2种降水预报模式对邵阳市降水预报检验分析

运用统计分析方法,利用邵阳市2007年8—12月共5个月的降水资料,对T213数值预报产品预报进行了分析检验,并与过去应用的日本FSAS模式进行了比较,结果发现:T213的降水预报产品预报能力高于日本FSAS模式,在不同的月份、不同的天气系统影响下,其预报准确率有所不同。并指出在实际工作中,结合天气形势、预报员的实践经验以及其他预报方法进行订正,能大大提高预报准确率。

一种改进的数值模式降水预报时间降尺度方法

数值模式降水预报时间降尺度的目的是将较低时间分辨率的模式降水预报通过统计方法降尺度到较高的时间分辨率上,以近似代替较高时间分辨率的模式降水预报。将现有的基于三次样条插值逐点拆分、位置订正、光流动态重构、频率匹配、逐点总量约束的网格降水预报时间降尺度方法(以下简称为“现有方法”)应用于未经订正的数值模式降水预报时,其中的订正步骤受制于数值模式预报的总降水量的约束,所生成的降水预报时间降尺度产品在强度上存在明显的不合理波动。因此,改进设计了一种适用于数值模式降水预报的时间降尺度方法(以下简称为“改进方法”),包含分段三次Hermite插值逐点拆分、金字塔LK光流动态重构、均衡的逐点总量约束三个步骤,不依赖于降水实况订正,且保留了原始模式的系统偏差。利用2020年4—10月中国气象局华东区域中心模式逐1h降水预报场和其累加生成的逐3h降水预报场,分别将其作为数值模式降水预报时间降尺度方法的验证场和输入场,评估对比了单纯的逐点拆分、“现有方法”和“改进方法”的时间降尺度效果,并使用匀速运动的圆形雨带理想模型和真实个例分析分别加以验证。结果表明:(1)“改进方法”所生成的逐1h降水预报在强度分布上更加均衡合理,短时强降水的平均TS评分和BIAS偏差的波动幅度仅为“现有方法”的27%和9%。(2)使用“改进方法”所生成的逐1h降水预报与真实的数值模式生成的逐1h降水预报场更为相似,平均TS评分和BIAS偏差幅度分别提升13%和下降31%以上,且在理想模型中均方根误差相比于“现有方法”总体下降10%。改进的数值模式降水预报时间降尺度方法同时满足运动合理、强度波动合理和降水总量约束的基本要求,可通用于任意网格降水预报的时间降尺度。

基于频率匹配法的中国降水多模式预报订正研究

基于TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心、日本气象厅、美国国家环境预报中心及英国气象局1~7 d日降水量预报以及中国自动站观测资料与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据集,利用频率匹配法(Frequency-Matching Method,FMM)对中国降水预报进行客观订正。首先利用卡尔曼滤波方法对降水频率进行调整,并根据不同区域降水强度差异将全国分为7个子区域分别进行频率匹配。结果表明,FMM可以有效减小降水量预报的误差。经过频率匹配法订正后各模式降水预报的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)大幅减小,且订正后各量级降水的雨区面积更加接近实际观测值。FMM对小于5 mm和大于15 mm的降水预报技巧改进明显。此外,FMM降低了模式预报的小雨空报率和大雨漏报率,并且明显提高了晴雨预报的准确率。FMM明显消除了大范围小雨空报区域,但是对强降水预报FMM仅能调整降水量大小,强降水落区预报并不能得到明显改善。

北京地区夏季多模式降水预报的降尺度集成应用

以2008—2010年5—9月日本、德国、T639数值预报模式降水产品为基础,采取反距离插值的统计降尺度分析方法,将数值预报模式降水格点数据插值到北京西北、东北、西南、东南区域的延庆、密云、房山、观象台4个典型代表站点上;再结合统计分析,将夏季产生降水的天气系统分为西来槽、东北低涡、蒙古低涡、其他系统4种类型,采用预报准确率定级方法对各家模式配以不等权权重系数,从而建立北京地区夏季多模式集成降水预报模型,并用独立的样本对预报模型进行了业务试运行检验,检验结果表明:所建模型对降水预报的改进效果较好,优于单个数值模式降水预报。该模型的建立和应用方法为其他区域本地释用数值模式降水预报产品提供了一定的客观参考。

基于多模式降水集成的陆气耦合洪水预报

针对基于单模式陆气耦合模型在洪水预报中存在的不确定性问题,利用三种数值天气预报模式MC2、GEM与T213开展基于多模式降水集成的陆气耦合洪水预报研究。通过淮河流域2007～2009年3场暴雨洪水验证表明:基于多模式降水集成的陆气耦合洪水预报可以有效地减小不确定性、提高精度和稳定性;但基于多模式降水集成的陆气耦合洪水预报对小尺度局地强降水仍存在较大的不确定性,今后需对此展开进一步的研究,以给出更加稳定、可靠的洪水预报结果。

NCC_CGCM模式的我国夏季降水集合预报方法效果评估及改进

通过对国家气候中心全球海气耦合模式(NCC_CGCM)1983～2006年48个不同初值样本的我国夏季降水预报(回报)、等权重集合预报及二次非线性订正预报的评估效果比较,其中订正预报的平均效果比等权重集合预报的平均效果好,但总体平均预报效果都不高。在评估中发现,48个样本在不同地区的预报效果的差异显著,正相关显著区域出现的位置各不相同,有的样本出现在江南,有的出现在东北,还有的出现在黄淮等地,因此提出了用历史回报的相关系数构建新的集合预报。试验表明,新集合预报的平均效果优于等权重集合预报、二次非线性订正预报和业务系统中现有的集成方法。

长江三角洲汛期预报模式的研究及其初步应用

在短期自忆气候模式的基础上 ,着重考虑了区域性降水特点 ,组合均生函数时序模型 ,构造了区域降水预报模式。以降水预报为实例 ,计算表明 ,它能滚动制作月、季、年降水预报 ,尤其对汛期 (6～ 8月 )降水预报 ,具有相当好的预报能力。

数值模式降水预报对云南地区预报效果和误差的影响

云南地区的降水情况较为复杂,需要使用较高的预报技术进行降水预报,数值模式降水预报能够起到良好的实际效果。数值预报技术,是在计算机性能不断提高的基础上不断建立的,同时以数值预报技术为基础的全方位现代综合气象预报系统也全面建立起来,为气象工作者进行天气预报的相关工作提供了良好的前提条件和技术支持。全面的分析和研究数值模式降水预报对云南地区预报效果和误差情况造成的影响,能够为不断提高该项技术的应用效果,降低其误差起到重要作用。

数值降水模式预报在尼尔基流域应用的精度分析

文中借鉴洪水预报的精度评定方法,对中国洪水预报软件提供的尼尔基流域数值降水模式预报与实际降雨进行计算,对数据的相关性、确定性系数、偏大、偏小误差进行数值统计,经对比分析,预见期1 d时,欧洲模式预报较好、2～3 d时日本模式预报较好,3 d后的模式预报,基本无参考价值。

一个台风降水预报的分级回归统计降尺度应用研究

利用全球交互式全球大集合预报资料和中国降水融合产品资料,对2013年7月12至14日1307号“苏力”台风多模式降水预报进行分级回归统计降尺度研究,并对多模式预报结果进行多模式集成,然后对降水预报结果进行频率匹配法订正。结果表明,四个中心降水预报的分级回归统计降尺度的预报效果改进显著,但对降水量级预报误差改进有限。多模式集成预报中,简单集合平均能明显提高降水预报的距平相关系数,消除偏差集合平均能明显减小降水量预报的均方根误差。四个中心预报经过频率匹配法订正后大雨及以上量级降水的漏报率有所改进,大雨量级的预报改进最明显。频率匹配法处理后强降水区的面积偏差得到显著改进,预报面积误差明显减少。

泥石流启动与渗透系数的相关研究

通过泥石流形成区角砾土渗透系数和入渗过程的研究，探求泥石流启动的降水侵蚀预报模式：Ｈ（Ｋｓ）＝３．２１８×１０－３＋０．０１２５５ｅｃ，ｙ＝０．９８２３，当ｔ值为０．０１水平时，达极显著。９５％置信区间为０．８１０３＜Ｐ＜０．９９９２。以蒋家沟松散土和始发雨强来验证，当Ｒｉ≌Ｋｓ，泥石流源地松散土体容重为１．９５４ｇ／ｃｍ３时，Ｋｓ值为８．０７×１０－３ｍｍ／ｓ，相当于Ｒｉ１０＝４．８４ｍｍ。与蒋家沟前期降水量为０～１０ｍｍ时。

2013年初夏河南一次区域性暴雨天气过程的分析

利用常规资料和NCEP再分析资料,对2013年5月25—26日河南省区域性暴雨过程的环流形势、水汽条件和垂直螺旋度进行了分析,结果发现:西南涡沿切变线移出是暴雨形成的诱因,中低层低涡与涡前持续的低空急流为暴雨的产生提供有利的大尺度天气背景条件.700 hPa水汽通量变化对强降水落区有一定的指示作用,暴雨区一般位于水汽通量大值中心附近和前端等值线梯度密集带内;水汽通量辐合增强增厚降水增强.强降水多位于垂直螺旋度正大值中心附近和长轴两侧.

漳州市一次致灾暴雨成因分析

利用常规气象资料、雷达资料等从影响系统、物理量场诊断等方面对2013年6月12日发生在漳州市的暴雨过程进行分析,结果显示这次暴雨过程是在500 h Pa高空槽和850h Pa低层切变共同影响下产生的,暴雨区与垂直速度所表现的上升区对应,并伴有高能高湿条件。雷达回波的"列车效应"以及暖平流+辐合,造成漳州部分地区强降水。模式降水预报检验结果表明,48 h T639降水预报有较好的参考价值。

南靖县一次大暴雨天气过程成因分析

利用常规气象资料、雷达资料等从影响系统、物理量场诊断等方面对2020年9月12-13日发生在福建省南靖县的大暴雨天气过程进行分析。结果显示,这次大暴雨天气过程是在低层切变和地面冷空气共同影响下产生的,暴雨区与垂直速度所表现的上升区对应,并伴有高能高湿条件。雷达速度图中,逆风区的出现较强降水的开始有一个小时的提前量。模式降水预报检验结果表明,全球降水模式对南靖县而言,预报落区较好,但预报量级偏小;区域模式降水预报量级较好,但预报落区有偏差。