针对气象因素的短期负荷预测修正方法

由于受气象因素的影响,目前的短期负荷预测方法的结果误差往往偏大,需要进行人工修正。文中通过分析多种气象因子与电网负荷的相关性,找出气象因素与电网负荷的对应关系。在此基础上给出了经验性的修正模型库的建立方法,并针对湿度、降雨、温度、气压等因素建立了相应的修正模型,编制出符合负荷预测要求的实用软件。测试结果表明,由于考虑了气象因素的影响,预测模型具有较好的精度。

天气学和天气预报的研究进展

全面回顾了75年来中国科学院大气物理研究所科研人员在气团、锋面、梅雨、寒潮、阻高、副高、暴雨、高低空急流、亚澳季风区内涡旋和对流等现象的天气学研究进展及其在不同时期所取得的研究成果,总结了在短中期天气预报及短期气候预测领域在模式发展和改进以及在数值模拟等方面所取得的成就和进展。同时指出模式发展和预测在中国数值天气预报及短期气候预测方面所做出的贡献。

基于BP神经网络技术的西北太平洋热带气旋年频数预测

利用NCEP月平均的500 hPa高度场和海表温度场分析资料、中国气象局台风年鉴(1949—1988年)和热带气旋年鉴(1989—2008年)资料,采用BP(神经网络模式)对发生在西北太平洋上的热带气旋年频数进行预测。对隐层节点数进行普查,采用试错法,并综合考虑模式精度及迭代次数,得到了相对较优的神经网络预测模式。利用选用的模式来预测热带气旋年频数,给出了具体的预测值及具有范围的预测值,8年独立样本检验结果表明有6/8的预测值处于或接近相应的预测范围内。

近年来我国短期气候预测中动力相似预测方法研究与应用进展

鉴于当前短期气候预测中,纯粹使用动力学方法尚不能完全满足气候预测业务的需要,因此有必要在策略上采取动力和统计相结合的办法。在具体实现手段上,简要介绍了从历史资料中提炼预测信息,发展了一种基于历史相似误差订正的相似—动力短期气候预测新方法。分别在月、季节以及ENSO等短期气候预测领域相继开展了试验和应用,取得了一些令人鼓舞的初步结果,为下一步深入开展有关短期气候预测科学的研究提供了些许借鉴。

EMD在广西季节降水预报中的应用

气候系统是一种耗散的、具有多个不稳定源的非线性、非平稳系统。该文利用支持向量机(SVM)算法在处理非线性问题中的优越性和经验模态分解(EMD)算法在处理非平稳信号中的优势,采用将EMD与SVM相结合的短期气候预测方法,并应用到广西季节降水预报中。选取广西88个气象观测站1957—2005年6—8月逐年降水量的距平百分率序列作为试验数据,通过EMD算法将标准化处理后的距平百分率序列分解成多个本征模态函数(IMF)分量和一个趋势分量,在分解中针对EMD算法存在的端点极值问题选择两种方法分别进行处理,对比得出极值延拓法效果更好。对每个分量构建不同的SVM模型进行预测,并通过重构形成最后的预测结果。试验中采用不经EMD处理的反向传播(BP)神经网络和SVM算法进行对比验证,结果表明:相对于直接预测方法,该文提出的方案均方误差最小,能够较为准确地反映出降水序列未来几年的变化趋势,具有更高的预测精度和较好的推广前景。

IAP短期气候距平预测系统的定量评估及订正技术的改进研究

采用一套多指标的评估方法， 对中国科学院大气物理所研制的短期气候距平数值预测系统（ＩＡＰＰＳＳＣＡ） 方案１ 的预测性能进行了定量的、系统的评估。评估表明： ＩＡＰＰＳＳＣＡ 对中国汛期大尺度的、重大的降水异常预报较好； 在不同区域，ＩＡＰＰＳＳＣＡ 的预测能力不同， 对中国东南区域显示出较高的预报准确度和可信度； 与单个预报相比， 集合预测水平稳定， 能提高总体预测水平。另外， 还对订正技术进行了改进研究， 距平百分率订正较距平订正效果为佳。

福建旱涝短期气候预测统计方法试验研究

利用最优子集、神经网络、EOF-CCA和均生函数4种常用统计方法,对福建春季、前汛期、后汛期和秋冬季进行年度、季度旱涝的短期气候预测试验,采用统一的评分标准评定。结果表明:最优子集、神经网络模型具有较好的预测能力,EOF-CCA模型有一定的预测能力,均生函数模型相对较差。

基于混合回归模型的夏季高温日数预测

本文以变化比较激烈的高温日数为对象,通过加权叠加、周期波动以及尺度比较等理论分析提出一种短期气候预测观点,即长周期波动可用当地前期各种气象要素的长周期被动的某种函数表示,而短周期波动依然与大范围周边环境因子的变化有关.采用功率谱分析、逐步回归、方差分析等常用统计手段和二项式平滑方法,建立长周期波动和波动偏差比的预报方程,在此基础上得到高温日数的预报方程.应用该方法对合肥地区的高温日数进行了预测试验,利用滚动预报得到13个预报样本.在13个试测样本中,有11个样本试测较为准确,试测准确率达到84.6%.在试测不准确的2个样本中,误差有5～6 d,而且它们出现在高温日数相对较多的年份,因此试测效果令人满意.

对流参数气候特征在短期预报中的应用

利用对流参数气候特征,可以判断对流天气出现的可能性,进而提高预报时效。以2004年和2005年6—8月石家庄17个地面站观测资料和邢台站高空探测资料为例,计算了对流有效位能(CAPE)、沙氏指数(SI)、K指数(KI)和对流性稳定度指数(IC)等对流参数的气候平均值(气候特征),求取雷暴日和强雷暴日各对流参数的平均值。结果表明:不同的月份与不同强度对流天气的气候特征有明显差别。计算了2006年7月逐日4个时次的对流参数,并分析这些参数与石家庄天气的关系表明,CAPE和SI能够较好地反映出强对流的一些特征。02时和14时加密探空资料弥补了08时和20时时间间隔较长的缺陷,对提高对流天气的短期和短时预报水平,有着十分重要的意义。

辽宁省近10年短期气候预测质量评估检验

参考了现阶段国内外的短期气候预测质量评估办法,根据短期气候预测业务的发展需要,提出了一种新的短期气候预测质量评估办法,并对近10年(1994年以来)辽宁省短期气候预测资料进行客观评定,把原办法的评定结论与之对比分析。结果表明:新办法的指导思想、评分原理以及预报评分规则和标准等方面均优于原办法,更符合实际,客观性更强,突出了气候预测的趋势性,提高了异常事件趋势的预测能力,能更好地反映当前短期气候预测业务水平。在绝大多数情况下,新办法评定的月、季、年尺度气候预测质量较原办法有明显提高,其中,全年降水预测质量平均提高4%,平均气温预测质量平均提高9%,所以新办法客观地评定更有利于促进短期气候预测质量和服务水平的提高。

影响上海、长江三角洲及华东地区热带气旋频数的短期气候预测

热带气旋频数的异常既是全球气候异常变化的产物，又对区域或全球的气候变化产生影响。本文简要简述了影响上海、长江三角洲及华东地区热带气旋频数的标准、气候特征，具有明确物理意义和预测 价值的影响因子、及在此基础上建立的多种客观业务预测方案。主要的客观预测方案均己安装在上海区域气象中心的短期气候预测工作站上，且先后自１９９６年起投入了准业务运行。最后介绍了主（官方）、客观预测方案的性能评估方法。结果表明：客观预测方案的总体性能较攻关前的官方预测好。

卡尔曼滤波方法在动力延伸预报产品释用中的应用

根据月时间尺度上的降水与大气环流之间的关系 ,利用国家气候中心 T6 3模式动力延伸预报产品 ,应用卡尔曼滤波方法对月时间尺度上降水进行了预测试验。结果表明该种模式动力产品释用方案在短期气候预测中具有较好的应用前景。

廊坊市短时强降水特征及其临近预报指标研究

利用MICAPS资料、自动站资料、雷达资料和NCEP 1°×1°间隔6 h再分析资料,对2005—2013年河北省廊坊市短时强降水的天气特征和物理环境场进行了综合分析,在研究强降水天气过程雷达特征的基础上,探讨了廊坊短时强降水天气的临近预报指标。结果表明:平均降水强度最大的区域集中在廊坊中西部固安、永清和霸州等地,强度达32~36 mm·h-1,整体呈现从中部向南北减小趋势,年际分布呈波动形式;短时强降水的雷达回波有移入型、合并加强型和本地发展型三种,而区域性短时强降水多为移入型或合并加强型;强降水开始前1 h,垂直方向上1.5—3.0 km之间有南风向西南风的转换,同时伴随风速增大。

海洋强国视野下的“海上丝绸之路”海洋新能源评估

"21世纪海上丝绸之路"("海上丝路")是构建"人类命运共同体"的重要举措,然而沿线薄弱的电力供应能力严重制约其高效展开。海洋新能源评估与开发既是破解"海上丝路"能源困局的最佳选择之一,也是推进互联互通、展开国际合作的良好契机,还是应对气候变化和常规能源紧缺的有效措施。本文首先论述海洋新能源在海洋强国建设中的重要作用,梳理资源评估现状,探析资源评估难点:资源气候特征详查、等级区划、与天文地球因子的相关、资源短期预报、长期演变规律、中长期预估、关键节点资源评价,并提供应对措施,为资源开发的精准选址、业务化运行和中长期规划提供科学依据,促进海洋新能源开发的产业化、规模化。最后展望海洋新能源数据集建设、人才培养与学科体系建设,为各国参与"海上丝路"建设的决策、科研、工程人员提供数据保障、决策支持。

月内短期气候预测中若干问题的讨论

首先介绍了月平均环流在气候预测中的应用 ,在此基础上 ,重点讨论了影响月内短期气候预测的若干因素 ,对可预报性的时空依赖性、初始场的作用、集合预报以及后处理进行了分析 ,并对其未来的发展做了展望。

短期气候预测的多时间序列相空间相似模型

为了充分利用对气候系统进行定时观测而积累的关于它过去和现在情况的大量数据，本文提出了短期气候预测的一种多时间序列相空间相似模型，并从与云南气候变化有某种物理关系的２０多个时间序列出发，建立了一个云南短期气候变化的年度预测模型。模型对云南８０个气象观测站点１９９１～１９９８年的５月雨量距平和５月气温距平预测检验的距平同号率分别达到４２４／６４０＝ ６６．３％ 和４２６／６４０＝ ６６．６％ ；对云南１９９０～１９９７年的６～８月雨量距平、６～８月气温距平、年雨量距平和年气温距平预测检验的距平同号率则可分别达到４０４／６４０＝ ６３．１％ 、４６３／６４０＝ ７２．３％ 、４５６／６４０＝ ７１．３％ 和４５５／６４０＝ ７１．１％ 。

动力延伸预报产品在辽宁短期气候预测中的释用

基于1961-2000年辽宁53个测站40a逐年的月气温距平和月降水距平百分率资料，根据EOF（经验正交函数）展开的空间特征向量分布特征，将前3个主要特征向量时间系数作为预报量，将500hPa高度场的高度距平、地转涡度作为预报因子，利用多元统计回归分析，建立了一套定点、定量预测辽宁各月气温与降水量的数学模型。利用该模型对2001～2005年辽宁53个测站的月气温距平和月降水距平百分率进行逐月预报试验。结果表明：对气温和降水量的趋势预报的评分均比较好，有87％以上的月气温距平预测结果的评分超过66．0分，各月的平均风评分均高于66．0分，年平均为75．5分或以上，总平均为83．1分；有70％的月降水距平百分率预测结果的R评分超过60．0分，各月的平均R评分都高于53．0分，年平均为58．0分以上，总平均为66．5分。但对异常气候的预测效果不明显。

配料法在短期气候预测中的应用研究

利用配料法,从上升运动、稳定度和水汽含量3个方面选择了非地转湿Q矢量散度、湿位涡和整层水汽含量作为"成分",设计了一个降水指数。对比分析江西地区2010—2013年汛期(4—6月)降水指数(利用NCEP FNL资料计算得到)和实况降水发现,降水指数与实况降水在数值和时间演变上都吻合非常好,这4年汛期逐日降水指数和实况降水的相关系数均超过了0.50,最高达到了0.71(2013年),降水指数较好地反映出了江西汛期的多雨时段和少雨时段。本文利用该降水指数和NCEP CFSv2 2014年4—6月气候预报场资料(2014年3月底起报)对2014年江西地区汛期降水作了预测,并取得了理想的效果。预测结果显示5月降水量最多、6月次之、4月最少,其中强降水时段主要为4月下旬至5月下旬、6月中旬至下旬,这与江西实况降水演变吻合非常好。空间分布上,预测降水的大值区与实况降水大值区也比较一致。可见,配料法在短期气候的预测中有较好的应用效果,可为定点、定量的气候预测提供参考。

福建春季降水量场预测模型研究

利用1960～2000年福建春季(2～4月)降水量场资料,分析了经验正交函数(EOF)展开得出的特征向量,以反映降水的空间分布特征。研究了前三种分布型的时间系数与前期北半球500 hPa、100 hPa月高度距平场和北太平洋海温距平场之间的关系,针对不同的分布型分别找出了不同的前期预测信号,以此为预测因子,构建出福建春季降水量场短期气候预测模型。利用该模型对2001、2002年福建春季降水量场进行试预测,取得了较满意的结果。

成都区域气象中心短期气候预测业务评估

采用预报评分 (P)、技巧评分 (S)、距平相关系数 (ACC)三种参数 ,对 1 0年来成都中心气象台月降水距平百分率和月平均气温距平预测、汛期 (6～ 8月 )降水距平百分率预测、以及年度降水距平百分率和年平均气温距平预测进行了评估 ,并对评估结果作了分析。