加密探空资料在华东区域业务模式中的应用试验

采用中国气象局2014年6月1日—30日14时加密探空资料,利用华东区域中尺度数值预报业务系统比较同化加密探空观测资料前后模式预报结果的差异。研究表明,同化加密探空资料后,对模式初始时刻不同高度的位势高度、比湿、温度、风速等变量均有一定的影响;对位势高度、温度和风场的影响在高层100—150 h Pa比较显著,而对比湿的影响主要体现在低层700—750 h Pa。同化加密探空资料后模式初始场更接近实况。批量数值试验的统计检验表明,同化加密探空观测资料后对强降水及形势场预报均有不同程度改进,24 h暴雨和大暴雨量级降水的预报技巧分别提高了2.5%和8.1%。     

T213模式对强冷空气短期预报能力的分析检验

利用T213模式的500hPa高度、地面气压、850hPa温度预报格点资料和客观分析实况格点资料，对2001—2002年冬半年我国出现的8次强冷空气天气过程的主要影响天气系统进行了预报能力的客观分析检验。所得结果有利于数值预报产品的释用及实时预报业务。     

一种机器学习方法在湖北定时气温预报中的应用试验

利用2015—2017年湖北89个气象站地面观测温度、欧洲中心再分析资料和0～12 h预报资料回归模式输出要素与地面气温之间的关系,建立了LightGBM模型,并在2018年数据集上进行测试。结果表明,定时气温平均绝对误差由模式本身的1.8℃下降到1.1℃,2℃以内预报准确率由65.9%上升至86.6%,决定系数(拟合优度)高达0.97。该模型已经在武汉中心气象台业务化,初步选取定时气温中的极值进行2018年2—6月预报评分,24 h高、低温预报准确率分别为76.9%和91.4%,在客观产品中排名前列,较数值预报模式产品提升明显,低温预报准确率超过预报员水平。LightGBM作为一个年轻的机器学习框架,在气象要素预报方面具备良好的应用前景。     

北京智能网格温度客观预报方法(BJTM)及预报效果检验

基于欧洲中心中期天气预报(ECMWF)精细化数值预报模式产品资料,采用一元线性回归以及克里金插值,发展了北京地区智能网格温度客观预报方法(Beijing intelligent grid temperature objective prediction method,BJTM),并对2017年1—12月北京地区55个考核站进行检验。结果表明,BJTM对ECMWF细网格模式的温度预报订正能力有显著提升,日最高、最低气温预报准确率分别提高25.4%和11.2%。2018年1—6月的业务运行结果也表明BJTM预报产品的预报结果优于同期ECMWF模式、中央台指导预报及预报员主观预报产品。BJTM可以有效提升北京地区温度预报的精细化能力和水平,有较好的业务应用价值。     

基于模式预报倾向的预报系统设计与初步试验

为了充分利用数值模式的预报产品信息,首先对数值模式预报产品的误差进行了分析,针对误差分析结果,首次提出了一种新的基于模式预报倾向的精细化预报方法,并在此基础上设计开发了新疆精细化数值预报系统。初步试验结果表明:该方法对新疆地区的温度预报具有一定的正效果。后期经过调整订正系数,利用更多时次的观测资料进行温度订正,则有望可以使订正的温度更加接近观测。即该方法可以提高气象台站的温度预报准确率,展现了该方法的业务应用潜力。     

近年来我国数值预报产品应用的发展——数值预报产品应用技术经验交流会简介

随着北京气象中心北半球5层原始方程业务(B)模式的建立和预报水平的不断提高,数值预报产品的数量日益增多,应用更加深入广泛。1983年西安“数值天气预报产品应用情报交流座谈会”以后,通过两年的努力,使得我国在数值预报产品的应用方面,积累了更多的经验,取得了新的可喜进展。1985年10月5—11日,北京气象中心数值预报室在北京召开了“数值预报产品应用技术     

西安L波段雷达观测数据实时质量控制方法

在传统质量控制方法的基础上,依据台站多年预审工作经验和T639数值预报模式所提供的背景场数据,利用西安泾河气象站L波段雷达探空观测数据研究了高空观测数据台站实时质量控制方法及软件,并投入业务应用。结果表明:适用于台站实时质量控制的方法有极值检查、时间序列检查、同期历史资料对比检查和数值预报背景场资料检查等,其中极值、时间序列、同期历史资料对比等检查方法是基于本站历史资料数据库实施,质量控制软件采用自动和人机交互两种方式,自投入业务试运行以来,疑误提示21次,其中,高度15次、温度6次,大大提高了值班员对疑误数据的诊断时效。     

《陕西气象》作者现状分析

在传统质量控制方法的基础上,依据台站多年预审工作经验和T639数值预报模式所提供的背景场数据,利用西安泾河气象站L波段雷达探空观测数据研究了高空观测数据台站实时质量控制方法及软件,并投入业务应用。结果表明：适用于台站实时质量控制的方法有极值检查、时间序列检查、同期历史资料对比检查和数值预报背景场资料检查等,其中极值、时间序列、同期历史资料对比等检查方法是基于本站历史资料数据库实施,质量控制软件采用自动和人机交互两种方式,自投入业务试运行以来,疑误提示21次,其中,高度15次、温度6次,大大提高了值班员对疑误数据的诊断时效。

     

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。     

国家气象中心新旧业务系统月平均环流资料的比较

从1991年1月份起,国家气象中心的业务数值预报模式由B模式改为T_(42)模式。一本文利用1990年新旧业务系统并行的资料,对新旧模式计算的月平均环流资料的系统误差进行统计分析。结果表明,在北半球相当大范围内T_(42)与B模式分析的500hPa和100hPa高度场存在系统性偏差,且100hPa表现得更明显。在使用上述资料时,需注意加以订正。     

AMDAR观测资料分析及质量控制

随着中国气象局与民航总局AMDAR(Aircraft Meteorological Data Relay)合作项目的开展,气象部门获得的AMDAR观测资料逐渐增加.为获取高质量的AMDAR观测资料和充分合理地使用这些观测资料,必须对AMDAR观测资料时空分布、飞行状态信息、观测资料质量等信息进行充分调研分析,并开发设计出具有实际运用价值和能力的质量控制(QC)技术,使AMDAR观测资料在数值预报业务模式系统中发挥更大作用.AMDAR QC方案在参考国际先进AMDAR QC方案的基础上,根据AMDAR资料的特点和数值天气预报模式对AMDAR资料应用的要求而设计,其目的是解决AMDAR观测资料在数值预报中应用的质量问题.文中方案采用多种质量控制技术,其中包括气候极值检查、要素间一致性检查、时间一致性检查、持续性检查、背景场一致性检查、空间一致性检查、综合决策算法、自动统计评估反馈技术,并将该方案应用于2007年6-8月的实际观测资料.试验结果表明:该方案能有效地识别观测资料中存在明显错误的资料,有效地为AMDAR资料在数值模式中的应用提供客观质量依据.     

阿勒泰地区“2009.9.18”降水、大风天气过程诊断分析

应用常规观测资料、自动站资料和数值预报产品,对2009年9月16—18日阿勒泰地区出现较明显的大风天气过程进行分析。并对T639(213)的数值预报产品进行了检验。结果表明:此次过程T639在风场、垂直速度方面对大风预报有较好的指导作用,在今后的预报工作中可作参考。     

欧洲ECWMF模式与我国T213模式夏季预报能力的对比分析检验

T213 L31模式(简称T213)是中国国家气象中心在T106L19谱模式的基础上建成的第四代全球中期数值天气预报系统,它于2002年9月1日起投入业务使用。本文根据世界气象组织(WMO)基本系统委员会(CBS)1985年特别会议推荐的数值预报标准化检验方案,采用欧洲中期数值预报模式ECWMF和国家气象中心T213数值预报模式的500 hPa位势高度、850 hPa温度预报格点资料和客观分析实况格点资料,对东亚区域2002年和2003年夏季时段内两种模式的预报能力进行对比分析检验。所得结果表明,ECWMF预报的环流场中的低压槽在102°E以东的我国中东部(102°E以西的我国西部)比实况值偏弱(偏强),高压脊偏强(偏弱);而在我国的大多数地区,T213模式预报的低压槽偏强,高压脊偏弱。     

地面自动站资料质量控制方案及应用

为满足精细、 短时天气预报的需求, 我国地面自动站（AWS）观测系统的建设日趋完善。AWS资料在数值预报系统中没得到充分使用的原因之一是AWS观测资料的特殊性及数值预报系统缺少有效针对AWS观测资料的质量控制(QC)方案。本文AWS QC方案在参考国际先进的AWS QC方案基础上, 根据我国地面自动站的特点和数值天气预报模式对地面资料应用的要求设计。其目的是解决AWS观测资料在数值预报中应用的质量问题。本方案采用多种质量控制技术, 其中包括台站气候极值检查、 要素间一致性检查、 时间一致性检查、 持续性检查、 背景场一致性检查、 空间一致性检查、 综合决策算法、 自动统计评估反馈技术。本文从检查方法对错误资料的敏感度和确定性进行理论分析表明, 该方案具有更强的敏感度和确定性。将该方案应用于北京地区2006年8月AWS实际观测资料检验, 结果表明, 该方案能有效地识别观测资料中存在明显错误的资料, 有效地为地面自动站资料在数值模式中的应用提供客观质量依据。     

阿勒泰地区寒潮天气特征分析及预报

采用阿勒泰地区7个气象站1961年9月—2006年5月的地面观测资料,筛选出该地区寒潮天气过程,运用统计法,概括了该地区寒潮天气的气候特征。重点分析了该地区1991年9月—2006年5月111个寒潮个例的历史天气图及NCEP/NCAR再分析资料、欧洲中心和T213数值预报产品,并对500hPa高度场、850hPa温度场、地面气压场的季节特征及地面积雪深度和云天状况在形成寒潮天气中的作用进行了分析,从而确立了阿勒泰地区寒潮天气的预报指标。运用欧洲中心和T213数值预报产品以及预报员的经验建立了寒潮天气的预报模式,并进行了检验,效果较好,在预报业务中具有重要的参考价值。     

船舶海平面气压观测资料质量控制

随着数值预报模式不断发展,各类观测资料在数值模式中发挥着越来越重要的作用,船舶观测资料是海上3类观测系统 (卫星、飞机、船舶) 资料之一。为了保障船舶观测资料质量并有效地应用于数值模式,该文依据船舶观测资料的时空分布特征,以及2011年1月和7月T639分析场与观测资料对比分析结果,建立了一套船舶海平面气压资料质量控制方案,包括要素极值范围检查、缺测和冗余资料剔除、背景场一致性检查、测站黑名单建立等,并将该方案应用于2011年2月、6月、8月的观测资料。结果表明:船舶观测资料在时间上不连续且空间分布不均匀,会影响时间一致性检查和空间一致性检查质量控制效果;船舶海平面气压观测资料在所有观测要素中资料量最大,但其缺测和冗余资料量约占50%;黑名单资料的质量控制方案能够有效识别和剔除黑名单资料,且有利于对各测站的检查与维修工作;由于五大湖和大奴湖地区地形高度的影响,在背景场一致性检查过程中需对这些区域的背景场资料进行订正。     

温度自动预报系统——英国气象局数值天气预报模式输出统计的应用

1.引言 MOS(模式输出统计)方法,是用来预报那些数值天气预报(NWP)模式不直接表示的气象变量,它的基础是建立固定等压面分散网格点上高度、温度、湿度和风等直接表示变量的数值预报值和地面温度、云高云量及能见度等观测值之间的关系。通常使用多变量线性回归模型来确定这种关系。 PP(完全预报)方法,是建立观测得到的大气变量和感兴趣的“天气”特征之间的关系,在预报时使用数值预报代替观测变量作为预报因子。美国研究组进行了大量的MOS方面的工作,将这一技术方法应用于预报很多天气变量,取得不同程度的成功。其中所设计的地面温度自动预报业务系统,在很大程度上推动了本文所描述的试验。     

华中区域模式三维变分中夏季背景误差协方差统计与对比试验

利用2012年6月12日—8月31日华中区域中尺度业务数值预报模式(WRF)一日两次的预报结果,采用NMC方法对背景误差协方差(B)进行了统计,得到了基于华中区域业务模式框架、分辨率和区域地理特征的夏季背景误差协方差矩阵的回归系数、特征向量、特征值以及特征长度尺度,并对模式三重嵌套各区域B的统计结构特征进行了对比,结果表明不同区域B的统计结构特征差异明显,表明B与模式区域地理特征和分辨率等关系密切。为探讨不同B对模式预报的影响,采用WRF模式自带的通用B矩阵(CV3-B)及本文统计得到的本地化B矩阵两种方案对2013年6—8月进行了批量试验和统计检验,结果表明:采用本地化B后,24 h小雨、中雨、大雨和48 h中雨、大雨、暴雨降水预报TS评分皆有所提高。850 h Pa风、温度及2 m温度等要素场预报的均方根误差减小,但500 h Pa高度场均方根误差略有加大。暴雨个例的分析表明:不同B方案,对初值影响非常显著,本地化B方案分析的初值场更趋合理,因而改进了降水预报。     

ECMWF细网格数值预报产品在山东汛期强对流天气预报中的检验

利用NCEP1°×1°再分析资料、常规观测资料、ECMWF细网格数值预报产品(下简称EC产品)24～48 h预报资料,对2018—2019年山东省汛期(6—9月)强对流天气的影响系统、关键物理量及降水量进行分析检验,结果表明:(1)EC产品对西风槽和副高北界有较好的预报和模拟能力。(2)EC产品对0℃层高度预报的准确率达100%,但对-20℃层高度的预报效果较差。(3)EC产品对CAPE值的预报准确率较低,误差以偏大为主;其对热力不稳定指数的预报效果差别较大,T_(500-850)的预报效果最好,其次为K指数,效果最差的为LI指数;EC产品对低层湿度的预报效果较好,预报准确率2 m露点温度925 hPa比湿850 hPa比湿。(4)EC产品对强对流过程降水量最大值的预报一般小于实况,对中雨及以上量级降水范围的预报一般小于等于实况。     

暴雨预报中Q矢量的业务分析

1.前言美国国家气象中心(NMC)气象业务处(MOD)的气象工作者,现在在他们的工作中拥有比以往更多的产品。随着NMC于1986年7月引进VAS资料应用中心(VDUC)的资料(Mostek和Siebers,1987),大量的卫星资料常规资料以及数值模式资料可以在业务预报中应用。最近NMC的工作集中在获取和显示VDUC模式预报场上(Siebers等人,1988年),由业务模式产生的任何场都可以被获取或被显示。例如对于嵌套网格模式