晴空卫星红外模拟资料反演大气温度廓线的研究

HIRS／3资料的反演是一个典型的非适定问题,而奇异值分解法（SVD）是一种解病态线性代数方程组的有效方法,它在遇到矩阵的不适定问题时依然可以保持其数值稳定性并能尽量多地利用各探测通道的有效信息。将SVD方法应用于卫星资料的温度反演问题中可以将资料空间和参数空间分型,从中提取有效信息来反演大气温度廓线。通过理想资料试验,分析了温度廓线初猜值、水汽廓线误差等因素对温度反演结果的影响。结果表明：对HIRS／3资料来说,用SVD法反演大气温度廓线时只能截取一定的阶数,以取4～7为宜;温度廓线初猜值的选取对反演结果的影响较大,当模式层的中层误差较大时得到的反演结果最稳定;水汽廓线的扰动对中低层的温度反演结果和第5,8,10,11和16通道的亮温值有较大影响。     

最佳子集多元线性回归模型在热带气旋风圈 变化预报中的应用

基于最佳路径(IBTrACS)数据集和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的再分析(ERA-Interim)数据,建立了西北太平洋上(Western North Pacific,WNP)热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的七级风圈(R17)变化的最佳子集多元线性回归(bs-MLR)模型.首先根据2001～...     

笛卡儿坐标系的双多普勒天气雷达三维风场反演技术

文中研究了笛卡尔坐标系下双多普勒天气雷达三维风场反演技术 ,提出了包括雷达原始资料的预处理 ,空间插值以及可靠性检验的新方法 ,提高了反演结果的可信度和精确度。使用模拟的双多普勒雷达体扫资料进行了反演试验 ,结果表明 :本文的方法能够比较真实地反映风场的三维结构 ,可以用于真实风场的反演。     

吐鲁番市春季灾害性大风的特征及预报方法

在对吐鲁番市春季灾害性大风的天气、气候特征进行分析的基础上,通过对大风出现同时刻历史资料的普查,找出预报因子,建立权重回归和二级判别方程,利用欧洲中心数值预告产品和本站实时资料用PP法做灾害性大风的有、无和强度预报.同时也是在无自绘图只有传真图的情况下进行要素客观预报的一种尝试.     

用层次分析法确定气象服务评价指标权重

在气象服务评价体系中,以气象服务总体评价为目标层,分层次确立一级和二级评价指标,利用2010年全国公众气象服务满意度调查中评价指标数据,应用层次分析法 (AHP) 中的9分位标度法和0.618标度法来构建判断矩阵,分析了各级评价指标的权重系数确定方法。分析发现,当评价指标少于5个时,可采用9分位标度法构建判断矩阵,以确定各评价指标的权重值;而当评价指标达到5个时,需采用0.618标度法来构建判断矩阵,计算出相应的权向量即为权重系数。将上述方法应用于2011年公众气象服务满意度调查数据中,前后两年主要评价指标对比显示,气象服务信息内容的权重在增加,而气象知识宣传普及的权重有所减小,即公众对于气象服务信息内容更为重视,同时气象部门对于公众的气象知识宣传普及工作也取得了成效。     

FY-2E晴空风矢同化对台风分析和预报的影响研究

为了研究“二阶差分法”反演的晴空区风矢同化在台风分析和预报中的作用,以1509号台风“灿鸿”和1211号台风“海葵”为例,首先利用WRF-3DVAR系统对晴空风矢进行同化,探讨了晴空风矢的引入对模式初始场的影响。然后利用WRF模式对两个个例分别进行48 h的预报试验。通过对比控制试验和同化试验,结果表明,同化晴空风矢资料能够对初始风场和位势高度场进行合理的调整,在台风周围引导气流的作用下,台风路径与实况更靠近,从而提高了台风路径的预报效果。除此之外,同化晴空风矢对台风强度以及风场预报也有一定的改善作用,还可更准确地预报出降水的落区及雨强,提高降水预报质量。因此,晴空风矢的引入,有利于改善模式的初始场,从而提高WRF模式对台风的预报能力。      

高分辨率WRF三维变分同化在北京地区降水预报中的应用

为迎接2008年北京奥运会,改进北京地区的天气预报,建立了一个基于三重嵌套区域(27/9/3 km)的WRF三维变分同化(WRFVar)和WRF模式的高分辨率快速更新循环同化预报(Rapid-Up-date Cycle)系统,并针对2006年8月1日发生在北京地区的强对流天气进行了一系列数值试验,结果表明:高分辨率的快速更新循环系统很好地预报出了此次强降水过程;在WRF三维变分同化里调节背景场误差和观测误差,提高了降水预报的效果;插值得出的3 km背景场误差可以作为一个合理的近似在3 km分辨率的WRFVar中使用,用户可以不必积累高分辨率的预报场去计算背景场误差,从而节省大量计算资源。3 h频次的RUC已经能满足预报要求,更高频次(1 h)的RUC并没有导致预报的进一步提高。     

多普勒雷达径向速度同化在淮河暴雨数值模拟中的应用

针对2007年7月淮河流域的一次强降雨过程,利用WRF中尺度数值模式及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),开展了多普勒雷达径向速度的三维变分同化对暴雨过程模拟效果的影响研究。结果表明:WRF-3DVAR能够有效地同化多普勒雷达径向速度资料,同化后使得模式初始场出现了一定的调整,包含更详尽的中尺度特征信息,进而显著改善模式对大暴雨过程前12h降水的模拟效果。在高分辨率中尺度数值模式中有效地利用多普勒天气雷达资料,能较好地提高中尺度降雨预报。     

高时空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究

以业务应用为目标,开展高时、空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究。运用北京快速更新多尺度分析和预报系统集成子系统（RMAPS-IN,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Integration）,对雷达四维变分分析系统（VDRAS）30 min临近预报的高时、空分辨率三维风场作为数据源与自动气象站风场观测进行快速融合处理。结果表明,以VDRAS临近预报风场取代数值模式预报场作为融合初猜场后形成的分析结果对于风场有明显的改善:（1）长时间序列客观检验结果表明,地面10 m高风场U/V分量绝对误差分别为0.05和0.06 m/s。实时融合对未来预报的影响随着预报时效的延长,U/V分量的绝对误差不断增大。（2）对于11个强对流个例,地面10 m高风场风速均方根误差降低0.3 m/s,风向均方根误差降低13°;边界层三维风场,风速均方根误差降低0.8 m/s,风向均方根误差降低10°。平原站点融合以后风速、风向预报效果有较大改善,山区站点融合以后改善相对较小。（3）通过对2017年7月20日暴雨和7月7日雷暴大风个例的详细分析,发现融合基于雷达资料四维变分同化获得的高分辨率临近预报风场对各对流系统中的中尺度结构特征给出了更加细致准确的描述。      

中国区域秋季旱涝特征预测

利用国家气候中心综合气象干旱指数(CI),以干旱日数为预报对象,以前期500 hPa高度场为预报因子,结合最优子集回归(OSR)方法建立回归预报模型,对1971-2007年期间中国区域秋季干旱形势进行交叉检验预报。针对秋季华西秋雨与华南干旱特征,分别建立以华西洪涝站数与华南干旱站数为预报对象的预报模型,研究OSR方法的预报技巧。研究表明:OSR预报方法对秋季中国区域的干旱日数具有较高的预报技巧,距平相关系数(ACC)在全国大部地区均通过α=0.05的显著性水平检验,中国东部地区整体预报水平高于西部地区,ACC在中国区域平均达到0.45。对于秋季华西洪涝站数与华南干旱站数,OSR方法也体现出较好的预报能力,ACC分别达到0.71和0.55。此外,对华南区域干旱站数的独立预报检验表明,模型能较好地预报出2003-2007年秋季华南地区偏旱的趋势,但对干旱范围的预报有所低估。