of activity being advantageous over the classic maps as it allows better correlation of regional seismicity with the tectonic setting. With larger averaging areas and, correspondingly, a greater amount of data in each area, one can obtain time series of seismic activity to be analyzed using mathematical statistics as a basis for mathematical modeling and simulation of the seismic process.     

遥感影像地形校正物理模型的简化与改进

针对考虑太阳直接辐射、天空散射辐射以及来自于附近地表反射辐射的复杂地形EMT 遥感影像地形校正物理模型公式复杂、计算繁琐、不易实施的特点以及存在过度校正的缺陷,对该物理模型进行简化和改进。提出一套简化模型相关参数,即r值,Vt,Vd,T↓(λ,θ)等的计算方案,从而简化计算过程,提高计算效率。并针对该地形校正物理模型朗伯体假设的缺陷,引入Minnaert参数k时模型进行非朗伯体修正。简化和改进的地形校正物理模型的校正实验结果表明该模型很好地消除了复杂地形EMT 遥感影像的地形阴影,从而证明该地形校正物理模型的简化和改进方案可行。