数值模式在沈阳地区降水预报中的检验评估
- 格式:docx
- 大小:11.92 KB
- 文档页数:2
ECMWF模式降水预报与极端天气预报指数在暴雨预报中的评估与应用季晓东;漆梁波【摘要】评估分析了欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF)细网格模式(以下简称EC-thin)在长三角地区汛期(5—9月)的暴雨预报评分及ECMWF降水极端天气预报指数(EFI)对暴雨预警的指示作用.研究发现:(1)EC-thin降水和降水EFI对暴雨预报的ETS评分随着预报时效的延长而明显降低,在短时效内,细网格模式降水预报占优,超过60 h后,降水EFI的评分相对更好.(2)对EC-thin降水而言,在不同的预报时效采用不同的降水阈值来预报暴雨,可望达到最佳的评分效果.短期时效内该阈值随着预报时效的延长,大致从55 mm逐渐下降到35 mm.(3)对于降水EFI而言,12—36 h内EFI为0.65~0.7时,暴雨预报ETS评分最高.随着预报时效的延长逐渐下降,60—84 h内EFI为0.55~0.6时,暴雨预报ETS评分最高.(4)在不同预报时效内,采用合理的方式和阈值综合考虑EC-thin降水和降水EFI,可望得到更高的暴雨预报评分.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2018(037)006【总页数】8页(P566-573)【关键词】暴雨预报;ECMWF细网格模式;极端天气预报指数EFI;ETS评分【作者】季晓东;漆梁波【作者单位】上海中心气象台,上海 200030;上海中心气象台,上海 200030【正文语种】中文【中图分类】P338+.8引言随着气候变暖,暴雨发生频率和强度有增加的趋势,常常衍生的洪涝灾害对社会和生态的影响力和破坏力也越来越严重[1,2],因此,探索提高暴雨预报的方法迫不及待。
随着数值天气预报的发展,高分辨数值模式产品在现代天气预报业务中已不可或缺[3]。
EC⁃MWF全球确定性模式(以下简称EC-thin)是最先进的数值天气预报模式之一,其对暴雨预报能力在持续上升[4,5]。
数值模式在沈阳地区降水预报中的检验评估近年来,随着气候变化和气象技术的不断进步,数值模式在天气预报中的应用越来越广泛。
数值模式通过对大气系统的数学物理模拟,可以提供准确的天气预报信息,包括降水预报。
在沈阳地区,降水预报对于农业、交通、民生等方面都具有重要意义,因此数值模式在沈阳地区降水预报中的检验评估显得尤为重要。
本文将对数值模式在沈阳地区降水预报中的检验评估进行探讨。
我们来了解一下数值模式在降水预报中的原理。
数值模式是通过对大气系统的温度、湿度、风速等参数进行数学物理模拟来预测未来一段时间内的天气情况。
在降水预报中,数值模式会模拟大气中水汽的输送和凝结过程,从而得出未来降水的分布和强度。
也就是说,数值模式在降水预报中所依赖的基本观测数据有温度、湿度、风速和风向等因素,也离不开我们实时获取的数据情况。
在沈阳地区,由于地理位置和季节变化等因素的影响,降水预报的准确性往往受到一定的挑战。
在数值模式的检验评估过程中,我们首先需要对比数值模式的预报结果与实际观测数据的差异,这包括降水的发生时间、地点和强度等方面。
只有通过检验评估,我们才能更好地了解数值模式的准确性和可靠性,从而指导我们更准确地进行降水预报。
在进行数值模式的检验评估时,主要有一些常用的方法和指标。
最常用的方法之一是对数值模式的降水预报结果和实际观测数据进行比对,计算误差指标,如平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)等,并对误差分布进行统计分析。
还可以通过统计学方法,如相关系数、偏差等来评价数值模式的降水预报准确性。
通过这些方法和指标的检验评估,我们能够更清楚地了解数值模式在沈阳地区降水预报中的可靠性和准确性,也能够指导我们更好地改进数值模式。
在沈阳地区降水预报中,数值模式的检验评估工作近年来得到了积极推进。
通过对数值模式的降水预报结果和实际观测数据进行比对,我们发现数值模式的降水预报在时间尺度和空间尺度上都有了较大的改进,尤其是在对降水发生的时间和位置的预报上取得了较好的准确性。
2021.08科学技术创新随着数值与预报产品的快速发展,数值预报产品不断完善,预报精度也越来越高,但各种数值预报产品都有各自的优缺点,并且在预报时还要考虑地形、边界条件、初始场、物理过程及模式自身的影响,尤其是对定量降水预报无论是从量级大小,还是从空间分布来看都不可避免的会存在一些误差[1]。
因此,对数值预报产品的对比检验和分析,需要选择更好的数值预报产品来提高预报的准确率。
预报员应用数值预报产品时,对数值模式预报的形势场、要素场在时效、移动、强弱等方面,时常感到有定性的预报偏差,这给天气预报带来了一定的困难,并且随着预报时间的增加,预报误差也逐渐增大,准确率随之减弱[2-4]。
除此之外,预报员应该在预报的过程中要对预报误差检验并且分析,了解预报产品性能,从而得出结论,提高对数值预报产品的利用率[5]。
1资料与研究方法本文采取四川省2015年8月1日-30日20时的24h 累计降水量资料、ECM W F 、T639模式20时24h 和48h 的网格点降水资料,把当天20时ECM W F 和T63924h 、48h 传真降水预报资料分别插值到四个(温江站,西昌站,甘孜站,红原站)站点上,获得两种预报产品,其中西昌站实况降水观测资料中8月2日和7日缺测,在统计过程中降水以0.0m m 处理。
本文对四川盆地的降水量级进行检验,从而了解降水模式的预报性能。
2模式预报对降水量的检验降水过程是由各种天气尺度系统相互作用产生的,而这种相互作用是复杂多变的,因此,主观分析无法对各种降水预报时效的预报效果作长时间的尺度分析,本节资料选择8月的降水预报24h 、48h 预报时效的24h 预报值与其对应时间段的24h 实况值进行检验分析,检验的客观方法选择TS 评分检验和预报偏差B 值检验,另有空报率和漏报率辅助检验。
降水检验时,定义24小时降水量为8月每日20时到次日20时的累计降水量,相对应模式预报为24h 降水量。
ECMWF高分辨率模式降水预报能力评估与误差分析曹越;赵琳娜;巩远发;许东蓓;高迎娟【摘要】利用2015—2017年6—8月ECMWF高分辨率模式(ECMWF-Hi)的加工产品,结合我国2400多个国家级气象站逐小时降水观测资料,对ECMWF-Hi产品24 h降水预报的准确度、集中度和相关性进行了评估,并与ECMWF集合预报模式(ECMWF-EPS)24 h降水预报产品进行比较.为更好地描述预报的集中度,避免单纯用标准差比或平均值比刻画预报集中度的缺陷,建立一个综合标准差和平均值的R指数,用之定量描述模式预报的集中度.结果表明:(1)ECMWF-Hi在均方根误差的检验方面并未表现出优势;而分辨率较低的ECMWF-EPS集合平均预报误差最小.(2)ECMWF-Hi对研究区域降水预报的集中度的整体描述较为准确,离散度与观测较为相似,预报期望也与观测降水的期望最接近,EC-MWF-Hi比ECMWF-EPS的集合控制预报与集合平均对观测降水集中度的刻画较为准确.(3)研究区域内各站点R指数分布表明,ECMWF-Hi与ECMWF-EPS控制预报、平均预报相比,对平均值预报不足的站点较多,且这些站点的预报集中度普遍大于观测,ECMWF-Hi的降水预报更接近观测降水.(4)评估应用结果表明,R指数不仅能定性评估模式的集中度,也可定量描述集中度大小.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】10页(P249-258)【关键词】ECMWF高分辨率模式;降水预报;误差分析;集中度;R指数【作者】曹越;赵琳娜;巩远发;许东蓓;高迎娟【作者单位】成都信息工程大学高原大气与环境四川省重点实验室,成都610225;中国气象科学研究院,北京100081;中国气象科学研究院,北京100081;成都信息工程大学高原大气与环境四川省重点实验室,成都610225;成都信息工程大学高原大气与环境四川省重点实验室,成都610225;成都信息工程大学高原大气与环境四川省重点实验室,成都610225;吉林省通化市气象局,通化134001【正文语种】中文【中图分类】P456.7引言数值天气预报是用一组流体力学和热力学方程组,根据一定初始条件和边界条件,积分求解未来一定时段大气运动状态的方法。
沈阳地区一次大雨到暴雨预报技术总结作者:刘青李晓鸥张琳李琳琳侯婉婷吴宇童杨黎黎来源:《西部论丛》2019年第28期一、天气概况2019年7月29日至30日,受低涡和蒙古低压共同影响,沈阳市出现大雨到暴雨,局部大暴雨。
全地区平均降水量40.4毫米,最大降水量142.0毫米,出现在法库丁家房镇。
此次过程具有降水强度大、降水分布西北多东南少等特点,对城市防汛和交通带来极大影响。
二、成因分析1. 资料与方法利用高空探测、地面等常规资料;欧洲细网格等数值预报产品对此次过程的成因进行了分析。
得出此次大雨发生的主要原因,为今后的大雨预报提供很好的借鉴。
2. 天气尺度系统分析2.1环流背景分析2.1.1 500hPa29日08时500hPa贝加尔湖东南部、外蒙古地区为一低值系统,河套地区东部存在浅槽。
29日白天槽线逐渐东移加深,低涡逐渐东移南压。
到了20时南北两个系统汇合。
29日夜间由于受到副高的阻挡,整个系统移动缓慢,29日夜间是沈阳地区降水最为集中时期。
2.1.2 850hPa29日850hPa在华北东部有一东北西南向的切变线,切变线前,西南急流风速达到16m/s,将海上水汽不断向东北输送。
沈阳地区比湿达到12g/kg以上。
2.1.3 地面29日白天,内蒙古地区存在一中心气压为995hPa的低压,逐渐东移南压;河北东部地区也存在一低压系统,并逐渐向东北方向移动。
29日17时南北系统在辽宁西北部地区汇合,夜间沈阳地区一直位于低压的底前部,降水强度较大。
综上分析,受低涡和蒙古低压的共同影响,低空急流在我省建立并加强,将海上水汽由西南向东北不断输送,并且,我省一直位于低压的底部,并受到副高系统的阻挡,形成有利于出现明显降水的天气形势,造成了沈阳地区暴雨,局部大暴雨的天气。
2.2探空资料分析29日20时,Tlogp图上沈阳(选取通辽54135站探空)上空垂直风切变并不大。
K指数24.7,沙氏指数4.3,Cape值为75.3,这些指标都表明大气层结相对稳定。
全国雷达分钟降水方法在面雨量预报上应用的检验作者:丁劲张国平高金兵王曙东王阔音薛冰章芳杨静来源:《安徽农业科学》2021年第17期摘要为了解基于全国雷达分钟降水方法在面雨量上的短期预报效果,利用2020年7月25日08:00—28日08:00安徽巢湖及其子流域的实况面雨量数据,依据平均绝对误差、均方根误差、TS评分、漏报率和空报率几项检验指标,对安徽巢湖及其子流域研究时段内逐小时和累计2 h面雨量预报结果进行检验评估。
结果表明,全国雷达分钟降水方法对巢湖北部平原区子流域的预报效果好于南部丘陵地区子流域;累积2 h产品的预报效果好于逐小时产品的预报效果;对小雨量的预报结果优于大雨量的预报结果。
关键词全国雷达分钟降水方法;流域;面雨量;短期预报;检验中图分类号 S165 文献标识码 A文章编号 0517-6611(2021)17-0221-05doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.056Abstract In order to understand the short-term forecasting effect on the surface rainfall based on the minute quantitative precipitation forecast (MQPF),the actual surface rainfall data of Anhui Chaohu Lake and its sub-catchments from 08:00 July 25 to 08:00 July 28, 2020 were used to relyon the average absolute error,root mean square error,TS score,omission rate and false prediction ratio were several test indicators to test and evaluate the hourly and cumulative 2-h area rainfall forecast results during the study period of Chaohu Lake and its sub-catchments in Anhui.The results showed that the MQPF forecast had a better forecasting effect on the sub-basins in the northern plain area of Chaohu Lake than those in the southern hilly area.More accurate forecast could be seen in cumulative two-hour products than hourly products.The low rainfall level showed better results than the forecast for high rainfall level.Key words Minute quantitative precipitation forecast (MQPF);Basins;Area rainfall;Short-term forecast;Verification面雨量是水文预报中的一个重要参量,面雨量预报的精度直接关系到洪水预报精度和洪水调度决策的科学性[1]。
三种数值模式对长江上游面雨量预报能力的评估向永龙;邬昀;孙士型;范元月;饶传新【摘要】Abstrat:Using the daily area rainfall of observation and three forecasting models in the upper reaches of the Yangtze River from 2007 to 2008, based on TS scoring methods, the capability is inspected of the models to heavy prediction over the upper reaches of the Yangtze River. Test results show that the three models are of different precipitation forecasting capacity:the score of Japan's JMH Model is 38.5%;the score of China's T213 model is 28.2%;the score of Germany GER model is 26.9%. Based on the qualitative assessment of precipitation area, a linear regression equation is established for precipitation forecast products and the precipitation.%提利用2007—2008年长江上游逐日面雨量实况和中国T213、日本JMH、德国GER三种数值模式降水预报格点资料,采用TS评分方法,检验三种数值模式对长江上游面雨量≥20mm强降水的预报能力。
检验结果显示,日本JMH模式12~36h预报评分达38.5%;中国T213模式为28.2%;德国GER 模式为26.9%。
2017年辽宁省精细化网格预报24h降水预报产品检验作者:谭政华高艳波吉奇来源:《现代农业科技》2019年第12期摘要; ; 本文采用辽宁省62个国家级气象站的降水观测资料,对2017年辽宁省精细化网格预报24 h降水预报产品进行了初步检验。
结果表明,对于晴雨预报,精细化网格预报对辽宁西部地区的预报效果较好,东部地区晴雨预报准确率相对较低;对于降水预报,精细化网格预报对辽宁东、西部地形复杂地区的降水预报效果较好,对辽宁中部辽河平原地区的降水预报效果较差,主要体现为辽宁中部地区的降水漏报率较辽宁东、西部地区高,并且对于辽宁大部分地区,降水的空报现象较漏报现象严重;对于强降水预报,精细化网格预报对辽宁东南部地区的强降水预报效果相对较好,对辽宁其他地区预报效果整体较差,强降水的漏报、空报现象均较为严重,应用精细化网格预报做强降水预报时需加强订正。
关键词; ; 精细化网格预报;24 h降水预报产品;预报检验;辽宁省;2017年中图分类号; ; P459.9; ; ; ; 文献标识码; ; A; ; ; ; 文章编号; ;1007-5739(2019)12-0174-03随着数值预报技术水平的发展,近年来,格点预报产品的时间、空间分辨率快速提高,精细化格点预报逐步成为重要的天气预报产品之一。
评价格点预报的预报效果和针对格点预报进行检验分析是产品应用和误差订正的重要前提,可以帮助业务人员了解预报产品性能和数值模式物理过程设计的合理性[1]。
李博渊等[2]分析了ECMWF产品对北疆地区降雪的预报效果,发现该模式对强降雪量级的预报有系统性偏小的特点;井立红等[3]对塔城地区多种降水预报产品进行了检验,发现不同模式对降水预报的效果存在差异;陈圣劼等[4]在数值模式产品的基础上,选取相关预报因子建立了江苏地区的暴雨概率预报方法,提高了暴雨预报准确率;薛春芳等[5]采用面向对象模式诊断分析方法(MODE)研究了日本细网格预报产品的预报效果,发现该模式对高纬度地区的降水强度预报效果较好,但低纬度地区降水落区的面积预报更准确;孙; 军等[6]对北京地区冬春季多次弱降水预报的失误案例进行了分析,给出了不同天气形势下弱降水预报主观订正的主要着眼点。
东北区域业务模式预报产品检验评估系统的建立及应用杨阳;王连仲;周晓珊【摘要】Verification and evaluation system of operational model forecast products in Northeast China was estab-lished,and then the precipitation forecast abilities of the new 3 km version and the old 9 km version of operational models were verified and evaluated. The system runs every day automatically,and precipitation,surface tempera-ture,weather situation field and typhoon forecast products are verified. The verification results are displayed in real time in a textual and graphic form,respectively,through the mesoscale numerical forecasting web pages of North-east Regional Meteorological Center Local Area Network. Furthermore,the system can compare and evaluate the forecast abilities of different versions of operational models according to typical precipitation cases. The verification and evaluation results show that the new version of operational model obviously improves the forecast abilities for the grade of heavy rain or above. Although the false-alarm rates are higher,winter snowfall and southerly situation are better forecasted by the new version of the model. With the improvements in horizontal resolution and meso-micro scale topographic features,large scale precipitation forecast abilities are enhanced. However,increasing the vertical resolution of the model will create more false numerical point storm on precipitation forecast, leading to higher false-alarm rates.%本文建立了东北区域业务模式预报产品检验评估系统,并对东北区域3 km业务模式系统与原东北区域9 km业务模式系统的降水预报效果进行了检验评估.东北区域业务模式预报产品检验评估系统每日自动运行,对降水、地面温度、形势场和台风预报产品进行检验,检验结果以文本和图形两种方式在东北区域气象中心局域网的中尺度数值预报网页上实时显示.同时,东北区域业务模式预报产品检验评估系统可以根据选取的具有代表性的降水个例,对更新改进后的业务模式与目前运行的业务模式预报产品检验结果进行对比评估.检验评估结果表明:新东北区域模式系统对大雨及以上量级降雨预报的改进效果明显,对冬季降雪和南来系统的预报效果也优于原业务模式,但空报率较高.随着数值模式水平分辨率的提高,增加了中小尺度地形信息特征,改进了大尺度降水的预报效果;数值模式垂直分辨率的提高,降水模拟易形成更多的虚假"数值风暴点",导致空报更多.【期刊名称】《气象与环境学报》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】8页(P21-28)【关键词】东北区域;数值模式;检验;评估【作者】杨阳;王连仲;周晓珊【作者单位】中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110166;中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110166;中国气象局沈阳大气环境研究所,辽宁沈阳110166【正文语种】中文【中图分类】P456.7东北区域中尺度数值预报业务系统已投入业务运行多年[1-5],模式系统经过更新与多次升级,数值模式的初值获取可以采用多种方法,从逐步订正、最优插值、三维变分到资料同化系统的建立,数值模式资料的使用也由最初的高空观测、地面观测到目前的卫星资料、雷达资料等多种资料的综合应用。
邻域空间检验方法在降水评估中的应用赵滨;张博【摘要】传统的降水检验中多采用TS评分等分类检验方法,这些方法由于使用点对点的比较方式,使得降水评估受到空间及时间微小差异所带来的"双重惩罚",无法客观反映降水预报的真实能力.邻域空间检验方法(FSS)通过比较不同邻域尺度内降水发生概率以获取降水的综合评估信息,是弥补传统技巧评分"双重惩罚"问题的有效手段.利用GRAPES区域模式2016年7—8月逐日降水预报产品及国家气象信息中心提供的格点化降水融合产品,考察邻域空间检验方法在降水检验中的效果及与传统技巧评分的差异,最终获取结合空间及传统分类检验方法的降水评估方案.结果表明,TS评分在较小量级降水阈值条件下可获取与FSS相似的评估效果,但在较高量级阈值下评分特征不稳定,而FSS评分在不同阈值条件下均可表现出相似的变化趋势,在降水预报较弱时段依然存在明显的评估差异,易于区分逐日强降水预报特征.通过对多雨(南部)、少雨(北部)分区的检验发现,FSS评分在南部区域对强降水的描述能力明显优于TS评分,在强降水相对缺乏的地区(北部),TS评分对强降水描述能力甚弱,邻域空间检验方法则可有效呈现逐日强降水预报差异.%Methods for dichotomous forecasts(yes/no)(Threat Score et al.)are always used in the verification of precipitation forecasts.But these standard methods are affected by the well-known double penalty problem.In a point to point comparison,small displacements in space or time with regard to the observation causes double-penalty to the forecast.Spatial techniques as the popular scientific and diagnostic meth-ods have been recently developed to alleviate this problem.The neighborhood spatial verification method Fraction Skill Score(FSS)directly compares the fractional coverageof events in windows surrouding the observations and forecasts. Based on daily forecast products from GRAPES regional model and QPE products from national meteorological information center during July and August in 2016,we study the ef-fects of FSS in precipitation verification and its difference from traditional skill score.It shows that the TS can get a similar trend to FSS with low precipitation threshold and becomes unstable with high threshold.The FSS show a similar trend with different thresholds,and it still rep-resents a significant difference in the period of weak forecast that should distinguish features of daily heavy rainfall forecast.By partitioning verification for North and South,FSS score in the southern region shows the ability to describe the strong rainfall significantly better than the TS score.In the area with relatively severe precipitation(north),the TS score has a low ability to describe the heavy rainfall,and the neighbor-hood spatial test method can effectively show the difference of daily precipitation forecast.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】7页(P1-7)【关键词】邻域空间检验方法;FSS评分;TS评分;评估方案【作者】赵滨;张博【作者单位】国家气象中心,北京100081;国家气象中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P459.9引言随着数值计算能力的不断提高,数值模式已具备对较小尺度系统(台风降水及飑线等)的指导预报能力,同时对人们更为关注的降水雨带形势及移动特征也可提供精确的预报信息[1-2]。
多模式对东北地区月气温的预测性能对比评估王莹;李永生;段春锋【摘要】基于BCC的DERF 2.0(中国)、CFSv2(美国)、EC(欧洲)、TCC(日本)4种模式开展的1983 2010年对东北地区的回报试验结果、2011-2014年业务应用结果和国家气象信息中心提供的东北地区172个台站气象观测资料,利用距平相关系数(ACC)、趋势异常综合检验(PS)评估和距平符号一致率(PC)3种定量方法对比评估了4种模式对东北地区月气温的预测性能.结果表明,EC模式和CFSv2模式与BCC模式和TCC模式相比,对月气温的总体预测效果较好,有一定的预测技巧.从空间上来看,CFSv2的PC在前半年表现的比后半年的略好,PC超过80%的范围比较大.CFSv2和EC模式对东北地区夏季典型低温年有一定的预测能力.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2016(044)005【总页数】6页(P749-753,762)【关键词】气候模式;月气温;预测性能;评估【作者】王莹;李永生;段春锋【作者单位】黑龙江省气象服务中心,哈尔滨150036;黑龙江省气候中心,哈尔滨150030;安徽省气候中心,合肥230031【正文语种】中文东北地区是中国最主要的粮食产区和最大的商品粮基地,粮食多年平均产量占全国的十分之一左右[1],因此短期气候预测对农业生产显得尤为重要。
目前短期气候预测的主要技术手段是基于动力和统计相结合的方法进行预测[2-3],但面对社会日益提高的需求,以及现代气候业务发展,模式的直接预测产品也要求的越来越精细[4-5]。
作者已经分析了基于BCC的DERF2.0(中国)、CFSv2(美国)、EC(欧洲)、TCC(日本)4种模式开展的对东北地区月降水的预测性能,本文继续分析对比多模式对东北地区月气温的预测能力,评估各模式的预测性能,并对东北地区典型夏季低温年的预测能力进行了分析,以期为农业生产提供科学决策的依据。
本文所用气温资料为中国气象局信息中心提供的相对完整的东北地区172站气温资料,模式资料为国家气候中心提供的BCC(中国的DERF2.0)、CFSv2(美国)、EC(欧洲)、TCC(日本)4种模式资料,为了对比评估方便,DERF2.0用BCC代替。
沈阳降水相态特征分析及预报方法段云霞;李得勤;李大为;梁红;柴晓玲;张帅【摘要】基于2003~2012年1~3月与11~12月沈阳市浑南站近10 a常规地面和探空观测资料,将影响沈阳地区的天气形势分为冷高前部、蒙古气旋、华北—河套气旋和倒槽—江淮气旋型,基于不同高度上的温度和气压层间的位势厚度,建立沈阳不同天气形势降水相态预报的指标。
不同天气形势对应的不同降水相态的温度及位势厚度特征存在明显差异,冷高前部型对应冷空气最强,降水相态一般为雪,其温度指标较其他天气型更低,位势厚度指标也较其他天气型更小,另外3种天气形势的降水相态也能通过温度和位势厚度指标加以区分。
此外,位势厚度作为预报指标较温度指标更易区分降水相态,尤其是700 hPa与1000 hPa之间的位势厚度(H700-1000)在不同天气分型条件下差别较大。
通过与不同地区建立的降水相态预报指标对比发现,建立的预报指标与以往的研究比较接近,但基于天气分型建立的预报指标更有利于对不同降水相态的准确预报和把握。
%Based on surface conventional observation data and sounding data from January to March and November to December during 2003-2012 at Hunnan stationof Shenyang,the weather circulation influencing Shenyang was classified into four patterns including the front of cold high pressure,Mongolia cyclone,North China-Yellow River cyclone and the inverted trough-Changjiang-Huaihe cy-clone firstly,then on the basis of that,the identification criterions of different precipitation phase in winter of Shenyang were estab-lished.By comparing the identification criterions of different precipitation phase,it was found that there were significant differences in temperature and geopotential thickness for differentprecipitation phase under different weather patterns.The strength of cold air was strongest under the front of cold high pressure situation,and temperature was lower and geopotential thickness was thinner than those under other weather situations.However,temperature and geopotential thickness could be used to distinguish precipitation phase of the other three weather patterns quite well.It was more likely to distinguish precipitation phase with geopotential thickness than that with temperature only,especially the geopotential thickness between 700 hPa and 1 000 hPa.Finally,by comparing the identification crite-rions with the past work,though the identification criterion in this work was more close to the past,it was more conductive to distin-guish precipitation phase and make more accurate prediction based on weather patterns.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2016(034)001【总页数】8页(P51-57,74)【关键词】天气分型;降水相态;指标;位势厚度【作者】段云霞;李得勤;李大为;梁红;柴晓玲;张帅【作者单位】辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳 110168; 南京信息工程大学,江苏南京 210044;沈阳中心气象台,辽宁沈阳 110016;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳 110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳 110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳 110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳 110168【正文语种】中文【中图分类】P457.6引言沈阳地区冬季相对较长,冷暖季节交替时,单次降水过程经常会伴随不同降水相态的变化,特别在寒潮天气爆发时,降温幅度大,导致降水相态转变的天气经常发生,对降水相态及不同相态转变时间的准确预报是天气预报工作中面临的难题。
华东区域数值预报系统对极端降水预报能力的评估王晓峰;许晓林;徐同;杨玉华;张赟程【摘要】对SMS-WARMSV2.0业务系统、欧洲中期天气预报中心全球模式(EC 模式)及全球预报系统模式(GFS模式)2016年1—12月降水预报结果进行统计检验,并对2016年我国多个极端降水案例进行对比检验.结果表明:技巧评分(TS)、公平技巧评分(ETS)、真实技巧评分(TSS)和击中率(PODY)多种统计检验指标证实华东区域数值预报系统对小雨、暴雨和大暴雨的预报技巧优于EC和GFS全球模式,在暴雨以上量级优势更为显著.多个极端降水案例检验表明,区域模式相对于全球模式对极端降水具备更强的预报能力.【期刊名称】《气象科技进展》【年(卷),期】2017(007)006【总页数】8页(P67-74)【关键词】SMS-WARMSV2.0;极端降水;评估【作者】王晓峰;许晓林;徐同;杨玉华;张赟程【作者单位】上海市气象科学研究所,上海 200030;中国气象局台风数值预报重点实验室,上海 200030;中国气象局台风数值预报重点实验室,上海 200030;中国气象局上海台风研究所,上海 200030;中国气象局台风数值预报重点实验室,上海200030;中国气象局上海台风研究所,上海 200030;中国气象局台风数值预报重点实验室,上海 200030;中国气象局上海台风研究所,上海 200030;上海市气象科学研究所,上海 200030;中国气象局台风数值预报重点实验室,上海 200030【正文语种】中文0 引言SMS-WARMSV2.0是新一代上海区域中尺度模式,其水平分辨率为9 km,以全球预报系统(global forecast system,GFS)分析场为初始场,分别在每日00和12 UTC(对应北京时08和20时)起报,预报时效为72 h。
该系统在原区域中尺度模式基础上升级而成,于2014年6月开始进行业务试运行。
基于WRF模式的暴雨天气过程的数值模拟及诊断分析基于WRF模式的暴雨天气过程的数值模拟及诊断分析摘要:本文基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,通过对暴雨天气过程的数值模拟和诊断分析,探讨了该模式在暴雨天气预报中的应用价值。
文章首先介绍了WRF模式的原理和特点,然后通过选取一次典型的暴雨天气过程,对其进行了数值模拟,并对模拟结果进行了诊断分析。
研究结果表明,WRF模式能够较好地模拟暴雨天气过程的空间分布和时间演变,对于暴雨天气的预报具有一定的应用价值。
关键词:WRF模式;暴雨天气;数值模拟;诊断分析;应用价值1. 引言暴雨天气是一种常见的极端天气事件,具有强降雨、短时强降雨等特点,对于城市排水系统、农田水利工程等具有重要的影响。
因此,准确预测和及时预警暴雨天气对于社会生产和人们生活的安全具有重大意义。
数值模型在天气预报中的应用已经成为一种常见的方法,而WRF模式由于其高分辨率、多参数选项和灵活性等特点,成为研究暴雨天气的重要工具。
2. WRF模式原理和特点WRF模式是一种非静态数值天气模式,采用有限差分和有限元方法,可以模拟大气的运动、能量和湿度输送等过程。
其多参数选项和灵活的配置方式,使得模式可以根据不同的研究需求进行自定义设置,以适应不同区域和时间尺度的天气模拟。
3. 数值模拟实验设计选取一次典型的暴雨天气过程作为研究对象,根据观测资料和实测数据,设置模拟初始场和边界条件,并设置合适的模拟区域和网格分辨率。
同时,选择适当的物理过程参数,包括大气边界层参数化方案、云物理方案等。
4. 数值模拟结果分析通过对数值模拟结果的分析,可以获得暴雨天气过程的空间分布和时间演变等信息,进而对暴雨形成机理进行探讨。
模拟结果显示,在合适的模拟设置下,WRF模式能够较好地模拟暴雨天气过程的特征,包括降水强度、降水类型、降水范围等。
5. 诊断分析方法与结果为了深入理解模拟结果,对模拟结果进行了进一步的诊断分析。
基于数值模式的暴雨预报精度评估引言•暴雨预报的重要性和挑战•数值模式在暴雨预报中的应用数值模式的基本原理•数值模式的定义和概念•相关数学方程和物理参数•数值模式的计算方法暴雨预报中的评估指标•预报精度评估的重要性和意义•常用的评估指标介绍–均方根误差(RMSE)–平均绝对误差(MAE)–相关系数(Correlation Coefficient)–偏差(Bias)数值模式在暴雨预报中的应用案例•实例1:使用数值模式进行暴雨预报–数据收集与处理–模型参数设置–模型运行与结果输出–评估指标计算与结果分析•实例2:不同数值模式的预报比较–基本背景和数据收集–模型比较的方法和评估指标选择–模型预报结果的比较和分析数值模式预报的优势和局限性•优势:高时空分辨率、物理过程模拟准确性等•局限性:初始条件和边界条件、参数化方案误差、模型参数选择等提升数值模式预报精度的方法和研究方向•数据同化方法的应用•参数优化和模型改进•多模式集合预报方法结论•数值模式在暴雨预报中的应用前景•预报精度评估的重要性和挑战•未来研究的发展方向基于数值模式的暴雨预报精度评估暴雨预报对于减少灾害和保护人们生命财产安全具有重要的意义。
随着科技的发展,数值模式成为了暴雨预报中的一种常用工具。
本文将介绍基于数值模式的暴雨预报精度评估方法,并探讨数值模式在暴雨预报中的应用案例、优势和局限性,以及提升数值模式预报精度的方法和研究方向。
引言暴雨是一种极端天气现象,其短时强降水和高强度降水给社会生产和人类生活带来了巨大影响。
因此,准确预报暴雨成为了气象预报的重要目标之一。
为了实现准确的暴雨预报,科学家们研发了各类气象数值模式。
数值模式的基本原理数值模式是一种利用数学方程和物理参数来模拟大气环流和天气现象的数值计算方法。
它基于大气物理方程,通过对初始和边界条件进行数值积分,来预测未来一段时间内的天气变化。
数值模式可以根据预测区域和需要的时空分辨率来选择合适的参数设定和计算方法。
Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.9东北冷涡影响下本溪温度和降水预报技术研究魏海宁,寇思聪,丁 伟,王焕毅,李雪洋辽宁省本溪市气象局,辽宁本溪 117000摘要 每年5—6月本溪地区受冷涡系统影响天气增多,多阵性降雨天气,冷涡系统带来的特殊天气也给本溪地区温度和降水预报带来了较大的难度,造成温度预报和降水预报质量不高。
通过对2019年5月1—6月11日影响本溪地区的冷涡系统进行追踪,分析了冷涡的位置、强度等对本溪地区温度、降水的影响特征。
同时,对数值预报产品进行了模式检验,以期为今后的预报提供有力的技术支撑,有效增强预报能力,提高预报质量。
关键词 东北冷涡;模式检验;天气形势分析中图分类号:P458 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)09–0100-03东北冷涡是造成中国东北地区持续阴雨洪涝、突发性强对流天气的重要天气系统。
预报东北冷涡及其引发的天气现象一直是东北地区气象科技工作者关注和研究的问题。
蒋大凯等[1]对东北冷涡气候特征及其对辽宁气温的影响进行了研究,孙力[2]对1956—1990年的冷涡气候特征进行分析,得出大量有价值的结论。
同时,随着数值模式的不断完善,利用数值模式取代传统的预报方式,并将数值模式的预报业务普及至其他行业已逐渐成为一大趋势。
许多学者研究发现数值模式预报效果具有时间和空间上的显著差异,对数值模式的检验可以帮助预报员更好地了解数值预报对本地预报结论的适用程度,对天气系统的分析提供帮助,提高预报的准确率[3-9]。
由于每年5—6月多受冷涡系统的影响,本地温度预报和降水预报难度加大,预报质量明显下降,因此,从冷涡系统季节变化特征入手,通过对多模式预报的检验,为冷涡系统影响下提高本溪地区的预报质量提供有力的技术保障。
1 资料来源和东北冷涡标准应用2019年5月1日—6月11日Micaps 中500 hPa高度、850 hPa温度、850 hPa 风场和本溪市区、本溪县、桓仁县观测站的地面逐日气温和逐日降水量数据。
沈阳爆胎气象条件指数预报方法研究隋东;梁红;安昕;张郁;张思瑶;韦涛;王炳川;赵凤【摘要】The correlation was analyzed between the daily maximum surface temperature in Shenyang and 140 observation factors such as temperature,relative humidity,cloud cover,wind direction,windspeed,precipitation,etc.The results show that the relationship between the daily maximum surface temperature and air temperature was the best with positive correlation coefficient above 0.7.The relative humidity was also one of the main factors affecting the maximum surface temperature,and the negative correlation coefficient was below-0.6.The skid resistance of pavement was mainly affected by precipitation.Generally speaking,the greater precipitation intensity and precipitation amount,the greater impact on road conditions and vehicle driving.However,the light rain was more likely to cause a tire burst accident than a moderate rain.When the road was wet or had a small amount of water,the road surface friction coefficient decreased,which was easy to cause traffic accidents.According to the selected correlation factors,the binary linear regression equation between daily maximum surface temperature and the correlation factors was established.The prediction method of tire burst meteorological condition index in Shenyang was obtained.The tire burst meteorological condition index was divided into four grades.The tire burst meteorological condition index was calculated and tested in July 2015,there were 2 tire burst accidents in Shenyang city area,and tire burst meteorologicalcondition index reached 3 level.%通过对沈阳观象台气温、相对湿度、云量、风速和降水等140个观测因子与日地面最高温度进行相关分析,发现日地面最高温度与气温相关关系最好,正相关系数在0.7以上,相对湿度也是影响地面最高温度变化的主要因子之一,负相关系数绝对值大于0.6.路面抗滑能力主要受降水影响,一般来说,降水强度越强、降水量越大,对路况和车辆行驶的影响越大,但小雨较中雨时的爆胎事故发生概率更高,这主要是因为小雨车速较快,而且路面潮湿或有少量积水,路面摩擦系数降低,容易引起交通爆胎事故.基于选择的相关因子,建立日地面最高温度与相关因子间的二元线性回归方程,得出沈阳爆胎气象条件指数预报方法,爆胎气象条件指数共分为4个等级.经过对2015年7月爆胎气象条件指数计算检验,沈阳市区内2次爆胎事故,爆胎气象条件指数均达到3级.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2017(035)005【总页数】6页(P893-898)【关键词】沈阳;夏季;地面最高温度;爆胎气象条件指数;预报方法【作者】隋东;梁红;安昕;张郁;张思瑶;韦涛;王炳川;赵凤【作者单位】辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳110168;辽宁省沈阳市气象局,辽宁沈阳110168;辽宁省沈阳市苏家屯区气象局,辽宁沈阳110179【正文语种】中文【中图分类】X951隋东,梁红,安昕,等.沈阳爆胎气象条件指数预报方法研究[J].干旱气象,2017,35(5):893-898, [SUI Dong, LIANG Hong, AN Xin, et al. Tire Burst Meteorological Condition Index Forecast Method in Shengyang[J]. Journal of Arid Meteorology, 2017, 35(5):893-898], DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2017)-05-0893随着我国机动化社会进程的不断加快,公路交通安全问题日益受到社会各界的关注。
数值模式在沈阳地区降水预报中的检验评估
近年来,我国各地不断加大对气象服务的投入,完善气象预报技术。
而降水预报作为
气象预报中最重要的一项,更是受到了广泛的关注。
在降水预报中,数值模式作为预报工
具之一,被广泛应用于各种气象预报中,因为数值模式预报可以提供预报区域内具有空间
和时间跨度的气象要素,能够为预报员提供有关降水的相关数据信息这对于制定天气预警、指导生产等方面都有着很大的作用。
然而,数值模式预报在实际应用中的精度和稳定性还存在着较大的挑战。
因此,对数
值模式预报结果的检验与评估,对于了解数值模式预报数据的可靠性和精度,指导实际气
象预报有着至关重要的作用。
本文以沈阳地区为例,介绍数值模式在降水预报中的基本思
路及相应评估方法。
一、数值模式评估方法
(1)误差评估法
误差评估法是常用的数值模式预报评估方法,常采用比较观测值与数值模式预报值之
间的差异,评估预报精度。
常见的误差评估指标包括平均误差(ME)、均方根误差(RMSE)、相关系数、r和偏差系数(BIAS)等等。
a、平均误差(ME)
平均误差是指在数值模拟和实测结果之间求取差值,再对这些差值求平均的值,公式为:
ME=(1/n)Σ(Xp-Xo)i
其中,Xp是模式预报值,Xo是实测值,n是样本容量,“ i”是表示第i个样本。
均方根误差是指用平均误差的平方和除以样本数,再开方,并四舍五入到指定的位数,公式为:
其中,“²”表示平方,n表示样本容量。
c、相关系数r
相关系数r是衡量数值模式预报与实验测值相关性强弱的评估指标,数值越接近1,
说明预报精度越高。
具体的计算公式为:
r=[Σ(xi-x)(yi-y)]/[√{Σ(xi- x)²}×√{Σ(yi-y)²}]
其中,xi和yi分别代表观测值和预报值,x和y分别代表样本均值。
d、偏差系数(BIAS)
偏差系数(BIAS)是数值模式预报和观测值之间的平均相对误差,用来反映模式预报
的偏离程度。
公式为:
BIAS=Σ(Xp-Xo) ÷ ΣXo
其中,Xo代表观测值,Xp代表预报值。
(2)频率分布法
频率分布法是对比预报雨量与实测雨量的相对大小程度来比较数值模式预报结果同实
测结果之间的接近度,适用于比较大范围的预报评估,常用的是预报和实测之间的累计分
布函数(CDF)和可靠性图(ROC)。
沈阳地区地处东北亚地区,典型的温带大陆型气候,气候变化显著,降水分布不均匀,而数值模式在沈阳地区的预报效果往往较为复杂和难以把握。
为了更好地了解数值模式在
沈阳地区的降水预报效果,我们以2018年为例,进行检验评估。
利用地面降水、探空和NCEP FNL重分析数据,分别选取3个时次实际降水数据,和3种数值模式(GFS,WRF和ECMWF)的降水预报进行对比,计算ME、RMSE、r和BIAS等指标,结果如下图所示。
由上图可以看出,GFS数值模式在12月降水预报中表现最好,而WRF数值模式在11
月和1月降水预报中表现最好。
同时,可以看出3种数值模式预报结果的平均误差均小于0.5,表明3种数值模式的降水预报精度都较高。
但是,均方根误差在某些预报时期存在明显的偏大现象,说明预报结果的分布存在一定的不稳定性。
在相关系数和偏差系数的评估中,GFS数值模式表现相对最好,并且在11月份的降水预报中表现最为稳定,而WRF数值模式在12月份的降水预报中表现相对最好,但是其预报结果的稳定性仍然需要进一步的确认。
三、结论。