极端天气预报指数和集合异常预报法在浙江台风和梅雨暴雨预报中的应用

利用2016—2021年ECMWF集合预报,评估了极端天气指数EFI(Extreme Forecast Index)、尾偏移指数SOT(“Shift of Tail”index)以及集合异常预报法在浙江台风和梅雨暴雨预报中的应用效果。通过研究极端天气预报指数对浙江台风和梅雨暴雨的最优预报阈值,发现梅雨暴雨阈值比台风暴雨明显偏小,且随预报时效增加减小速度偏慢。最优阈值预报相比确定性模式预报,在台风和梅雨暴雨预报检验中体现出更好的稳定性、提前性和准确性。进一步研究发现,通过区分天气类型确定的最优预报阈值,可作为台风和梅雨暴雨落区预报的参考依据。925 hPa水汽通量散度的集合异常度对浙江台风暴雨的落区和强度变化有较好的预报效果,850 hPa涡度和700 hPa垂直速度的集合异常度可以反映稳定性梅雨暴雨的过程演变。

综合超前地质预报法在某引水工程中的应用

常规超前地质预报方法通常采用单一物探方法,单一物探方法均有自身的局限性,预报精度相对较低,很难满足工程需求。选择多种物探方法结合地质调查资料以及超前钻探法进行综合预报分析,通过多方法优势互补,降低物探多解性,提高预报精度,更好地查明掌子面前方不良地质体,从而指导隧洞安全掘进。在分析对比常见的超前地质预报方法优缺点的基础上,提出了一套综合超前地质预报方法体系。并在某引水工程实例中,采用综合超前地质预报法精确地预报了掌子面前方岩溶管道,为施工单位采取有效的避灾措施提供了指导依据,从而避免了隧洞突水灾害,保障了隧洞安全掘进,也可为今后的隧洞高风险洞段超前地质预报工作提供参考。

相似预报法在电离层TEC短期预报中的应用

引入相似离度衡量样本间的相似程度,并利用相似预报法对厦门一个GPS台站2004年电离层TEC观测数据进行了24 h预报试验.结果表明,预报相对误差与地磁活动水平密切相关,地磁扰动条件下相对误差明显高于地磁平静时刻;预报相对平均误差为18.022%,地磁扰动时为44.896%,地磁平静条件下为11.676%;预报相对误差在10%,20%,30%,40%以内的累积比例分别为38.209%,65.075%,84.984%,90.448%.如果使用中纬地区或地磁平静期间的电离层TEC数据,预报效果会更好.

泛相似预报法在汛期降水预报中的应用

文中分析了中国汛期降水的最佳相似情况,将传统的相似方法推广为包含有相似和反相似两个方面,得出近23a的最佳相似的距平相关系数(ACC)可以达到0.382。在此基础上提出泛相似预报的方法。利用近23a降水资料试验,表明泛相似的汛期降水预报评分的ACC可达0.130。

混合集合预报法在华南暴雨短期预报中的试验

基于ARPS和WRF模式的多初值、多物理方案的集合预报系统,检验由高、低空间分辨率模式集成的结果。针对2013年5月8日华南地区强降水过程,设计ARPS模式集合、WRF模式集合和ARPS-WRF多模式集合3组试验,对比分析混合集合预报法与传统方法的降水预报效果。结果表明:ARPS模式集合改善了广东省南部局地强降水预报,该方法在中雨、大雨、暴雨量级改进效果显著。WRF模式集合对广东省北部强降水预报优于ARPS模式集合,但空报、漏报率较大,该方法有一定局限性。ARPS-WRF多模式集合在降水落区和量级预报上均优于传统方法。混合集合预报法利用低分辨率(36 km)集合预报和高分辨率(12 km)控制预报实现了高分辨率(12 km)集合预报,改善了降水预报效果,该方法可为业务高分辨率集合预报提供参考。

综合相似预报法在短期暴雨预报中的应用

该文选取１９６１—１９８８年４—１１月造成陕西暴雨天气的５８６个个例，用专家预报暴雨经验与多元相似法相结合，把每个个例总结成一组暴雨指标，同时又做为选取相似的历史样本，在有限区域内对陕西暴雨天气进行短期预报，１９８９年７—８月作预报９次，其准确率达７８％。

基于相似预报法的宁夏雷电潜势预报业务系统

以宁夏雷暴、闪电观测资料和ECMWF、T213数值预报产品为基础,采用VB、VC语言和MS SQL Server数据库等编程技术,研制开发了基于相似预报法的宁夏雷电潜势预报业务系统。系统在客观形势相似和影响系统判别的基础上进行物理量相似离度分析,可提供0～168h环流形势和物理量相似预报结果,并以相似离度最小的前10(20)个最佳相似个例中的一个作为预报蓝本,以人机交互的方式完成0～12h雷电潜势预报的制作与分发,增强了雷电潜势预报的客观化和自动化;实现了历史雷电数据的查询、统计、输出、保存、添加入库及闪电信息的统计显示等功能,成为宁夏雷电潜势预报制作发布的主要工作平台。

城市火险天气等级多因子综合预报法

在“城市火灾中关键气象因子的诊断分析”的基础上，通过权重系数法建立四季城市火灾率多因子综合预报法，并进行了合理的等级划分，对等级标准的回代检验表明：３级以上中高火险日数少，但对火灾概括率、日着火机率均高，说明该预报方法有较好的分辩预报能力。

全递推型式线性预报法可视化仿真

在数字通信系统中,由于信道的严重非线性失真,使得当发送数据信号通过该信道时,在接收端将产生符号间干扰,导致接收性能的严重衰落,如造成较高的误码率。为了改善系统性能,接收端必须通过信道均衡或序列估计消除信道畸变,因此很多盲均衡算法被相继提出。本文根据基于二阶统计量的盲均衡经典算法构造了全递推型式线性预报算法,利用SIMULINK提供的基本模块库及DSP模块库建立SIMO系统可视化仿真模型。在该系统模型下分别对三种信道情况进行仿真,给出误码率曲线并进行对比,对仿真结果进行分析。

金属矿山内因火灾综合因素预报法的应用

以金属矿山内因火灾为研究对象，用综合因素法对其进行预报，通过现场实践证明了其可行性。阐述了综合因素法是一种试验流程和设备简单，易操作控制、准确性高的方法，也是判断矿岩自燃倾向的一种行之有效的方法。

隧道综合超前预报法在北京地铁施工中的应用研究

针对北京地铁矿山法施工中存在的主要地质问题,提出采用地质雷达法、瞬变电磁法及地质分析法相结合的综合隧道超前预报技术预测、预报隧道开挖工作面前方的地质构造,准确查出隧道掘进方向的围岩性状、结构面发育情况,特别是断层、破碎带和含水情况,减少隧道施工的盲目性。通过两个工程实例验证了该方法的有效性和可行性。

有关天气气候征兆预报法中“百日后降雨”说法的数学验证

利用北京台站1951-2010年的逐日气象资料(包括降水量、最大风速及其风向),对文献[3]提出的"天气气候征兆预报法"进行验证。文献[3]提出根据3种征兆,即"西南风或南风"、"风力3级以上"、"没有降雨"来预报未来100±5d的降水情况的方法,据称,该方法准确率达93%以上。验证结果表明,根据文献[3]的条件,100±3d内降水准确率为77.0%,100±5d内降水准确率为84.7%,结果与文献[3]接近。进一步弱化文献[3]中设定的条件表明,无需这些条件,任一组±3d降水准确率均为77.0%左右,说明文献[3]中的3项征兆与"百日后降雨"没有必然关联。北京台站60a的实际降水概率与征兆法预报"百日后降雨"准确率比较接近,说明文献[3]揭示的是北京的客观降水概率,与"征兆"无密切关联。

应用模糊推理单要素预报法预测降水灌溉量的探讨

本文阐述了运用模糊推理单要素预报法预测降水灌溉量的原理，并通过预测实例分析，验证了应用模糊推理单要素预报法预测降水灌溉量的预测精度可以满足农业生产的需要。

大地震运动共振预报法的验证和预报

在大地震运动共振预报法的基础上,对全球和我国的200多次大(强)震进行验证,并把其中的约20次灾难性或有代表性的地震列成表,证明大(强)震的预报是能突破的.在1996年末对日本海沟一线附近未来一两年将发生7.5～8.4级大震和一系列大(强)震的趋势估计和预报,实际发生的地震说明预报的结果是正确的.经过对方法的深入研究,作者导出震中预报公式;最近还导出应用其前发生的M≥4级地震,对某些大(强)震可缩短预报时间及作出震中预报.对我国自1998年1月至1998年9月10日发生的7次M≥6级地震,作者都做出了不同程度的书面预报且证明预报是成功的.将突破国际地震界某些权威认为“按现有科学水平条件短期地震预报是不可能的”的难题.

综合超前地质预报法在构造区隧道中的应用

为确保隧道开挖的安全性,降低地质灾害的概率和破坏程度,开展隧道施工超前地质预报工作是目前最有效的方法。文章采用地质调查法和TSP地震预报法在某构造区隧道进行综合超前地质预报应用研究,并进行了开挖结果验证分析。研究结果显示:穿越构造区的隧道围岩软硬程度分明,结合地质调查的TSP地震预报法结果能很好地反映软弱岩带及破碎带等不良地质体位置;采用地质调查法和TSP地震预报法的综合超前地质预报法在构造区隧道施工超前地质预报中是实用的和有效的。

预报异常极端高影响天气的“集合异常预报法”:以北京2012年7月21日特大暴雨为例

对罕见极端高影响天气,既使一个模式有能力预报它,其数值预报也至少有以下难点:一是有多大把握确定所预报的天气是极端事件?二是其具体的定时、定量、定点预报可靠吗?本文介绍了集合预报和气候资料相结合的"集合异常预报法",并通过北京2012年7月21日(7.21)特大暴雨事件揭示出"集合异常预报法"和集合预报可以提供比单一模式预报更可靠和更准确的信息,从而可有效地缓解上述两大难点。作者建议中央气象台和其他有条件的台站可采用这种办法提高重大灾害性天气的预报能力。文中具体讨论了如下三方面:(1)标准化异常度(SA)的定义以及它同集合预报相结合提高对罕见极端高影响天气预报的可靠性,并由此可导出一个"社会影响矩阵"来定量地表达一个预报对社会的潜在影响;(2)利用集合预报,特别是多模式集合预报可以克服单一模式前后预报的跳跃性或不连续性问题,由此可延长实际可预报时效,如北京7.21事件超过100 mm大暴雨的实际可预报时效提前了2天;(3)SA还有助于认识异常天气发生的原因:从SA的分布看,造成北京7.21大暴雨事件的短期天气尺度背景因素是从西北方向移来的冷锋和台风倒槽的相遇;从SA的演变看,该事件的中期大背景因素是在北京东北方向有阻塞高压发展并导致北京以西地区的低槽加强和发展(地面强冷空气堆积),在高纬度形成了一个高、低压系统相间的波列,发展并维持,同时诱导热带系统北进。

综合超前地质预报法在花岗岩球状风化体探测中的应用

球状风化体是花岗岩地层中十分常见和突出的不良地质体,是由于花岗岩长期受不均匀风化作用所致。球状风化体的存在,直接影响隧道施工的安全性、高效性和经济性,准确地探明球状风化体分布情况是花岗岩地层中隧道工程面临的难题。文章介绍利用工程地质调查法确定球状风化体地表分布密集段,通过地质探地雷达法和地震反射波预报法双重物探手段揭示球状风化体密集段的风化界面,最后采用超前水平钻探法对掌子面前方球状风化体进行精确定位。结果显示,综合超前地质预报法能有效揭示球状风化体的空间分布,可较好地解决花岗岩地层中地质勘察难题,能为后续隧道施工提供科学依据。

天气气候征兆预报法研究与应用

经过30多年研究和应用,验证了"天气气候征兆预报法"具有发报早、准确率高、简便易行等优点,对提高天气预报质量、指导农业防灾减灾具有重要意义。

TSP超前预报法在秦安高风险隧道中的应用

为确保高风险隧道施工安全,如塌方、突水等安全事故的发生,采用超前预报避免地质灾害发生,保障隧道中不良地质段的安全施工显得尤为重要。结合宝兰客运专线秦安隧道工程,综合掌子面地质编录资料和TSP超前地质预报系统探测资料,解译探测资料时以地质编录资料为基础,以P波深度偏移剖面、提取的反射层和岩性参数图等P波数据资料为主,结合S波在液体中传播的特性综合判断,成功地预报了掌子面前方的断层(碎裂带)、软岩和地下水。通过预测结论和实际开挖情况相对比,分析了该方法的适应性及其特点,为隧道施工期超前预报中类似工程预报方法的选用具有一定的参考价值。