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A New Statistical Downscaling Scheme for Predicting Winter Precipitation in China 被引量:2
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作者 LIU Ying FAN Ke YAN Yu-Ping 《Atmospheric and Oceanic Science Letters》 CSCD 2013年第5期332-336,共5页
An effective statistical downscaling scheme was developed on the basis of singular value decomposition to predict boreal winter(December-January-February)precipitation over China.The variable geopotential height at 50... An effective statistical downscaling scheme was developed on the basis of singular value decomposition to predict boreal winter(December-January-February)precipitation over China.The variable geopotential height at 500 hPa(GH5)over East Asia,which was obtained from National Centers for Environmental Prediction’s Coupled Forecast System(NCEP CFS),was used as one predictor for the scheme.The preceding sea ice concentration(SIC)signal obtained from observed data over high latitudes of the Northern Hemisphere was chosen as an additional predictor.This downscaling scheme showed significantly improvement in predictability over the original CFS general circulation model(GCM)output in cross validation.The multi-year average spatial anomaly correlation coefficient increased from–0.03 to 0.31,and the downscaling temporal root-mean-square-error(RMSE)decreased significantly over that of the original CFS GCM for most China stations.Furthermore,large precipitation anomaly centers were reproduced with greater accuracy in the downscaling scheme than those in the original CFS GCM,and the anomaly correlation coefficient between the observation and downscaling results reached~0.6 in the winter of 2008. 展开更多
关键词 statistical downscaling winter precipitation China Coupled forecast System
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Statistical Downscaling for Multi-Model Ensemble Prediction of Summer Monsoon Rainfall in the Asia-Pacific Region Using Geopotential Height Field 被引量:42
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作者 祝从文 Chung-Kyu PARK +1 位作者 Woo-Sung LEE Won-Tae YUN 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2008年第5期867-884,共18页
The 21-yr ensemble predictions of model precipitation and circulation in the East Asian and western North Pacific (Asia-Pacific) summer monsoon region (0°-50°N, 100° 150°E) were evaluated in ni... The 21-yr ensemble predictions of model precipitation and circulation in the East Asian and western North Pacific (Asia-Pacific) summer monsoon region (0°-50°N, 100° 150°E) were evaluated in nine different AGCM, used in the Asia-Pacific Economic Cooperation Climate Center (APCC) multi-model ensemble seasonal prediction system. The analysis indicates that the precipitation anomaly patterns of model ensemble predictions are substantially different from the observed counterparts in this region, but the summer monsoon circulations are reasonably predicted. For example, all models can well produce the interannual variability of the western North Pacific monsoon index (WNPMI) defined by 850 hPa winds, but they failed to predict the relationship between WNPMI and precipitation anomalies. The interannual variability of the 500 hPa geopotential height (GPH) can be well predicted by the models in contrast to precipitation anomalies. On the basis of such model performances and the relationship between the interannual variations of 500 hPa GPH and precipitation anomalies, we developed a statistical scheme used to downscale the summer monsoon precipitation anomaly on the basis of EOF and singular value decomposition (SVD). In this scheme, the three leading EOF modes of 500 hPa GPH anomaly fields predicted by the models are firstly corrected by the linear regression between the principal components in each model and observation, respectively. Then, the corrected model GPH is chosen as the predictor to downscale the precipitation anomaly field, which is assembled by the forecasted expansion coefficients of model 500 hPa GPH and the three leading SVD modes of observed precipitation anomaly corresponding to the prediction of model 500 hPa GPH during a 19-year training period. The cross-validated forecasts suggest that this downscaling scheme may have a potential to improve the forecast skill of the precipitation anomaly in the South China Sea, western North Pacific and the East Asia Pacific regions, where the anomaly correlation coefficient (ACC) has been improved by 0.14, corresponding to the reduced RMSE of 10.4% in the conventional multi-model ensemble (MME) forecast. 展开更多
关键词 summer monsoon precipitation multi-model ensemble prediction statistical downscaling forecast
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一种改进的数值模式降水预报时间降尺度方法
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作者 苏翔 孙泓川 +2 位作者 蔡凝昊 李杨 宗培书 《暴雨灾害》 2024年第5期542-550,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 数值模式降水预报 时间降尺度 金字塔LK光流法 动态重构
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Downscaling法在贵州冬季气温和降水预测中的应用 被引量:16
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作者 严小冬 吴战平 +2 位作者 马振锋 古书鸿 严华生 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第1期169-175,共7页
基于CGCM模式输出500 hPa位势高度场、NCEP/NCAR再分析500 hPa高度资料、贵州冬季降水和气温历史资料,利用降尺度法,对贵州冬季降水和气温预报的技巧和预测效果进行了预测试验和改进。结果表明,该方法从动力与统计相结合的角度,给出季... 基于CGCM模式输出500 hPa位势高度场、NCEP/NCAR再分析500 hPa高度资料、贵州冬季降水和气温历史资料,利用降尺度法,对贵州冬季降水和气温预报的技巧和预测效果进行了预测试验和改进。结果表明,该方法从动力与统计相结合的角度,给出季尺度大气环流与局地降水、气温之间的关系,有明确的动力学背景和天气学意义。20年回算及两年回报试验证明了该关系的合理性;对贵州冬季降水的预测率约70%,而对气温的预测率为65%左右。另外,通过对气温反演方程订正后,其预测率达67%左右;在极端异常年,该方法对降水的预测率变幅不大,而对气温的预测效果影响极大。最后利用该方法对2005年贵州冬季降水和气温趋势进行了展望。 展开更多
关键词 降尺度 动力统计相结合 降水预测 气温预测
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Adaptive Statistical Spatial Downscaling of Precipitation Supported by High-Resolution Atmospheric Simulation Data for Mountainous Areas of Nepal
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作者 Hua YANG Kun YANG +6 位作者 Jun QIN Baohong DING Yaozhi JIANG Yingying CHEN Xu ZHOU Yan WANG Shankar SHARMA 《Journal of Meteorological Research》 SCIE CSCD 2023年第4期508-520,共13页
In complex terrain regions, it is very challenging to obtain high accuracy and resolution precipitation data that are required in land hydrological studies. In this study, an adaptive precipitation downscaling method ... In complex terrain regions, it is very challenging to obtain high accuracy and resolution precipitation data that are required in land hydrological studies. In this study, an adaptive precipitation downscaling method is proposed based on the statistical downscaling model MicroMet. A key input parameter in the MicroMet is the precipitation adjustment factor(PAF) that shows the elevation dependence of precipitation. Its value is estimated conventionally based on station observations and suffers sparse stations in high altitudes. This study proposes to estimate the PAF value and its spatial variability with precipitation data from high-resolution atmospheric simulations and tests the idea in Nepal of South Himalayas, where rainfall stations are relatively dense. The result shows that MicroMet performs the best with the PAF value estimated from the simulation data at the scale of approximately 1.5 degrees. Not only the value at this scale is qualitatively consistent with early knowledge obtained from intensive observations, but also the downscaling performance with this value is better than or comparable to that with the PAF estimated from dense station data. Finally, it is shown that the PAF estimation, although critical, cannot replace the importance of increasing input station density for downscaling. 展开更多
关键词 precipitation statistical downscaling precipitation adjustment factor adaptive estimation high resolution dynamical downscaling
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相似预报原理之再认识:动力统计相似集合预报理论及其对登陆台风降水预报的应用研究进展 被引量:1
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作者 任福民 贾莉 +5 位作者 吴彩铭 丁晨晨 张大林 贾作 马蕴琦 邱文玉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期193-204,共12页
动力统计结合是提高天气、气候预报水平的重要途径之一,关键问题是如何将数值模式与历史资料进行有效结合;相似预报这一传统方法与动力统计的结合是未来提高天气、气候预报水平的一个重要方向,尽管其原理目前仍停留在相似假设基础上且... 动力统计结合是提高天气、气候预报水平的重要途径之一,关键问题是如何将数值模式与历史资料进行有效结合;相似预报这一传统方法与动力统计的结合是未来提高天气、气候预报水平的一个重要方向,尽管其原理目前仍停留在相似假设基础上且缺乏坚实的物理基础。文中从准确模式的初值问题出发,提出准确模式初值扰动概念,进而发展了动力统计相似集合预报(Dynamical Statistical Analog Ensemble Forecast,DSAEF)理论。DSAEF理论不仅回答了为什么可以进行相似预报,同时还指出了如何进行相似预报,即其原理是利用准确模式来做预报,并采用集合预报的方式实现预报。基于DSAEF理论,建立了登陆台风降水动力统计相似集合预报DSAEF_LTP (Landfalling Typhoon Precipitation,LTP)模型,该模型包括4个步骤:台风路径预报、广义初值构建、初值相似性判别和台风降水集合,其中广义初值由影响台风降水的物理因子构成。DSAEF_LTP模型具有可持续发展特性—可通过引入新因子或改善模型参数来改进模型的性能;目前该模型发布了广义初值包含台风路径、登陆季节和台风强度3个物理因子的1.0版和在此基础上改进了“相似区域”和“集合方案”的1.1版。该模型的性能提升很快,已完成的最新版本(1.1版)3次大样本预报试验均显示,与ECMWF、CMA-GFS、NCEP-GFS和SMS-WARMS (上海区域模式)对比,对≥100 mm和≥250 mm台风过程降水预报的TS评分,DSAEF_LTP模型(V1.1)排名第1。今后,围绕广义初值不断改善,研究引入更多影响登陆台风降水的物理因子,DSAEF_LTP模型的发展前景广阔。 展开更多
关键词 相似预报 原理 动力统计相似集合预报理论 登陆台风降水 DSAEF_LTP模型
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中国西北地区夏季降水及其东部降尺度预测模型 被引量:3
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作者 朱姜韬 杨庆怡 +1 位作者 李旭 李艳 《高原气象》 CSCD 北大核心 2023年第3期646-656,共11页
利用中国气象局提供的降水数据和NCEP/NCAR再分析资料,分析了1961-2018年中国西北地区降水的气候特征,并构建了西北地区东部降水短期预测的统计降尺度模型。结果表明,1961-2018年西北地区降水整体呈现增加趋势,尤其是2000年以后降水明... 利用中国气象局提供的降水数据和NCEP/NCAR再分析资料,分析了1961-2018年中国西北地区降水的气候特征,并构建了西北地区东部降水短期预测的统计降尺度模型。结果表明,1961-2018年西北地区降水整体呈现增加趋势,尤其是2000年以后降水明显偏多;西北地区降水呈西少东多的特征,但西部降水增加明显,而东部降水无明显趋势变化。针对西北地区东部夏季降水进行归因分析,找到了影响西北地区东部降水的4个同期关键影响因子——中亚地区200 hPa位势高度、北太平洋850 hPa V风、北大西洋850 hPa U风、南印度洋海平面气压,这4个因子分别反映了西风急流的特征、北太平洋海平面气压的“-+”结构、北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)的特征及马斯克林高压的强度;当西风急流偏北偏强、北太平洋海平面气压“-+”结构减弱、NAO偏强或马斯克林高压偏弱时,有利于西北地区东部降水。在降尺度模型建立阶段,模型结果与西北地区东部夏季降水量平均偏差为17.5 mm,平均偏差率为10.3%;在模型检验阶段,模型结果与西北地区东部夏季降水量平均偏差为26.2 mm,平均偏差率为16.4%,统计降尺度模型总体能够较好预测西北地区东部的降水,可为西北地区降水的短期气候预测提供新的思路。 展开更多
关键词 中国西北地区 夏季降水 统计降尺度 降水预测
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黑河流域降水统计——动力降尺度问题研究 被引量:1
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作者 苏海锋 戴新刚 +1 位作者 熊喆 延晓冬 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期642-654,共13页
依据区域气候模式RIEMS2.0输出的3 km高分辨率数据和站点降水记录分析了中国西北黑河流域降水的动力降尺度和统计—动力降尺度问题,检验了多种因子组合下多元线性回归(MLR)和贝叶斯模式平均(BMA)降尺度模型,评估了降尺度降水的均方根误... 依据区域气候模式RIEMS2.0输出的3 km高分辨率数据和站点降水记录分析了中国西北黑河流域降水的动力降尺度和统计—动力降尺度问题,检验了多种因子组合下多元线性回归(MLR)和贝叶斯模式平均(BMA)降尺度模型,评估了降尺度降水的均方根误差、相关系数、方差百分率及“负降水”偏差率等方面的统计特征。结果表明,动力降尺度降水相关系数最高,误差也最大,降水方差达到观测值的1.5~2倍;除相关系数外,统计—动力降尺度模型的几个统计特征均最优,纯统计模型次之。检验表明,仅用700 hPa位势高度场、经向风和比湿等构建的统计降尺度模型估计的站点降水相关系数较低,均方根误差也较大。当在统计降尺度模型中引入模式降水因子后站点降水的估计得到明显改善,其中MLR类模型的降水相关系数和方差百分率均明显高于BMA类模型,均方根误差二者相当,但前者“负降水”出现频次明显大于后者,“负降水”偏差主要出现在降水稀少的冬半年及黑河中、下游干旱或极端干旱区,上游出现频率较低,其中MLR类模型“负降水”出现频次明显高于BMA类模型,后者仅出现在黑河中、下游地区。包含模式降水因子的统计—动力降尺度模型能减少“负降水”出现的频次。此外,降尺度模型估计降水的统计特征随季节变化,其中7种降尺度模型估计的站点降水误差与站点气候降水量成比例,但相对误差与之相反。这些评估结果表明,即使用高分辨率动力降尺度估计干旱区站点降水也存在明显偏差,需要结合统计降尺度模型进一步降低站点降水估计的不确定性。 展开更多
关键词 黑河流域 极端干旱区 站点降水估计 区域气候模式 统计—动力降尺度
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中国南方降水及其极端事件的动力-统计相结合延伸期预报 被引量:2
9
作者 张可越 李娟 +1 位作者 徐邦琪 朱志伟 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期79-93,共15页
延伸期预报是无缝隙预测系统中的薄弱环节,如何提高灾害天气过程的延伸期预报技巧是国际热点及前沿问题。本研究基于2005年12月—2014年8月的观测/再分析资料,通过奇异值分解方法,揭示了与中国南方低频降水变化高度耦合的热带对流和中... 延伸期预报是无缝隙预测系统中的薄弱环节,如何提高灾害天气过程的延伸期预报技巧是国际热点及前沿问题。本研究基于2005年12月—2014年8月的观测/再分析资料,通过奇异值分解方法,揭示了与中国南方低频降水变化高度耦合的热带对流和中纬度波列信号。利用中国气象局参加国际次季节至季节预报计划模式(BCC-CPS-S2Sv2模式,简称BCC S2S模式)的回报数据,对中国南方低频降水异常场进行统计降尺度,构建了一套动力-统计相结合的延伸期降水预测模型。独立预测时段(2014年12月—2019年8月)的结果表明,BCC S2S模式可以提前10—15 d预报中国南方大部分区域的异常降水;提前15—20 d以上预报时,动力-统计结合预报模型对冬季(夏季)华南沿海地区(长江以北地区)的降水时间演变、降水空间分布及极端强降水事件的预报技巧均优于BCC S2S模式。文中提出的思路和方法可广泛应用于其他区域气象要素和极端天气事件的延伸期预报。 展开更多
关键词 动力-统计结合 延伸期预报 S2S模式 中国南方降水
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基于统计与动力相结合的南极夏季海冰跨季节预测
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作者 王惠 李双林 刘娜 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期34-45,共12页
选取美国国家环境预测中心气候预测系统(CFS)第二版预测的南大洋(40°S—80°S)夏季海温、海洋性大陆地区(100°E—130°E,10°N—15°S)春季海温以及南半球热带外(20°S—90°S)春季海平面气压3个预... 选取美国国家环境预测中心气候预测系统(CFS)第二版预测的南大洋(40°S—80°S)夏季海温、海洋性大陆地区(100°E—130°E,10°N—15°S)春季海温以及南半球热带外(20°S—90°S)春季海平面气压3个预测因子,利用奇异值分析的方法提取相关信息,采用回归模型对南极夏季海冰场进行预测。从该模式对1983—2018年南极夏季海冰密集度异常值的回报效果看,模型的预测技巧较CFS原始预测有显著的提高。对单格点上预测与实测的时间相关系数提高到0.76;从交叉检验的结果来看,预测技巧较CFS同样有显著提高;从对南极海冰范围的预测来看,该模型的预测效果最好,明显优于CFS原始预测和持续性预测。这些结果表明,该模型具有较高的预测性能。 展开更多
关键词 南极夏季海冰 降尺度预测模型 气候预测系统 持续性预测
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A Hybrid Dynamical-Statistical Approach for Predicting Winter Precipitation over Eastern China 被引量:8
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作者 郎咸梅 《Acta meteorologica Sinica》 SCIE 2011年第3期272-282,共11页
Correlation analysis revealed that winter precipitation in six regions of eastern China is closely related not only to preceding climate signals but also to synchronous atmospheric general circulation fields. It is th... Correlation analysis revealed that winter precipitation in six regions of eastern China is closely related not only to preceding climate signals but also to synchronous atmospheric general circulation fields. It is therefore necessary to use a method that combines both dynamical and statistical predictions of winter precipitation over eastern China (hereinafter called the hybrid approach), in this connection, seasonal real-time prediction models for winter precipitation were established for the six regions. The models use both the preceding observations and synchronous numerical predictions through a multivariate linear regression analysis. To improve the prediction accuracy, the systematic error between the original regression model result and the corresponding observation was corrected. Cross-validation analysis and real-time prediction experiments indicate that the prediction models using the hybrid approach can reliably predict the trend, sign, and interannual variation of regionally averaged winter precipitation in the six regions of concern. Averaged over the six target regions, the anomaly correlation coefficient and the rate with the same sign of anomaly between the cross-validation analysis and observation during 1982-2008 are 0.69 and 78%, respectively. This indicates that the hybrid prediction approach adopted in this study is applicable in operational practice. 展开更多
关键词 winter precipitation dynamical and statistical predictions multivariate linear regression analysis seasonal prediction model hybrid approach
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降尺度技术在月降水预报中的应用 被引量:76
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作者 陈丽娟 李维京 +1 位作者 张培群 王锦贵 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2003年第6期648-655,共8页
着重介绍月动力延伸数值预报模拟技巧较高的大气环流在局域降水方面的降尺度(downscaling)应用。克服动力降尺度和统计降尺度技术的缺点 ,从动力与统计相结合的角度 ,给出月尺度大气环流与局地降水之间的关系 ,该联系有清楚的动力学背... 着重介绍月动力延伸数值预报模拟技巧较高的大气环流在局域降水方面的降尺度(downscaling)应用。克服动力降尺度和统计降尺度技术的缺点 ,从动力与统计相结合的角度 ,给出月尺度大气环流与局地降水之间的关系 ,该联系有清楚的动力学背景和天气学意义。 1 2 0个月的历史实况资料回报试验证明了该关系的合理性。T63/NCC月动力延伸形势场集合预报进行中国降水的降尺度应用亦取得了较好的结果。 展开更多
关键词 降尺度 降水预报 动力延伸数值预报模拟 月气候预测
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基于月动力延伸预报最优信息的中国降水降尺度预测模型 被引量:37
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作者 顾伟宗 陈丽娟 +3 位作者 张培群 李维京 李想 刘绿柳 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期280-287,共8页
利用国家气候中心月动力延伸预报结果、NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站观测资料,通过计算两次相关的方法,获取最优预报信息作为建立降尺度预测模型的预测因子,提取的最优预测因子同时满足既是观测环流要素场影响降水的关键区域,又是... 利用国家气候中心月动力延伸预报结果、NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站观测资料,通过计算两次相关的方法,获取最优预报信息作为建立降尺度预测模型的预测因子,提取的最优预测因子同时满足既是观测环流要素场影响降水的关键区域,又是模式要素场预报的高技巧区域两个条件。结合挑选出的最优预测因子,利用最优子集回归建立月平均降水的降尺度预测模型。文中设计了消除预测因子和预测量的线性趋势值后建立预测模型(方案1)和直接利用原始资料建立预测模型(方案2)两种方案。经过独立样本检验,发现这两种方案建立的预测模型都能够提高月尺度降水预测,方案1对月尺度降水预测的距平相关系数平均可达0.35。利用该方案对超前时间分别为0、5、10d的月动力延伸预报产品进行月降水的降尺度预测表明,模式初值信息不仅影响月动力延伸预报结果,也影响降尺度应用效果,利用超前时间为0和5d的月动力延伸预报结果进行降水降尺度预测可在业务中参考。此外,降尺度预测模型中选取的预测因子不仅在统计上是显著的,同时也具有清楚的物理意义。 展开更多
关键词 月动力延伸预报 最优信息 降水 降尺度预测
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基于DERF的SD方法预测月降水和极端降水日数 被引量:14
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作者 刘绿柳 孙林海 +2 位作者 廖要明 杜良敏 李想 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期77-85,共9页
针对动力气候模式对区域或更小空间尺度内的日降水预测技巧偏低的问题,应用最优子集回归(OSR)方法对国家气候中心业务化的月动力气候模式(DERF)输出的高度场、风场和海平面气压场进行降尺度处理用于降水预测,旨在提高预测准确率。1982—... 针对动力气候模式对区域或更小空间尺度内的日降水预测技巧偏低的问题,应用最优子集回归(OSR)方法对国家气候中心业务化的月动力气候模式(DERF)输出的高度场、风场和海平面气压场进行降尺度处理用于降水预测,旨在提高预测准确率。1982—2006年交叉检验结果表明:OSR方法能显著提高降水预测技巧,其中11~40 d改善效果最为显著。在此基础上,应用一步法和两步法两种统计降尺度方法预测极端降水日数,交叉检验结果表明:两种方法均优于随机预测,冬季两步法预测技巧略高于一步法,夏季一步法略优于两步法。综合认为OSR,OSR结合随机天气发生器(WG)两种统计降尺度方法对月尺度降水或极端降水日数的预测均具有较高的技巧,可作为短期气候预测的重要参考信息。 展开更多
关键词 降水预测 极端降水日数 统计降尺度 月动力气候模式
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我国地面降水的分级回归统计降尺度预报研究 被引量:23
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作者 智协飞 王姝苏 +2 位作者 周红梅 朱寿鹏 赵欢 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期329-338,共10页
利用TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心(ECMWF,the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)、日本气象厅(JMA,the Japan Meteorological Agency)、美国国家环境预报中心(NCEP,the National Centers for Environmental... 利用TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心(ECMWF,the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)、日本气象厅(JMA,the Japan Meteorological Agency)、美国国家环境预报中心(NCEP,the National Centers for Environmental Prediction)以及英国气象局(UKMO,the UK Met Office)4个中心1~7 d预报的日降水量集合预报资料,并以中国降水融合产品作为"观测值",对我国地面降水量预报进行统计降尺度处理。采用空间滑动窗口增加中雨和大雨雨量样本,建立分级雨量的回归方程,并与未分级雨量的统计降尺度预报进行对比。结果表明,对于不同模式、不同预报时效以及不同降水量级,统计降尺度的预报技巧改进程度不尽相同。统计降尺度的预报技巧依赖于模式本身的预报效果。相比雨量未分级回归,雨量分级回归的统计降尺度预报与观测值的距平相关系数更高,均方根误差更小,不同量级降水的ETS评分明显提高。对雨量分级回归统计降尺度预报结果进行二次订正,可大大减少小雨的空报。 展开更多
关键词 降水 统计降尺度 预报技巧 空间滑动窗口 雨量分级回归
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统计降尺度方法在北京月尺度预测中的应用 被引量:9
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作者 王冀 宋瑞艳 郭文利 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第6期693-700,共8页
利用SDSM(statistical downscaling method)方法对北京47年(1961—2007年)的最低、最高气温和降水变化情况进行模拟评估,在此基础上对2008年北京奥运期间和2009年国庆期间天气变化进行实际预测应用。结果表明,SDSM方法具备模拟气温和降... 利用SDSM(statistical downscaling method)方法对北京47年(1961—2007年)的最低、最高气温和降水变化情况进行模拟评估,在此基础上对2008年北京奥运期间和2009年国庆期间天气变化进行实际预测应用。结果表明,SDSM方法具备模拟气温和降水等要素的能力。从年际变化模拟的情况上看,SDSM模型对气温模拟的效果好于降水,其中对于月平均最低(最高)气温模拟的效果好于最低(最高)气温极值的模拟。模型模拟的逐年极端最高(最低)气温结果在整体上偏低于实况气温,体现出气温极值模拟能力的不足。SDSM模型模拟的降水量整体上小于实测值,对降水极大值模拟能力更弱。对奥运会和国庆期间北京天气预测结果表明,模型对日最高、最低气温和降水的数值预测能力较差,预测值偏低于实际值,但升温和降温过程发生的时段能够准确的预测。 展开更多
关键词 SDSM 统计降尺度 月尺度预测 气温 降水
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基于集合预报产品的降尺度降水预报试验 被引量:13
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作者 黄刚 张立凤 +1 位作者 王秋良 关吉平 《气象科学》 CSCD 北大核心 2012年第5期508-514,共7页
利用降水距平百分率的降尺度预报方法和1951—2008 NCEP资料及我国降水资料,建立了降水距平百分率的预报模型,基于T106L19模式的月动力延伸集合预报结果,进行了2007—2009年3 a的预报试验和效果检验。结果表明,基于集合预报产品的统计... 利用降水距平百分率的降尺度预报方法和1951—2008 NCEP资料及我国降水资料,建立了降水距平百分率的预报模型,基于T106L19模式的月动力延伸集合预报结果,进行了2007—2009年3 a的预报试验和效果检验。结果表明,基于集合预报产品的统计降尺度方法对降水距平百分率的预报技巧高于模式降水的预报技巧;500 hPa月平均高度场的预报技巧直接影响到降水距平百分率的预报技巧,平均环流的预报技巧越高,降水距平百分率的预报技巧越高;无论集合成员数为多少,集合预报的结果都明显优于控制预报,随着集合成员数的增多,预报技巧呈增大的趋势;我国降水具有显著的季节性和区域性,以江淮地区的降水距平百分率预报技巧最高,华南地区的预报技巧其次。 展开更多
关键词 降尺度预报 降水距平百分率 动力延伸预报 集合预报
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区域尺度气象因子向局部尺度聚解的灰色系统与模式识别方法研究 被引量:2
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作者 夏军 胡宝清 +1 位作者 谢平 胡江林 《水科学进展》 EI CAS CSCD 1996年第S1期73-79,共7页
无论是全球气候变化研究还是降水定量预报研究,都涉及如何将区域尺度气象因子向局部尺度聚解(Downscaling)的问题。提出了两种各有特色的聚解,一种是与天气动力学模式相联系的灰色系统模型方法。在宏观或中观尺度的大气动力学模型和地... 无论是全球气候变化研究还是降水定量预报研究,都涉及如何将区域尺度气象因子向局部尺度聚解(Downscaling)的问题。提出了两种各有特色的聚解,一种是与天气动力学模式相联系的灰色系统模型方法。在宏观或中观尺度的大气动力学模型和地面局部尺度降水变化之间,嵌入一个反映区域尺度气象因子向局部尺度聚解的灰色转化器。运用我们研究的灰变量运算法则,能够将其简化为一个确定性的聚解方程和反映聚解转化不确定性的灰区间半径系统方程。通过系统识别可分析聚解过程中的确定性规律和不确定性风险问题。另一种是模式识别的方法。它的特点是在利用模式识别理论,分别辩识天气动力学模式的特征向量和地面降水模式的特征向量。然后,设法建立二者多变量的联系。给出了两种方法在湖北省降水定量预报的一个应用实例。对动力学方法、黑箱子的模式识别方法和介于两者之间的与动力学模式耦合的灰色系统方法进行了比较与评述,指出目前需进一步研究的问题。 展开更多
关键词 聚解 大气动力学模型 天气模式 灰色系统 降水 预报
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基于广义线性模型和NCEP资料的降水随机发生器 被引量:6
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作者 刘永和 张万昌 +1 位作者 朱时良 孙成武 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第3期599-610,共12页
天气发生器可以用来插补历史缺测气象数据或生成未来天气情境,近年来被普遍应用于对气象变量的降尺度研究,为陆面的水文、生态模拟提供外强迫输入。广义线性模型(GLM)是近年来用于建立大尺度气象变量与地面气象因子之间的一种有效方法,... 天气发生器可以用来插补历史缺测气象数据或生成未来天气情境,近年来被普遍应用于对气象变量的降尺度研究,为陆面的水文、生态模拟提供外强迫输入。广义线性模型(GLM)是近年来用于建立大尺度气象变量与地面气象因子之间的一种有效方法,基于GLM的天气发生器具有一定的应用前景。本文以NCEP再分析资料中的单格点气温、500hPa位势高度、位温、相对湿度、海平面气压等5个变量作为影响降水变化的大尺度因子建立模拟逐日降水量的广义线性模型。模型中对降水概率的描述采用Logistic模型模拟,而对降水量则分别试用Gamma分布、指数分布、正态分布和对数正态分布来模拟,试图比较和揭示这些基于不同理论分布的模型的能力。模型中待定参数的估计及对研究区逐日降水量的模拟采用了完全相同的实测逐日降水数据和同期NCEP再分析资料。参数的最大似然估计用遗传算法来实现,对山东省临沂地区10个主要气象观测站降水资料的研究表明,Gamma分布模型的拟合效果最好,对数正态分布次之,指数分布再次,正态分布最差;参数估计分月获取的拟合效果略好于不分月的。模型逐日降水模拟表明,对降水发生概率的模拟会低估各月的多年平均值,基于指数分布的GLM会低估各月总降水量期望(为月内每日降水量期望之和)的多年平均值,而基于对数正态分布的GLM则会在降水量较大时产生高估现象。由对应的天气发生器模型生成的随机模拟降水序列表明,基于对数正态分布的模型会高估月降水量较大时的多年平均,而基于指数分布及Gamma分布的模型则模拟效果较好。总体上看,这种基于NCEP再分析资料和GLM的天气发生器对降水变率具有很强的解释和模拟能力。 展开更多
关键词 广义线性模型 天气发生器 降尺度 NCEP再分析资料 遗传算法
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基于BP神经网络对黄河源区降水的降尺度模拟研究 被引量:3
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作者 石晓燕 郑庆康 杨涛 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第5期36-40,共5页
利用黄河源区实测的水文气象资料、NCEP再分析数据及HadCM3情景模式,通过研究气象因子与降雨之间的非线性关系,基于BP神经网络模型采用3种不同时段(即全年S1、枯水期和丰水期S2及四季S4)对黄河源区建立3种降雨的统计降尺度模式,分析评... 利用黄河源区实测的水文气象资料、NCEP再分析数据及HadCM3情景模式,通过研究气象因子与降雨之间的非线性关系,基于BP神经网络模型采用3种不同时段(即全年S1、枯水期和丰水期S2及四季S4)对黄河源区建立3种降雨的统计降尺度模式,分析评价不同模式对降雨指标的模拟能力.结果表明:3个模型的模拟效果的优劣随着研究的时间尺度变化,对多数降雨指标的变化趋势能成功捕捉,但对量的模拟效果会随着指标和季节而变化,对极端指标的模拟效果均较差. 展开更多
关键词 BP神经网络 统计降尺度法 气候因子 降水预测
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