初夏暴雨综合物理诊断预报自动化系统

简要介绍了一个与ＳＴＹＳ接口的省－市－县配套的市级暴雨综合物理诊断预报自动化系统,即市台根据省台的指导预报信息,启动市台预报系统作出响应,再结合县站单站预报指标,综合判断作出全区预报。     

2016年9月4日下午“杭州G20峰会”期间短时阵雨天气成因与预报难点

2016年9月4日下午16时(北京时)左右,发生在杭州市区和西湖及周边区域的一场突发的短时阵雨天气对“杭州G20峰会”相关活动的准备工作造成了极大的影响。本文分析了该次阵雨天气的成因,讨论了定点和定时短时期近预报的局限性和短时临近预报难点。本文分析表明,当时重点监视的杭州东部宁波至绍兴一带的主要对流系统并未直接影响到杭州市区,东移的天气尺度高空槽系统也尚未影响到该区域,该次阵雨天气是在弱的静力不稳定条件下,由午后形成的海风锋与干线在杭州湾西北岸共同触发的浅层对流系统向西南快速移入杭州西湖及其周边区域形成。由于该对流天气系统具有空间尺度小、生命史短、移动快速、发展高度低、反射率因子强度低、短时雨强较大等特点,加之当天杭州及周边区域上空存在大量在静止卫星云图上难以同积云区分的高层卷云,使得天气雷达和静止气象卫星对该系统的监测能力受到显著的影响,以致于仅依赖这两类资料对其做出较长时效的短时临近预报也非常困难,因此使用高时空分辨率的加密自动站资料分析中尺度环境场的要素变化对于此浅对流天气系统的短时临近预报至关重要。     

Predicting climate anomalies:A real challenge

过去几十年,气候变化和极端气候事件造成的经济损失和灾害显著增加.虽然全球的科学家在理解和预测气候变异方面做出了巨大的努力,但当前在气候预测领域仍然存在几个重大难题.2020年,依托于国家自然科学基金基础科学中心项目的气候系统预测研究中心(CCSP)成立了,该中心旨在应对和处理气候预测领域的三大科学难题:厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)预测,延伸期天气预报,年际-年代际气候预测,并为更加准确的气候预测和更加有效的灾害防御提供科学依据.因此,本文介绍了CCSP的主要目标和面对的科学挑战,回顾了CCSP在季风动力过程,陆-气相互作用和模式开发,ENSO变率,季节内振荡,气候预测等方面已取得的重要研究成果.未来CCSP将继续致力于解决上述领域的关键科学问题.     

上海区域要素客观预报方法效果检验

数值模式的客观释用是数值模式在业务工作中发挥效能的重要环节。在对上海区域数值模式近5年的模式直接输出(DMO)进行检验的基础上,分别采用卡尔曼滤波释用(KLM)和最优化集成释用(OCF)的方法进行要素客观释用,总结出区域数值模式的预报性能,客观释用也取得令人鼓舞的结果:(1)近几年,上海区域数值模式的直接输出结果(DMO)对温度、湿度以及风向的预报改善不明显,甚至还有变差现象,风速的预报自2005年起有改善,但主要体现在预报的稳定性方面。(2)KLM方法较DMO在温度、相对湿度和风速的预报上均有明显提高,但是风向的预报无明显提高,预报准确率甚至略有下降。(3)OCF方法的预报性能较KLM方法略有提高。温度、相对湿度以及风向的预报准确率提高约2%,风速预报与KLM方法相当。在春季和冬季,OCF的预报水平已经与主观综合预报相当,如果主观综合预报能充分参考OCF的预报结果,主观综合预报"春季和冬季预报误差相对偏大"这一弱点能得到改善。检验结果能为数值模式的开发和调试者提供有益的参考,而最优化集成方法的成功业务尝试也佐证了集成预报在数值模式客观释用中的美好前景。     

随机强迫对集合预报效果的影响研究

以Lorenz96模式为动力框架,建立了考虑模式随机强迫不确定性的集合预报系统,并选择模式气候态和集合平均预报效果为研究对象,研究随机强迫对集合预报效果的影响.结果表明,在数值模式积分过程中引入恰当的随机强迫构成的新计算范式,较非随机强迫更接近真值的气候平均与气候标准差,对刻画数值模式的气候态也有正效果;且随机强迫的正效果主要体现在长时效阶段.集合平均预报方面,绝大部分白噪声随机强迫对应的集合预报效果优于非随机强迫集合预报,集合预报效果也随白噪声强迫增大非单调变化,并且非线性系统不同,相同比率的白噪声随机强迫产生的效果也不同.同时,绝大部分红噪声随机强迫对应的集合预报效果也优于非随机强迫集合预报,但仅部分φ(表示所引入外强迫的随机性部分和确定性部分相互耦合的一个度量)值对应的红噪声强迫集合预报优于白噪声随机强迫集合预报;而且红噪声随机强迫集合预报改善效果随系数的正负分布非对称且非单调变化.此外,相关系数φ的选择也依赖于模型.     

2006年T213模式在江苏的降水和温度检验评估

为了了解T213模式在江苏区域的预报性能,对该模式在江苏区域的降水和温度预报进行了检验和评估.检验结果表明,在江苏区域,T213模式晴雨预报正确率近70%,模式对降水预报具有一定的指示作用,影响中小量级降水TS评分的主要因素是模式预报的虚假降水成分较多,中等以上量级则存在降水中心落区预报偏差较大的情况.T213模式温度预报值系统性偏低3 ℃左右,模式分析场的温度偏低且与实况误差较大,是造成这种情况的主要原因,因此进行温度订正是必要的.     

嘉兴市夏季水泥地面温度特征分析与预报

对嘉兴市2006、2007年夏季（6-9月）生态观测场水泥地面温度与同步观测的百叶箱自动观测空气温度资料进行统计分析,结果表明：夏季水泥地温的平均温度、极端最高温度均与百叶箱温度在日、月、季同步变化,但差异特点明显,最大差异表现在夏季日最高温度上;夏季24 h各时次的温度变化与百叶箱温度比较,水泥地温度具有极端最高温度出现早、高温时间短、差异大、早晨最低温度接近并略偏高的特性;夏季水泥地面最高温度与日照、降水、风向风速、相对湿度等要素密切相关。采用最优子集回归方案和卡尔曼二次滤波预报方案对水泥地面最高温度作定量预报输出,结合不同天气（晴天、多云到阴、降水）类型给予不同的人工修正,能在实际专业预报服务中取得较好的效果,可提高夏季城市专项气象服务水平。     

三峡水库水环境与水生态研究的进展与展望

伴随着举世瞩目的三峡工程全面竣工,三峡水库于2010年正式进入年水位落差达30 m的正常运行阶段.水库湖沼学可为环境友好型大坝建设和水库可持续管理提供科学依据.本文在三峡成库8 a以来生态系统长期监测与研究的基础上,对三峡水库水环境现状进行了归纳和总结,分析了水环境动态的时空异质性、水库纵向分区与群落组成、垂向分布及藻类水华的成因和动态,并对三峡水库藻类水华预警与生态-水文调控机制展开了论述.最后,本文尝试给出以下两方面的展望:1)大型水库湖沼学观测研究应有长期的策略;2)近期研究应重点关注水华暴发水动力学机制的量化和水华预警模型及生态水力调度平台的耦合.     

水文时间序列概率预报方法的通用架构

在准确揭示水文过程变化特性的基础上开展中长期(月尺度及以上)水文预报,是掌握未来水文情势和演变规律,以及研究解决实际水文水资源问题的重要基础.水文时间序列预报方法是揭示未来水文情势和演变规律的重要技术手段.本文首先梳理了目前常用的各类水文序列预报方法,分析讨论了各方法的基本原理和主要缺陷.然后,通过综合分析相关研究成果,总结得到关于水文序列预报方法的4点重要认识:序列预报前应进行序列分解;序列中确定成分和随机成分应分别建模预报;序列预报结果需要估计不确定性;模型集成效果常常优于单个模型效果.最后,提出一个水文时间序列概率预报方法的通用架构.利用该通用架构能够克服常规模型或方法的缺陷,进行物理成因分析的基础上,针对水文序列中不同特性的确定成分和随机成分别进行分析,既可得到准确的确定性预报结果,又可对预报结果的不确定性进行定量评估,并可提高最终预报结果的合理性和可靠性.     

常用相似性判据的检验和综合相似系数的使用

文章对相似预报方法常用的几个相似性判据作了客观检验和讨论，同时提出了综合相似系数，2000年6～8月黄淮主汛期郑州市气象台降水预报业务现场试验表明，综合相似系数在降水相似预报和24h暴雨预报中有较好的表现。