GRAPES紫外线（UV）数值预报

应用GRAPES（Global/Regional Assi milation PrEdiction System）模式中的Goddard短波辐射方案,创建了紫外线数值预报系统（GRAPES-UV）。介绍了Goddard短波辐射方案,给出了GRAPES-UV系统的运行和个例分析。研究结果表明,紫外线指数（UVI）除了与纬度、地形和日变化有关外,还与云的分布以及天气形势密切相关,GRAPES模式中云的微物理方案对UV预报有较大的影响,UVI在晴空和对流云降水地区的强烈反差是UVI的重要特征。在个例试验中应用了臭氧总量预报模式,通过T213模式为化学输送模式提供气象背景,利用卫星资料同化技术建立臭氧的初始场,预报大气臭氧总量。应用国际上通常采用的临界成功指数（CSI）对2007年夏季北京和上海UV预报进行统计检验。北京和上海24 h紫外线强度等级为强和很强的CSI分别为0.625和0.780,接近同样方法的美国检验结果0.677。该系统从2006年3月起在中国气象局大气成分观测与服务中心的业务系统中正常运行,并在大气成分中心网站上发布UVI和紫外线强度等级预报,并提醒公众采取合适的方法保护自身免受UV的过度辐射。     

一个改进的T42L10谱模式及其在月预报中的应用

将一个改进的 T42L10月长期数值预报谱模式,与(国家气象中心引进的)原 T42L9谱模式进行了比较.该模式改进和提高了在σ面上模式初值的精度;在辐射计算中,用模式的预报水汽场和模式诊断云代替原模式(T42L9)中的气候纬向平均水汽场和云,并考虑了由于大地形作用对云的影响;采用了七层谱模式中对低纬的改进预报方法(如对水平扩散过程),以改进T42L10在低纬的月预报结果;考虑了海温及下垫面状态在月预报中随预报时效的变化.用改进的 T42L10谱模式对1992年4月、6月、7月、9月作月长期数值预报试验.试验表明,500hPa 高度月预报平均的 R 值(倾向相关系数)在中高纬和低纬地区分别为0.76和0.64;模式预报的均方根误差月平均比对应的持续性误差小.     

杭州市紫外线辐射强度分析和预报方法研究

利用杭州市观象台2005年8月-2007年5月的紫外线辐射强度数据,分析了紫外线辐射日变化和年变化特征,总结得出太阳高度角、空气湿度、地面水平能见度和日照时数的变化是影响杭州市紫外线辐射强度的关键因素。运用逐步回归方法,求得紫外线辐射预报方程,经过信度检验和敏感试验发现,方程具有较好的预报效果,可以用于杭州市紫外线辐射强度预报。     

紫外辐射SUR-1观测结果分析研究

采用SUR－1型太阳紫外辐射计开展温州市紫外辐射的观测。以2000年10月－2001年9月逐日紫外线指数和实测资料作为一个时间段时间分析、研究，找出紫外线辐射的气候变化规律和特征，以期对紫外线指数预报有一个指导和促进作用，提高紫外线预报的精确率。     

非常规气象要素在紫外线预报中的应用

利用吉林省业务运行的WRF模式,计算了与紫外线指数相关的气温、湿度、云量、风速等常规气象要素和地表向下的短波辐射通量、地面热通量、反照率等非常规气象要素,利用长春市紫外线观测资料,分析了紫外线辐射与常规和非常规气象要素的相关性。基于长春市紫外线观测实况,以常规气象要素、非常规气象要素、混合气象要素为因子,利用相同的统计建模方法,分别建立紫外线预报模型。结果表明:大气短波辐射等非常规气象要素与紫外线指数的相关性,明显高于气温、云量、比湿、风速等常规气象要素;应用非常规气象要素和混合气象要素的紫外线预报方程,显著优于常规气象要素;基于混合气象要素的紫外线预报方程,与基于非常规气象要素的预报方程比较,预报性能差异不大。此外,应用常规气象要素建立的分季节紫外线预报方程,其预报效果明显优于全年预报方程。应用非常规气象要素建立的分季节紫外线预报方程,与全年预报方程相比,预报效果差异不大。     

菏泽市紫外线辐射变化特征及月预报方程

利用2008年4月至2012年12月菏泽市紫外线观测资料以及地面常规气象观测资料和空气质量资料,分析了该地区太阳紫外线辐射的变化特征及其与各因子的相关关系,并建立逐月预报方程。结果表明:菏泽紫外线辐射年总量达到187.98 W/m2,春夏两季明显高于秋冬两季,5月达到全年的最大值,1月为全年的最小值;3~9月紫外线辐射极大值均可达到5级,其他月份均可达到4级。不同天气条件下紫外线辐射强度存在明显差异,其中晴天紫外线辐射强且稳定,呈抛物线变化;多云天紫外线辐射波动较大,时强时弱;阴天紫外线辐射相对较弱。紫外线辐射强度与风速、能见度、气温呈正相关,与总云量、低云量、相对湿度呈负相关,与SO2、PM10、NO2、PM2.5多呈负相关。基于多元线性回归分析向后剔除变量方法得出的逐月预报方程,经检验总体预报效果较好,对当地紫外线等级预报工作具有参考意义。     

到达地面的紫外辐射强度预报

紫外线指数一般用 0～ 1 5的数字来表示 ,通常规定 ,夜间的紫外线指数为 0 ,在热带高原地区 ,晴天无云时的紫外线指数为 1 5。世界气象组织规定了单位紫外线指数相当于 2 5 m W/m2 红斑加权剂量率。紫外线指数预报大致可分为统计预报方法和模式预报方法两种。统计预报方法主要依赖于高精密度、高准确性的紫外线实测资料和相关的气象要素观测 ;而模式预报方法则主要依赖于对平流层臭氧的预报和大气辐射传输模式的应用     

到达地面的紫外辐射强度预报

紫外线指数一般用０～１５的数字来表示,通常规定,夜间的紫外线指数为０,在热带高原地区,晴天无云时的紫外线指数为１５。世界气象组织规定了单位紫外线指数相当于２５ｍＷ／ｍ＾２红斑加权剂量率。紫外线指数预报大致可分为统计预报方法和模式预报方法两种。统计预报方法主要依赖于高精密度、高准确性的紫外线实测资料和相关的气象要素观测;而模式预报方法则主要依赖于对平流层臭氧的预报和大气辐射传输模式的应用。     

基于WRF模式输出统计的逐时太阳总辐射预报初探

基于WRF(weather research and forecasting model)模式逐时输出结果,设计了逐时太阳总辐射的模式输出统计(model output statistics,MOS)预报流程。主要包括:对逐时观测序列进行低通滤波再除以天文辐射,对模式输出因子的筛选和降维,以及建立MOS预报方程,并对2009年1月、4月、8月和10月武汉站逐时太阳总辐射进行预报试验。结果表明,该方案在各月预报相对稳定,拟合和预报效果均较为理想,可使平均绝对百分比误差控制在20%～30%,相对均方根误差控制在30%～40%,相对模式直接预报辐射改进了50%左右。由此可见,通过对模式输出进行解释应用,可以有效提高辐射预报的准确率。此外,客观分析所得的气温、云量、露点、比湿、相对湿度、地面气压等13个模式输出因子可以作为各地区建立MOS辐射预报方程的参考因子。     

紫外线辐射特征及影响因素分析

对太原市2002~2004年紫外线观测资料进行统计分析结果发现:紫外线辐射具有正午强早晚弱,夏季强冬季弱的特点;紫外线大值出现时间夏季明显早于冬季;通过与同时段气象因素对比分析,揭示了云状和云量、气压、能见度、湿度、空气污染对紫外线辐射的不同影响程度;紫外线辐射占太阳总辐射百分比具有冬季少夏季多和有云时非同比衰减的特点。紫外线的预报还要注重最大半小时平均值的预报,以预估紫外线对人体的最大可能伤害程度。