NCEP/CFS模式对东亚夏季延伸预报的检验评估

利用NCEP的气候预报系统(Climate Forecast System,CFS)所提供的1981 2004年历史回报试验结果,检验和评估了该系统对夏季东亚地区大气环流的预报技巧和系统误差;在此基础上通过提取模式预报和观测的10～20 d及30～60 d低频振荡分量,重点对我国南方3次典型持续性暴雨过程的预报技巧进行检验和诊断分析。结果表明:CFS系统对东亚整体大气环流逐日预报的可靠时效为5 d左右,60°N以北的对流层中高层高度场预报系统性偏低,而在40°～60°N则为系统性偏高。系统性误差随预报时间的延长而增加,但10 d以上预报的系统性误差大小和空间分布逐渐趋于稳定;CFS系统对低频分量的延伸期顶报技巧好于对其整体大气环流的预报技巧,并且在典型持续性暴雨过程中,CFS系统对影响强降水过程的主要环流系统低频振荡特征有一定预报能力。

加权关联因子CF修正山羊疾病计算机诊断方法研究

为改进计算机诊断方法的诊疗效率,以山羊为例,分析了疾病临床的关联性。在可信度知识规则表示方法中引入关联因子机制,用低值预测、高值预测、加权预测等算法预测了重权关联因子的可信度。结果表明:重权关联因子预测显著地改进了推理规则激活率,大大降低了漏诊率。

基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法

针对降雨预报不确定性带来的汛期预泄风险问题,提出基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法。利用CFS历史预报数据,建立不同预见期特定预报降雨条件下的实际降雨和入库流量的概率分布,计算不同库水位和发电决策组合下的弃水风险率。在常规调度的基础上,根据CFS降雨预报信息,以弃水风险率为决策依据,以优化的弃水风险率阈值为预泄幅度的定量指标进行调度。实例研究表明,该方法简便易行,充分利用了降雨预报信息,在汛期可提供定量化预泄决策,兼顾了效益与风险,达到了减小弃水的同时增大发电量的目的。

基于CFS的汉江上游梯级水库系统月入库径流预测

将天气预报产品引入水文模型是提高长期径流预测精度的有效途径,但引入方法仍存在难度。为此,以汉江上游梯级水库系统为例,引入智能算法及相似典型放缩,构建基于分预见期校正的CFS与SWAT耦合径流预测模型,首先甄选智能算法校正CFS降雨,然后基于相似典型放缩对其进行时空展布,最终将其输入分区率定的梯级水库SWAT模型,从而实现月径流预测。结果表明,随机森林和人工神经网络更适合于CFS预测校正且不受预见期影响,基于相似典型时空分布的耦合模型预测效果较好,能为梯级水库系统提供更为可靠的径流预测。

基于CFS的中长期降水预报适用性研究

随着计算机技术和卫星探测技术的发展,美国国家环境预报中心(NCEP)开发出的气候预报系统(CFS)可以获取含有未来9个月预报值的实时预报产品。为此,研究以CFS的GRIB文件为数据源,利用Python调用Wgrib2、Numpy、PIL、Matplotllib等第三方库将其处理为降水等值线图,以便分析CFS数值预报产品对于提高水文预报预见期的可行性。

统计降尺度方法在华西南区秋季降水预测中的应用

针对华西南区秋季站点降水,建立了基于气候预测系统CFS模式实时预测产品与观测资料相结合的统计降尺度预测模型。模型选取了华西南区秋季降水物理意义比较明确的秋季500 hPa位势高度场和前期夏季海温场作为预测因子,两个因子关键区分别为10°S^50°N/70°~180°E和30°S^30°N/30°~120°E。预测因子与预测量之间的SVD第一模态时间系数具有高度相关性,在500 hPa位势高度场和海温场上均通过了0.01的显著性水平检验。模型对1982—2017年的回报结果显示:与观测场的空间相关系数相对CFS模式原始结果显著提高,多年均值从-0.06提升到0.38,最高可达0.7;均方根误差在大部站点相对于CFS模式原始结果降低,最高可达40%。同时,模型较好地回报出了极端高值和低值年降水空间分布型。

西南地形复杂地区夏季月降水预报订正技术研究

利用中尺度WRF模式对美国环境预报中心的第二代预报系统(CFSv2)提供的数据进行动力降尺度,基于3个典型年回算和2017年的实时月降水预测,结合水文站和气象站实况降水资料,以及历史56年的降水分析产品,构建了西南地形复杂地区夏季月降水预报系统性误差订正和历史极值调整的两步订正方法,并采用误差和均方根方法对订正效果进行检验。结果表明:(1)两步订正后月降水预报的空间分布更加接近实况,即下游降水较上游和中游的多;(2)未作订正的降水预报在上游南部、中游和下游明显偏大,经过系统性误差订正和历史极值调整后,雅砻江下游降水预报偏大的情况有了明显的改善;(3)经过订正,6月月累积降水误差和均方根误差分别减小124.1 mm和148.4 mm, 7月累积降水误差和均方根误差分别减小69.1 mm和68.9 mm;(4)经过两次订正后,雅砻江流域上、中、下游的误差和均方根误差均减小,订正效果比较明显。

基于改进灰色模型的售电量预测分析

售电量的科学预测对配电商生产规模的调整及营销决策具有重要意义。传统的灰色预测模型只对于光滑度高的原始数据列具有较高精度。采用提高原始数据列光滑度的方法提高灰色预测模型的精度,利用函数[a-xm]N(a>1,m>1,N>1)对原始离散数据列{x(0)(k)}进行变换,结果证明该变换与已有提高数据列光滑度的变换相比具有优越性。将该方法应用于电力公司售电量的预测,与传统灰色预测方法比较,精度显著提高,并对预测结果进行分析。

PAN基炭纤维市场需求预测

通过对市场需求预测方法的分析,就国内PAN基炭纤维市场需求特点,对未来市场进行了定性和定量预测。

基于弃水风险率控制的水库预泄调度方法

针对调节能力有限的电站多存在汛期弃水现象,结合中期径流预报,开展水库预泄调度研究。首先建立预报与风险的直接相关模型,量化水库弃水风险,以风险范围作为控制水库预泄幅度的依据,根据逐日径流预报信息,调整面临时刻水库调度决策。以普定水电站为例的实际调度结果表明,基于弃水风险率控制的水库预泄方法能够有效减少蓄水期弃水电量,而且可保证水库汛末水位。

基于数值模式的月尺度近地层气象要素预报技术研究

利用WRF模式对美国NCEP发布的CFS气候预测业务产品在中国区域内进行动力降尺度预报,可得到预报时效为45天的逐6小时、30 km分辨率基础气象要素预测产品。再利用全国气象站观测资料和3个风电场70 m高度风速、温度观测资料对2015年冬季预测结果进行检验评估和分析,最后通过线性方法对地面要素预测结果和70 m高度风速、温度预测结果进行统计订正。结果表明:(1)2 m温度和相对湿度的全国预报平均绝对误差分别为4.71℃和18.81%,在华东、华中和华南地区误差较小;(2)10 m风速预报平均绝对误差为2.42 m/s,在东北、华北和西北地区误差较小;(3)线性订正后,2 m气温、相对湿度和10 m风速的预报绝对误差分别减小1.05℃、5.29%和1.47 m/s,并且订正后误差随时间变化更平稳;(4)订正后70 m高度风速和温度的预报绝对误差均减小,风速平均误差减小最大可达1.29 m/s(B塔),气温平均绝对误差减小最大可达3℃(C塔)。研究结果表明,基于CFS产品和WRF模式的、与月尺度风电预报关系密切的气象要素预报性能较好,未来可将该方法尝试于风电场的月尺度功率预测产品研发。

顾及先验周期长度的变形时序周期项提取方法

针对现有的变形时序周期项提取方法仅关注变形时序本身特性和难以为单因素变形分析提供因变量的问题,通过建立周期性因素作用周期长度与待提取周期项周期长度的关系,提出一种顾及先验周期长度的周期项提取方法。根据周期性因素的作用周期长度,确定待提取周期项周期长度的上下限,将其代入CF滤波,提取该因素产生的周期项位移。进行模拟和实测实验,模拟实验结果显示,该方法周期项提取的准确度相比于移动平均法最高可提高60.6%;实测实验结果显示,相比于单模型预报,该方法分解的子序列在位移组合预报中精度提高60.3%。因此,该方法可较为准确地提取某周期性因素产生的周期项位移时序,同时分解的子序列可用于变形组合预报中。

隧道掌子面附近金属物对瞬变电磁超前地质预报数据的影响及校正研究

在交通隧道瞬变电磁(TEM)法超前地质预报中,掌子面附近的金属物会对预报数据产生严重影响,导致预报结果出现假异常,给最终的分析解释造成干扰和偏差.文章基于TEM物理模拟的相似性准则,采用室内物理模拟实验的方式,首先研究了隧道掌子面附近金属物对TEM超前地质预报数据的影响规律,结果表明:影响TEM预报数据的不可移动金属物主要为已支护的钢架,其影响主要表现为早期场值变大,随着观测时间的增加,影响逐渐减弱,晚期数据基本不受钢架影响;随着测点远离钢架,钢架对TEM数据的影响也在减弱,模拟实验中当测点距离钢架大于15 cm时,基本不受钢架影响.从而得出结论:当TEM测线固定时,钢架对预报数据的影响与测点水平位置X和观测时间t有关.据此建立了利用“比值法”校正钢架影响的“校正系数(CF)”的二元函数,并采用最小二乘法进行该二元函数的三维曲面拟合,得到CF的具体表达式.最后将CF应用于受钢架影响的物理模拟数据和实测数据的校正中,校正结果基本消除了钢架的影响,提取出单纯由低阻目标体引起的低电阻率异常,为进一步数据处理解释提供了真实的原始资料.