三参数Weibull分布函数的参数估计：高斯——牛顿法

将三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布函数表达式作为一种非线性回归模型，利用最小二乘法（ＬＳ）估计的基本思想，推导出模型参数计算的高斯－牛顿迭代公式，并用实例验证参数估计的可行性。     

Errors and correction of precipitation measurements in China

In order to discover the range of various errors in Chinese precipitation measurements and seek a correction method, 30 precipitation evaluation stations were set up countrywide before 1993. All the stations are reference stations in China. To seek a correction method for wind-induced error, a precipitation correction instrument called the ＂horizontal precipitation gauge＂ was devised beforehand. Field intercomparison observations regarding 29,000 precipitation events have been conducted using one pit gauge, two elevated operational gauges and one horizontal gauge at the above 30 stations. The range of precipitation measurement errors in China is obtained by analysis of intercomparison measurement results. The distribution of random errors and systematic errors in precipitation measurements are studied in this paper. A correction method, especially for wind-induced errors, is developed. The results prove that a correlation of power function exists between the precipitation amount caught by the horizontal gauge and the absolute difference of observations implemented by the operational gauge and pit gauge. The correlation coefficient is 0.99. For operational observations, precipitation correction can be carried out only by parallel observation with a horizontal precipitation gauge. The precipitation accuracy after correction approaches that of the pit gauge. The correction method developed is simple and feasible.     

中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估

中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和CMORPH卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(CMPA_Daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission, 3B42)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project, 1 degree daily)的对比评估,考察CMPA_Daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了CMPA_Daily、TRMM 3B42和GPCP 三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,CMPA_Daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,TRMM 3B42其次,GPCP的误差相对较大。CMPA_Daily只低估了大暴雨,TRMM 3B42低估了大雨以上量级的降水,而GPCP低估了除小雨以外的所有降水。CMPA_Daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于TRMM 3B42和GPCP产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。CMPA_Daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,TRMM和GPCP的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,CMPA_Daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily的降水分布型与TRMM、GPCP卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,CMPA_Daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。     

基于贝叶斯融合方法的高分辨率地面-卫星-雷达三源降水融合试验

为了探讨一种适用于区域性的地面、雷达、卫星等多源降水资料融合的方法,一种曾用于高分辨雷达、卫星土壤湿度产品反演的贝叶斯融合(Bayesian Merging)方法被尝试应用于江淮地区1 h-0.05°×0.05°经纬度高分辨率的雷达估测降水、卫星反演降水与地面站点观测降水3种资料的融合。在应用该方法时,通过2009年8月样本统计分别估计卫星和雷达反演降水的误差关系,通过曲线拟合建立误差方程,并以卫星资料作为背景场,但在融合时将雷达估测降水作为新的观测信息与地面观测降水同时引入。融合试验检验结果表明:贝叶斯融合方法能够有效实现雷达、地面、卫星3种不同来源资料的融合,该方法生成的多源融合产品的精度均优于任何单一来源的降水产品。     

基于两种数据传输途径的国家级地面自动站逐小时数据差异分析

对2006-2009年两种途径（A文件和Z文件）上传的2400多国家级自动站观测的小时常规六要素资料进行了对比分析。结果表明：两种途径得到的小时数据中,2 min风和10 min风的不一致率较高,主要由两种文件对于风速为零时风向的规定不同造成,其他要素的不一致率相对较低;在不一致数据中,各要素在仪器误差允许范围内的比率分别为气温23.27 %、气压5.4 %、相对湿度23.19 %、降水65.42 %、2 min风12.93 %、10 min风14.16 %。     

中国结冰现象序列的建立及气候变化分析

基于全国2 400余个国家级地面站1954 2015年观测的天气现象提取得到结冰现象序列,进行了气象要素内部一致性检查,特别是对中国1981年前部分台站由于简化观测任务不记录结冰现象,和部分台站漏记该现象的情况进行了检测和质控。结果表明,1954 1979年间共有662个台站累计6 328年实际未观测和记录结冰现象,1981年前有839个台站累计1 453年存在明显漏记结冰现象情况。基于质控后数据统计表明,1961 2015年全国年结冰日数呈减少趋势,约为-1.5 d·(10a)~(-1)。基于我国35°N以北708个地面台站,统计了1971 2015年结冰期变化。北方平均结冰期为149天,且呈现下降趋势,约为-2.1 d·(10a)~(-1)。288站结冰期显著减少,且155个台站的结冰起始日期推迟,141个台站的结冰终止日期提前。     

自动与人工观测的气压差异分析

利用陕西省97个气象站2004—2007年间自动与人工平行观测期间的资料,分析了陕西和陕西不同地域人工与自动观测气压的差异并对气压月、年平均值进行了显著性检验。结果表明:人工观测比自动观测日平均气压平均偏高0.21 hPa,标准差为0.30 hPa;气压差值有明显的地域特征;气压对比差值的日、月变化规律明显;DYYZ和CAWS系列测压仪的性能没有明显差异;自动与人工观测时间不同步对定时值有一定影响,但对气候分析没有影响;校准值随时间漂移是气压传感器的主要误差源之一;自动站所测气压可与人工站气压连续使用。     

美国能源部CHAMMP气候模拟计划简介

CHAMMP气候模拟计划是美国能源部为制定国家能源发展战略之需要而拟定的一个迎接挑战、攻克难题的宏伟计划。 CHAMMP的字面含义是计算机硬件、高级数学和模式物理。可见,CHAMMP计划包含三个重要部分:1.物理模式:是指研究和试验对气候系统物理的、化学的以及生物学过程的最佳表示方法;2.先进的数学和计算方法:将采用和试验最佳的数学和计算技术,以便在新一代高并行度计算机上求解复杂的耦合联立方程组;3.计算机硬件:通过10年的努力,使计算机对模式的计算能力提高10~4倍,即从目前的10亿次/秒提高到10万亿次/秒。     

国家级地面自动站A文件质量控制方法及软件开发

地面自动站A文件是以站月为单位的气象观测综合资料，具有要素多、信息量大的特点。为了实现有效的质量控制，研究了更为全面的国家级的质量控制方法并遵循软件工程理论，采用模块化的设计方法完成了应用软件的开发，这对保证我国地面自动站观测数据的质量起到了重要作用。     

适用于全国气象自动站正点相对湿度资料的质量控制方法

在国家气象信息中心制作的全国自动站正点相对湿度资料数据集基础上,结合地面月报文件中相对湿度资料,通过深入分析错误数据的存在方式,最终研制形成全国自动站(包括国家级自动站和区域自动站)正点相对湿度资料质量控制方案.利用该方案,对2006-2009年实时上传的全国自动站正点相对湿度资料进行了质量评估,数据的可用率、可疑率、错误率分别为:96.68％、0.30％、3.02％.并指出当经过质量控制后,数据被判为可疑数据时,可考虑结合人工分析辅助判断.