多尺度大气数值预报的技术进展

随着计算机和计算理论的发展,数值模式正在向全球化、精细化发展,以适应多尺度、多目的应用的要求,从而模糊了大气环流模式和中尺度数值模式的界限,其主要手段就是改进模式动力框架、离散化手段、计算方法、物理过程的普适性。在实际应用中如何提高模式的多尺度计算性能则是问题关键。该文从模式球面坐标系、网格构造、离散化方法的动力特性、垂直坐标和地形处理以及对物理过程的要求出发,探讨分析多尺度大气数值模式的特点:全球/区域可选、非静力近似、具有良好的频散关系和详细的物理过程,垂直高度坐标和"剪切"地形对多尺度通用模式的改良十分重要。除上述特点外,模式所采用的计算方法也应该最大限度地描述大气动力过程特性,采用高性能计算方案有利于多尺度预报。结合当前多尺度预报的国际研究热点和开发前沿,探讨我国新一代多尺度数值预报系统GRAPES的进一步发展及改进方向。

基于广义多分辨似然比和混合多尺度自回归预报模型的图像无监督分割

提出广义多分辨似然比(generalized multiresolution likelihood ratio,简称GMLR)的概念,给出其Bayes准则下的假设检验和判别准则。GMLR不仅能融合信号的多个特征量,增大不同信号间区分度,而且在融合时无需假定各特征量之间的相互关系,这使得它能进行比较精确而方便的判别分析。在SAR(synthetic aperture radar)图像分割应用背景中,利用混合多尺度自回归预报(mixture multiscale autoregressive prediction简称MMARP)模型估计预报图像的GMLR的原假设和备择假设参数,然后将判别准则应用到预报图像,从而对原SAR图像进行分割。实验与几种流行的SAR图像分割方法进行了比较,结果表明了该理论方法的显著性:不论从分割的精度,对噪声的敏感度,还是从边缘的光滑度考虑,都优于上述通常的分割方法。

RMAPS模式预报总辐射的3种订正方法应用

为降低光伏功率预测中预报总辐射误差且探讨各类订正方法的适用性,分季节对比分析逐步回归、支持向量机(SVM)和相似误差订正(AnBC)方法对快速更新多尺度分析和预报系统短期预报总辐射的订正效果.结果表明,订正后明显降低了预报误差,一定程度上改善了预报总辐射分布较分散和偏大的情况.酒泉鸿坤光伏电站秋季逐步回归订正效果相对最佳(平均绝对偏差(M_(AE))降低4.56 W/m^(2)),冬季、夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)依次降低10.33、12.71、44.27 W/m^(2));敦煌电建汇能光伏电站秋季和冬季均是SVM订正效果相对最佳(M_(AE)分别降低4.73和7.85 W/m^(2)),夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)分别降低16.24和34.17 W/m^(2)).两座电站逐小时误差分布显示AnBC效果相对最佳;就各季节相对最佳订正方法而言,订正后春季提高时次百分比最高(酒泉鸿坤为73.88%,电建汇能为77.28%).晴天SVM订正效果最明显,非晴天AnBC效果最明显.

流域多尺度水文预报应用进展及适用性探讨

水文预报作为一项非工程措施,在水旱灾害防御、水资源综合利用,以及社会经济建设等领域发挥着越来越重要的支撑和保障作用。回顾了近年来国内外有关流域水文预报技术应用进展,梳理了流域多尺度水文预报的概念,系统性地阐述了多尺度水文预报应用中的关键技术和方法、面临的问题和不足以及未来的发展趋势,并重点探讨了流域水文预报中涉及的不确定性因素以及水文气象耦合方面的不匹配性等问题。最后,基于对流域水文预报适用性的分析,强调了在拓展流域不同预见期水文预报新业务实践中考虑水文预报适用性的重要性,提出了现状条件下拓展多尺度流域水文预报业务的指导性原则及建议。

基于多尺度天气预报技术的水库流量预报平台应用研究

本文基于黄龙带水库防洪发电的实际需求,将多尺度的实时天气预报及其不确定性与洪水预报和水库调度相结合,通过机器学习等技术建立基于多尺度天气预报的洪水预报模型和水库优化调度模型,在此基础上构建一套集降雨预报、洪水预报到调度为一体的洪水预报和水库调度平台,为相关地区和部门开展水库调度决策和风险评估提供理论支撑。