SVM方法在热带气旋风雨及温度预报中的应用

热带气旋的强弱和移动路径会直接影响到周围大气中气压、温度、露点等气象要素的变化.为更好地了解热带气旋对海口市的影响,通过收集影响海口市热带气旋关键因子,建立热带气旋风雨影响预报因子库,基于SVM方法对热带气旋在过程降水量、最大风速和平均温度进行趋势预报.结果表明,该方法对影响海口市热带气旋的过程降水量、最大风速和平均温度都有较好的预测效果,但对于超过15 m/s的最大风速和200mm以上降水量级上存在一定的偏差,这可能与SVM模式中预报因子库中关键因子不全及模式的择中原理使结果趋于平均化相关.     

银川市夏季空气质量状况及多模式预报系统的应用

为提升银川市环境空气质量预报能力、提高银川市夏季环境空气质量预报准确率,依据2020年6—8月份国家环境空气质量监测网的观测数据,利用统计学分析方法对银川市环境空气质量预报预警系统的CMAQ、CAMx、WRF-Chem以及统计模式的预报结果进行对比分析。结果表明,在该时段空气质量变化过程中,各模式能够较好地预测污染物日变化趋势,但不存在最优的单模式,不同模式对同一污染物的预测结果存在差异,模型的本地化程度还有待提高,准确率还有待进一步提升。     

延吉市PM2.5时空分布特征及其与气象要素的相关性分析

利用延吉市城区3个空气质量监测站2015年PM_2.5浓度小时数据,探讨了延吉市城区PM_2.5时空分布特征,并将PM_2.5浓度与气象要素做相关性分析.研究结果表明: ①延吉市PM_2.5季节浓度由高到低依次为冬季、秋季、春季和夏季.②延吉市PM_2.5月均浓度变化均呈单峰单谷型,其中11月、12月、1月浓度值相对较高,2月开始逐月递减至10月份后开始回升.③PM_2.5日均浓度曲线呈现出尖峰和深谷交替变化的锯齿状.④延吉市城区3个监测点PM_2.5浓度日变化在春季、夏季、秋季和冬季都呈现双峰双谷型.⑤PM_2.5浓度与气压、气温日较差、风速、相对湿度等气象要素之间存在显著地相关性.     

近58 a南岳高山站气候变化特征分析

采用1953—2010年南岳高山站逐日气象资料,运用线性回归、突变分析和小波分析方法,对该站平均风速、气温和降水的气候变化特征进行了分析,并对与平均风速变化密切相关的气温和降水进行了年际变化特征比较.结果表明:1)年和四季平均风速均呈明显减小趋势,在20世纪90年代前后风速有由大到小的突变,年平均风速存在显著的准2 a和准4 a周期;2)年平均气温、最低气温、最高气温均呈明显升高趋势,气温存在显著的准2 a和准4 a周期,且于20世纪90年代中期前后气温有由偏低向偏高的突变;3)年降水量呈下降趋势,存在显著的准2 a和准3 a周期;4)风速与平均气温、最高气温和最低气温呈负相关关系,均通过0.01显著性检验,风速与降水的相关性没有通过显著性检验,但风速与降水的变化趋势在20世纪60年代中后期、70年代中期到21世纪初有较好的反相位变化.     

夏末秋初金沙区域大气颗粒物浓度的变化特征

对2013年8-10月金沙区域大气本底站的大气颗粒物观测资料平均日变化和同期的气象资料的平均日变化进行了分析,并与过去的5年同期数据进行对比分析。结果表明：金沙区域夏末秋初大气颗粒物质量浓度有明显的日变化,受气象要素的日变化影响,大气颗粒物质量浓度与相对湿度呈正相关,且颗粒物越小,相关性越强,风向风速对颗粒物质量浓度影响明显,来自观测点北部和东部的气流使大气颗粒物质量浓度升高,而来自西部和南部的风使大气颗粒物浓度降低。受局地排放和气象条件的共同影响,颗粒物质量浓度在凌晨、夜间显著上升。     

基于随机森林和神经网络的空气质量预测研究

为更好的监测空气质量和重点污染源的浓度,本文基于随机森林和神经网络优化,建立了预测空气质量指数的模型。通过随机森林算法进行特征选择,选取最优特征子集,用获取的最优特征子集训练神经网络模型,进行空气质量指数预测,最后利用2017年气象和污染物浓度数据验证模型。验证结果表明,预测结果与实际值的相关系数达到0.82,空气质量等级预报的准确率提高到80.56%。与其他模型的预测效果比较结果表明,该模型可发现与青岛市空气质量密切相关的特征因子,并有较高的空气质量预测精度。该研究具有一定的实际应用价值。     

赣江流域气象因子时空变化特征与成因分析

依据1959—2017年的气象记录资料,运用Mann-Kendall检验、IDW插值和小波分析等探讨了赣江流域气象因子的时空变化特征及成因。结果表明:赣江流域气温和降水量呈上升趋势,蒸发量和相对湿度呈下降趋势。气温突变点为2004年,降水量突变点为1991年、2001年和2014年,蒸发量突变点为1990年,相对湿度突变点为1964年和2002年。流域内东部和南部年均气温较高,西北部较低。东部和西北部年平均降水量偏多,中部和西南部偏少。东部和南部年平均蒸发量较大,西北部较小。东部和西北部年平均相对湿度较高,西南部和东北部较低。气温和降水量与AO、SOI、PDO、Ni?o 3.4呈现极显著相关水平。气温与4个气候指数在1981—2001年和2009—2011年分别存在2.0～5.0 a和2.0～3.0 a的主共振周期,而降水量与4个气候指数不存在明显的主共振周期。     

模式结果输出与统计方法结合预报黑龙江省2010～2050年降水变化

使用近10 a降水资料,对Cccma、Ccsr、Gfdl、Csiro和Hadley海-气数值模式,模拟结果与实况进行气候态比较与u检验.结果表明:采用其中相对较好的4个模式模拟输出的降尺度结果,作为因子构建多元回归方程,进行降水气候预报.2010～2050年气候预报结果:未来40 a累计降水量较常年在减少,其中2010～2019年降水较常年稍多一些;2020～2029年偏少较多一些,有干旱发生;其它时段降水无明显变化.     

银川市城市供水与气象条件的相关关系分析

利用皮尔逊相关系数分析方法,对银川市用水高峰期供水量和同期气象因子的相关性进行分析,分别建立日供水量和不同气象因子的一元线性回归方程。结果表明,2016—2019年5月22日至8月22日银川市总供水量和最高、最低供水量稳中有升,日供水量差异较大,受降水、温度影响明显。日供水量与平均气温、最高气温、相对湿度、蒸发量、日照时数、能见度呈正相关,而与相对湿度、降水量呈负相关,即在高温、干燥、晴天、日照充足或者出现雾、沙尘等能见度较低的天气时,供水量需求大,而在阴雨天,日照时间短、温度低的情况下,日供水量会减少;蒸发量对日供水量变化的贡献最大,蒸发量每增加1 mm,日供水量大约增加2.45万m~3;最高气温与日供水量呈正相关,连续3 d高温天气,日用水量剧增。     

基于SWAN模式的黄渤海一次强冷空气研究

利用MICAPS、T639、日本传真图等资料,对2012年1月20日前后的一次强冷空气过程进行研究,并将各种预报产品和旅顺站预报经验相结合,对黄渤海的海表风场、海浪场进行预报和经验总结.此外,还利用NFS(Non-hydrostatic Forecast System)风场驱动SWAN(Simulating Waves Nearshore)模式,对此次冷空气所造成的大浪进行模拟,并将预报结果、模拟结果分别与观测资料进行对比,以提高预报能力和检验SWAN模式对发生在黄渤海的冷空气所致大浪的模拟能力.结果表明:以NFS风场为驱动场时,SWAN模式可以很好地对黄渤海海域的海浪场(含波高、波向)进行模拟,预报的风场、海浪场与观测资料基本一致;在高风速下,预报的波高与实测波高一致性较好,但在中低风速下,预报的波高略低于实测值.     

东印度洋天气和风暴潮预报系统的初步评估

东印度洋天气和风暴潮实时预报系统(EPMEF_EIO)由区域大气模式和区域风暴潮模型组成,每天实时运行4次.大气初边场来自美国国家环境预报中心(NCEP)的全球预测系统(GFS),通过区域嵌套得到印度洋-东印度洋-斯里兰卡区域的3 d预报结果.大气模式的10 m预报风场驱动风暴潮模式,得到东印度洋-斯里兰卡区域的潮汐和风暴潮3 d预报结果.通过与中国科学院南海海洋研究所斯里兰卡站气象塔观测数据、最优台风路径数据和科伦坡水位站数据对比,发现模式预报气温和相对湿度的日变化较观测值偏小,气温总体RMSE为1.26℃,相关系数为0.8,相对湿度的总体RMSE为7.0%,相关系数为0.7;模式预报风速以整体偏大为主,总体RMSE为2.3 m/s,相关系数为0.65;模式预报风向能把握主要的变化趋势,RMSE在20°~32°之间,相关系数约0.65;模式24、48和72 h路径预报平均误差分别为110.5、166.4和181.0 km.此外,模式水位预报的RMSE为0.035 m,占最大振幅约5%,与观测的相关系数达到0.996.这说明了模式可以用于预报潮汐和风暴潮过程.     

宁夏一次持续大雾天气和空气污染状况分析

利用地面观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、探空资料、空气污染监测资料等,从天气环流形势、各气象要素等方面,对2015年l1月宁夏中北部出现的一次连续大雾天气成因及空气污染状况进行了分析。结果表明,大雾维持期间,该区高空维持高压脊,使得没有强冷空气入侵,地面处在弱高压和鞍形场中,850 h Pa近地层逆温持续存在,且逆湿层温差越大、厚度越高,雾越强;低空风速小,相对湿度大,温度露点差在0.1~1.0℃以内,这些是大雾形成的有利条件;中层的下沉气流伴随低的相对湿度,抑制了水汽的垂直交换以及污染物的垂直扩散。大雾日各类污染物浓度加重,而影响空气质量造成重污染的主要因素是空气中的可吸入颗粒物质量浓度高,首要污染物为PM2.5,PM10。     

模糊时间序列模型在短期气候预测中的应用

将模糊时间序列模型引入短期气候预报,利用重庆34个地面气象观测站的逐日观测资料(1971—2007年)和重庆市旱涝灾害监测预警决策服务系统计算的干旱指数和洪涝指数等资料,运用模糊时间序列模型分别对2001—2007年重庆市城口县1月降水、1月平均气温的预报结果(年度预测)和重庆市春旱指数的预报结果(年度预测)进行了模糊时间序列分析,预测了2004—2007年的发展趋势,用2004—2007年实测值与预测结果进行了比较,并与加权集成、人工神经网络集成、数据挖掘集成等模型进行了精度比较和分析.结果表明:模糊时间序列模型各项精度评定指标优良,并且计算简单,具有一定的实用价值.     

拓扑预测在地下水枯水期水位预报中的应用

地下水枯水期水位预报对春季农业生产具有重要意义,利用兰西县地下水水位观测资料,应用灰色系统理论的拓扑预测建立模型进行预测,取得了较好的结果     

空气质量调控模型与方法研究——以苏州市为例

空气污染已成为制约中国发展的核心环境问题,分析并挖掘空气污染、企业排污、气象要素等环境数据的关联关系,对区域环境治理具有重要指导意义。本研究以江苏省苏州市2015年12月份逐时监测的空气质量指数、企业污染气体排放记录以及气象信息为基础,分析企业排污、气象要素对空气质量的影响,根据分析结果选用12月份的单日监测数据建立空气质量-企业排污-气象要素关联模型,以12月份双日监测数据对模型进行验证,模型计算结果与实测值对比显示,相关系数R=0.597,均方根误差RMSE=30.061。最后利用模型开展空气质量定量化调控实验。提出的基于关联模型的空气污染防治方法,可为政府管理部门明确减排对象、量化减排指标等提供科学依据和数据支持,有效降低空气污染防治成本。     

NCEP再分析资料在大气环境预测中的应用

为了给大气环境预测中使用非常规气象资料提供参考依据,基于美国法规空气质量(AERMOD)模式,以2011年哈尔滨常规观测资料、美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料构建标准情景和NCEP气象情景,分析NCEP气象情景与标准情景大气污染物预测质量浓度的符合度指数和相对误差.结果表明:NCEP再分析高空资料、云量资料用于大气环境预测与标准情景相比误差小,可以替代同类常规观测数据;而NCEP再分析资料替代地面自动站资料进行大气环境预测误差偏大,不宜采用.     

近年来上海市空气质量的分析与与预测

基于空气质量与气象因素间的联系,分析上海市近5年来空气质量的年变化特征。研究发现近5年来,上海冬季的空气质量在一定程度上得到了改善,但夏季的污染却有所加重,主要污染物为O_3。选取天气情况、平均风速、最低气温、空气湿度、能见度、气压等变量建立了空气质量预测模型,该模型有着较好的拟合性和稳健型。     

中卫市短历时强降水时空分布特征研究

利用2014—2018年中卫市所有自动气象站的逐小时降水量资料,采用统计分析方法总结中卫市短历时强降水年变化、月变化和日变化特征,利用ArcGIS得到中卫市各地短历时强降水发生概率的空间分布。研究发现,2014—2018年期间,中卫市短历时强降水样本个例数呈上升趋势,其中2018年最多;短历时强降水主要出现在夏季,其中7月最易出现,且04:00—08:00和20:00—22:00两个时段最容易发生短历时强降水;中卫市最可能出现短历时强降水的地区主要为海原县,尤其是海原县西南部,且08:00—11:00不易出现,02:00—05:00较易出现,其他时段均最易出现;其次为中宁县南部;最难发生短时强降水的地区为沿黄灌区。     

一次层状云降水过程中微雨雷达探测精度分析

针对2019年9月11-13日受槽底部扩散冷空气和高原暖湿空气共同影响下的六盘山区一次层状云降水过程,利用六盘山气象站、大湾人工影响天气标准化作业点布设的微雨雷达、雨滴谱仪和雨量计,对不同时段、不同高度降水量进行统计和对比.结果表明,微雨雷达、雨滴谱仪与雨量计5 min累计降水量具有较好的一致性,微雨雷达和雨滴谱仪的降...     

新疆近50 a气候的变化特征

利用新疆地区具有较好代表性的23个气象台站1960—2009年的历史气候资料,运用线性倾向估计对新疆地区近50 a来气候变化的主要特征进行了分析.结果表明:近50 a来,新疆地区能量供给因子中的最高、最低和平均温度都呈明显的上升趋势,而日照时数、温度年较差呈明显的下降趋势,云量的变化趋势不明显并略有下降;空气动力因子风速的下降趋势显著;湿度因子中空气相对湿度和降水量略有上升趋势,而水汽压有明显上升趋势.受此影响,近50 a新疆地区气候总体趋于干向湿发展的趋势,气候朝暖湿方向变化.