短期风速预测模型研究进展综述

受地理环境和季节差异的影响,风速具有较强的波动性、间歇性和高度可变性,对风速的预测要结合其时间特性和空间特性进行综合分析。文章系统阐述了三类风速预测模型的基本原理和典型方法,归纳了现阶段短期风速预测存在的技术难点和局限性,从信号特征分解、多维参数的融合、组合模型赋权的角度对未来风速预测的重点和研究方向进行了展望。

统计降尺度法在数值预报产品释用中的应用

目前数值模式输出的空间分辨率较低,缺少区域信息,很难对区域气候做精确的预测。降尺度方法通过把大尺度、低分辨率的数值模式输出信息转化为区域尺度的地面气候变化信息(如气温、降水),从而达到弥补数值模式预测区域未来气候变化不足的目的。这种做法的基础在于区域气候变化是以大尺度(如大陆尺度甚至行星尺度)气候为条件的。统计降尺度法以大尺度数值预报产品为预报因子,利用历史资料建立区域预报量与大尺度预报因子之间的统计模型,实现对数值预报产品的释用。在系统论述统计降尺度法的基本原理、一般步骤的基础上,初步探讨统计降尺度法在中期天气预报方面的应用。

V型缺口在C波段多普勒雷达中的应用研究

利用普洱CIND3830-CC天气雷达资料、地面观测资料进行统计分析,研究2004—2013年普洱C波段天气雷达中V型缺口的统计特征、V型缺口与地面降雹的对应关系,并对V型缺口在冰雹预警方面的应用及其对短时临近预报预警的影响进行探讨,结果表明：（1）V型缺口的最佳观测仰角为0.5°~2.4°,垂直高度上,V型缺口的高度出现在2.1~6.5 km。（2）将V型缺口分为2种类型,第一类为块状强回波单体径向后侧的V型缺口,第二类为片状或块状多单体回波径向后侧的V型缺口。（3）第一类V型缺口的组合反射率（CR）为50~66 dBz,普遍≥55 dBz,出现冰雹的几率为69%。（4）第二类V型缺口的CR为47~64 dBz,普遍为50~55 dBz,出现冰雹的几率为29%。（5）当出现V型缺口、H_（45 dBz）≥7.5 km、CR≥55 dBz时,可预报有冰雹出现,准确率达100%,V型缺口对冰雹预警的时间提前量为5~102 min。此外,得出了V型缺口内冰雹回波的识别方法。

应用K指数和TOT指数作江苏中期降水预报的试验

用国家气象中心的 T6 3和 T10 6中期数值预报产品 ,计算所划定区域的 K指数和 TOT指数作为预报因子 ,并统计与江苏省 9个代表站降水的相关。用逐步回归方法建立了江苏省 4 - 7月第 4 - 6天的 PP降水预报方程 36个、MOS降水预报方程 10 8个 ,多级判别临界值 144组。

基于数值模型的气井现代产量递减分析及动态预测

传统的气井生产动态预测方法常采用拟稳态产能方程结合物质平衡方程来进行,由于低渗、致密储层流动很难达到拟稳态,预测结果可能存在较大误差。现代产量递减分析技术已成为单井动态预测的新技术,但还停留在解析模型阶段,通常采用叠加原理进行全程历史拟合。由于气井生产阶段产量波动大、流动阶段多,历史拟合计算周期长,解析法难以满足现场需求。针对上述问题,以垂直压裂井为例,建立了不稳定渗流数学模型,采用混合有限元方法获得了定产降压、定压降产和变产变压等3种生产模式的数值解。并根据定产降压解绘制了现代产量递减分析曲线,变产变压解进行全程历史拟合以及先定产降压、后定压降产的组合进行气井生产动态预测。模型结果与Topaze商用软件的计算结果一致,且数值模型的全程历史拟合速度具有明显优势,与传统生产动态预测方法的结果对比以及现场实例分析结果表明,新模型结果准确且方法实用、可靠。

2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、自动气象站降水资料和NCEP1°×1°资料,对2009年7月辽宁省3次局地短时暴雨的500 hPa位势高度场、垂直速度场、sθe场和水汽通量场进行对比分析。结果表明:3次局地暴雨过程中,辽宁西部和北部的暴雨落区与上升速度中心对应,而辽宁东南部暴雨落区位于上升区边缘;露点锋、中α尺度低压和暖式切变线对三次短时暴雨过程起到触发作用;当T639降水产品预报降水时段内有大范围的小雨天气,说明将有弱的天气尺度强迫出现,此时应重点分析水汽辐合、高能舌和上升速度大值中心叠加的区域;如果该区域存在中尺度系统触发机制,则该区域可能是局地暴雨的落区。

低能见度雾的分级预报方法研究

利用2007年11月—2009年12月京石(北京-石家庄)高速公路沿线气象站的人工观测资料、自动站资料和交通气象自动站资料,对低能见度雾天气进行分级统计,找出各级雾的生消特征。应用天气学原理和数理统计方法对低能见度雾的生消机理进行研究,利用相关分析找出了与低能见度雾的生消有密切关系的气象因子,建立能见度与气象因子之间的回归方程;在此基础上,结合对低能见度雾的成因分析和预报经验,加入降水因子和大气稳定度因子,建立低能见度雾的分级预报方程,找出各级雾的生消判别指标,为低能见度雾的分级客观化预报奠定基础。各预报因子采用MM5精细化数值预报产品,并通过自动站实时监测资料和预报员的综合预报结果对数值预报产品进行合理订正,得到预报时刻各气象因子的值,从而实现低能见度雾的分级客观化预报。

一次降水过程多普勒雷达资料分析

利用多普勒天气雷达资料,结合宁夏精细化预报产品,对2003年9月5日的一场降水过程进行了雷达气象学和中小尺度天气学分析,得到了一些初步结果.分析表明:多普勒雷达降水回波强度变化、降水回波总面积、强回波面积与降水过程相吻合.多普勒速度场、回波顶高、垂直累积液态含水量、对应的上升气流以及温度平流对这次降水具有预报指示意义.

误差订正在辽宁地区冬季温度预报中的应用

利用7d固定误差订正和滑动误差订正方法对2014年冬季辽宁地区中尺度业务模式2m温度预报产品插值结果进行订正,并将订正结果与中央气象台MOS预报进行对比,分析MOS、7d固定误差订正和滑动误差订正3种数值模式后处理方法对辽宁地区冬季温度预报准确率的影响。结果表明:经过两种误差订正后的预报结果准确率均比数值模式预报插值结果高,滑动误差订正效果优于7d固定误差订正;24h最高气温预报中,滑动误差订正结果的准确率最高;最低气温预报中,08时滑动误差订正结果准确率高于中央气象台MOS预报,但20时滑动误差订正结果准确率低于MOS预报。滑动误差订正需1—15d的资料积累,比MOS方法所需资料少且操作简单,适合观测资料积累少的地区开展数值模式的温度订正。

广西一次强降水天气成因初探

利用M ICAPS提供的常规资料和卫星资料,对广西一次强降水天气成因以及几家数值预报产品进行初步分析,结果表明,西南涡沿切变线东南移是这次过程的主要原因,数值预报产品对这次过程的预报效果较好,深入数值预报产品的释用研究是提高重大天气预报质量的有效途径。

不确定性理论集对分析在预报模型建立中的应用研究

文中应用集对分析原理 ,在模型每次作出预报结论之前先对各预报因子的预报能力进行分析和判断 ,对一些预报能力不强 ,甚至可能干扰预报模型作出正确预报结论的所谓弱势因子 ,进行抑制、甚至消除其影响 ,而让其他预报能力较强的因子来决定预报结论。在每次预报中 ,模型中哪个因子为弱势是不固定的 ,而是随着预报环境的变化而变化 ,也就是说 ,随着环境的变化 ,会有不同因子的作用被抑制或取消 ,从而实现预报模型的因子结构动态优化 ,增强了模型预报机制的合理性 ,提高了模型的预报能力。大量的试验、多年的业务试用以及在数值预报产品释用中的应用例子表明 ,这一方法具有较好的效果。

试用T106资料制作冰雹短期预报

通过对 1980年以后桂林市 13站点强冰雹个例资料的统计 ,从天气形势、单站要素指标、关键区物理量等方面归纳出客观定量的预报指标 ,并从中找出相关性好的预报因子 ,用逐步回归方法建立方程 ,结合运用 T10 6格点资料 ,试作冰雹短期预报。

海洋混响信号的自适应非线性预测

基于非线性动力学对海洋混响建模,提出了一种自适应非线性预测方法,通过设计一个滤波器来逼近混响信号在相空间的演化轨迹;采用在不同海域进行的两次海上实验获取的混响信号,对自适应预测方法进行验证,其单步预测结果与实验信号符合较好;以模型的单步预测误差作为检验统计量来检测混响中的目标回波,可以在一定程度上抑制混响干扰,提高信混比。

支持向量机在天然气企业产量预测中的应用

天然气企业副产品产量受市场的波动影响很大,对于副产品产量的预测,通常都是依靠工作人员的经验,工作量大,效率不高。回归统计分析方法及传统的机器学习方法在这个领域的应用存在着一些局限性,介绍一种新的机器学习算法—支持向量机,以企业为背景,运用支持向量机算法来解决预测问题,实验证明采用支持向量机能够满足企业的需求,得到满意的效果。

《数值预报产品释用》课程中统计检验方法介绍

随着气象部门业务发展的需要,南京信息工程大学大气科学学院在2013版的教学计划中新增了《数值预报产品释用》这一门必修的集中性实践课程。在课程没有开始授课之前,作为课程负责人,有必要对课程内容进行详细的了解和介绍。预报意味着对将来状态的预测,检验就是评估预报质量的过程,所以产品检验是该课程中非常重要的一环。本文主要介绍目前业务中常用的几种统计检验方法。

桂林暴雨分析与预报

通过分析历年汛期各类暴雨过程的日本数值预报产品资料,统计出桂林历年暴雨过程的天气形势和数值产品要素特征,并检验了日本短期预报产品对各类暴雨的预报能力。然后通过对预报桂林暴雨的各种日本数值产品临界值的分析,挑选出一些相关性较好的要素产品预报因子,统计出桂林局部暴雨过程和致洪暴雨过程预报指标,最后对大暴雨过程预报指标及连续性暴雨过程的数值产品特征作了初步分析。

长江上游流域数值预报产品误差分析与订正系统的设计与实现

为满足长江上游流域梯级水利枢纽的运行生产对精细化气象服务的需求,设计研发了长江上游流域数值预报产品误差分析与订正系统。该系统实现了长江上游流域内T639、欧洲、日本等数值模式预报产品及实况的实时收集处理和误差统计对比分析,提供了降水和数值预报天气形势场的自动客观订正产品,同时通过图形化界面的预报产品主观订正平台,实现了长江上游降水预报产品的制作输出以及各类误差分析数据的统计查询、对比显示,为综合有效的利用多种预报产品开展流域高质量、精细化的预报业务提供了支撑。该系统已在三峡梯调通信中心投入业务运行,运行情况表明该系统运行稳定、操作方便,具有较好的订正效果,在流域强降水天气过程的预报服务中发挥了重要作用。

基于大尺度模式产品的误差订正与统计降尺度气象要素预报技术

应用自适应卡尔曼滤波方法,对大尺度模式要素预报进行误差订正和降尺度精细化气象要素预报。并通过对订正系数科学选取的研究,改进了滤波方法的应用效果。通过对大尺度模式系统进行误差订正,改善了大尺度模式预报的准确率,提高了模式要素,如2 m温度、10 m风等预报的精度,并基于改善了的大尺度模式预报场和高分辨率观测场,生成降尺度函数,得到高精度的气象要素预报产品,为精细化气象要素预报服务提供了有效的方法。

2010年4月25—29日通辽市冷涡天气分析

2010年4月25—29日,内蒙古通辽市大部地区降了小到中雨,局部偏大。这次过程主要受高空冷涡影响,且正值季节转换期间,使大部分地区出现了不同性质的降水,降温较明显。文章通过常规天气资料和数值预报产品,分析了这次冷涡天气的成因,并结合几种数值预报产品对预报结论进行了对比分析及检验,旨在通过总结能为预报员积累一些相似天气的预报经验。

基于数值产品的乡镇天气预报方法研究与应用

通过对数值预报模式产品的对比分析,应用MM5和T213数值模式产品,对乡镇天气预报的降水和温度预报进行研究。将2005年8—10月模式预报结果分别进行效果检验和分析,得到主客观预报订正规律,可以有效地提高乡镇天气预报准确率,由此形成基于数值模式预报产品的乡镇天气预报方法。