基于CMA-BJ数值预报模式产品的复杂地形下冬奥站点地面气温和风速预报方法研究

北京冬奥服务对站点气象要素预报提出了明确需求,2 m气温预报偏差在±2℃以内,10 m风速预报平均偏差小于观测的30%,文中提出一种基于相似集合嵌套一元线性回归的预报方法—嵌套相似集合(AnEn-Ne),该方法基于相似集合思路,在满足一定条件时,启动其嵌套一元线性回归提供订正预报。冬奥赛期(2021年11月1日—2022年3月15日)实时业务预报表明,嵌套相似集合具有较好的预报效果,相对业务数值模式(CMA-BJ)预报,预报精度显著提高,相对相似集合预报和一元线性回归预报精度明显提高,其预报结果满足冬奥服务需求。复杂地形下的要素预报检验表明,CMA-BJ模式预报2 m气温虽然存在较明显的系统偏差,但与观测相关较强,对观测的表征意义明显,订正后能有效消除复杂地形影响,10 m风速模式预报偏差振荡明显,模式预报与观测相关较弱,表征意义差,订正后站间差异明显;改进CMA-BJ模式复杂地形区近地面风速预报对观测的表征意义,可进一步提高该预报方法对10 m风速订正预报的精度。

最优集合预报订正方法在客观温度预报中的应用

数值模式的直接输出预报在实际应用时常与实况产生一定的偏差,对模式预报进行有效的本地化订正是提高预报准确率的重要手段。以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)模式细网格资料,采用最优集合(anolog ensemble,AnEn)预报订正方法对北京市各站1~7 d的日最高气温和日最低气温进行订正,并对相关参数进行了本地化。采用了滑动训练期、优化变量权重两种方案进行训练。检验评估结果表明:(1)滑动训练期采用60 d时能同时保证计算效率和预报准确率;采用最优变量权重方案后,与预报员主观预报准确率对比,AnEn的最低气温优于预报员主观预报,最高气温基本相当;增加训练期的长度(引入多年的历史资料)相比优化变量权重方案能更有效地提高预报准确率。(2)AnEn预报订正方法在改善数值模式预报的固有偏差(如对由数值模式对局地地形、边界层日变化等形成的误差)效果显著,有较好的应用价值;对于因局地天气(如霾、降水、大风等)影响下,AnEn的温度预报准确率虽优于ECMWF,但不如主观预报,未来还有改进空间。还对检验结果进行了时间和空间验证,确保在以后的业务尤其是智能网格预报业务中的运行效果。

基于相似集合预报技术的臭氧预报释用研究

利用相似集合预报技术(AnEn),采用2a的睿图-化学子系统(RMAPS-CHEM)历史预报结果和观测资料,对2018年6月1日~9月30日模式在京津冀地区13个城市共70个国控站点逐小时预报的O3浓度进行了释用订正研究,结果表明:随着集合成员数的增加,AnEn方法的预报效果呈现出先上升后下降的趋势,并且越过临界集合成员数后,预报效果逐渐降低,因此确定14为最优集合成员数.不同预报因子的权重敏感性不同,其中以RMAPS-CHEM本身预报的O3权重最高,其它依次为2m温度、2m相对湿度、10m风速和边界层高度.经过AnEn方法的释用订正,有效降低了O3浓度的预报误差.AnEn方法对O3浓度的时空变化趋势以及浓度值大小都有很好的订正效果,从所有站点的检验结果来看,AnEn方法订正后的O3浓度与观测值之间的相关系数较模式结果提升68.6%,均方根误差降低25%.AnEn方法对O3预报释用订正的效果存在明显的区域特征和日变化特征,白天时段对预报的提升主要集中在京津冀东部地区和大城市地区,夜间主要是在城市地区更加显著;AnEn方法夜间的订正效果优于白天,部分站点夜间提升效果(相关系数)超过250%.AnEn方法订正后的O3概率密度函数整体更接近实况,特别是在O3的低值区(35μg/m3以下)和高值区(200μg/m3以上)订正效果更佳.针对典型O3污染过程中北京、天津、石家庄3个城市的对比检验表明,AnEn方法在0~48h的预报时效内表现优于48~96h.不同城市体现出一定的区域差异,天津最优,北京和石家庄次之.AnEn方法对RMAPS-CHEM预报的O3浓度订正效果整体改善明显,可以在区域光化学污染数值预报工作中进行更加广泛的应用.

相似集合预报方法在北京区域地面气温和风速预报中的应用

相似集合是近年来提出的一种基于相似理论、大数据挖掘和集合预报思路的统计释用方法。文中首先介绍了相似集合的基本原理,并应用该方法对北京快速更新循环数值预报系统(BJ-RUC)v3.0预报地面要素开展了订正释用试验。结果表明,相似集合订正后,在0-36 h预报时段内,10 m风速的均方根误差降低44%,2 m气温的均方根误差降低22%,均方根误差均显著减小。对比测站预报误差的水平分布,相似集合方法的应用对于提升非城区站点的10 m风速预报、复杂地形区域的2 m气温预报具有更为明显的效果。相同预报因子的相似集合和支持向量机方法对模式10 m风速和2 m气温预报均具有显著且相似的订正效果,但相似集合方法具有计算资源需求较少、不需要大量人工干预的优势。相似集合方法形成的集形成确定性预报的同时,还能够提供预报要素的不确定性或概率信息。因此,相似集合方法在模式预报订正及释用方面具有广阔的应用前景。

η~6-芳烃稀土有机配合物的合成、结构及性能研究——Ⅱ.Sm(η~6-CH_3C_6H_5)(η~2-AlCl_4)_3的合成及晶体结构

<正> 在前报中,从对η~6-苯钐配合物Sm(η~6-C_6H_5)(η~2-AlCl_4)_3的晶体结构测定,得到配合物中Sm-C键平均键长为2.92 ,这一结果,与Cotton报道的Sm(η~6-C_6Me_6)(η~6-AICI_4)_3中的Sm-C键平均键长(2.89 )相比,明显地增大了。可见,配体芳烃与相应的稀土有机配合物的结构有着密切的关系。为了进一步了解苯环上甲基取代数目对这类配合物结构的影响规律,我们以甲苯为配体,研究了η~6-甲苯钐有机配合物的合成及晶体结构。

[12] ane N_3-based BODIPY as a selective and sensitive off–on sensor for the sequential recognition of Cu^(2+) ions and ADP

A new [12]aneN3-based BODIPY sensor I showed highly selective and sensitive recognition of Cu2~ ions through fluorescence quenching effect in aqueous solution. The above copper complex solution can further be used as a turn-on fluorescent probe for detecting ADP with high selectivity, and also applied in imaging of living cells.