GRAPES＿Meso模式的降水格点检验和站点检验分析

使用Barnes和最近台站降水频率相结合的混合插值方案,对我国气象台站和水文站组成的高密度降水观测资料进行精细化的网格插值,得到分辨率与GRAPES-Meso(以下简称GRAPES)模式分辨率相同(0.15°)的网格降水资料;同时,将GRAPES模式同分辨率的0～24 h格点定量降水预报结果插值到观测站点上,然后进行了"格点对格点"、"站点对站点"的评分检验.检验的统计量包括偏差(BIA)、公平T评分(ETS)和真实技巧评分(TSS).此外,还基于插值后的精细化格点降水资料,应用近来发展的"面向目标"的客观检验方法检验了5 mm以上降水事件的预报效果.对检验结果的分析表明:(1)两种点对点榆验方法的结果都显示GRAPES模式在我国东部的预报效果好于西部,平原地区好于山区;地形的迎风坡降水的空报偏多,而青藏高原上空和新疆北部则以漏报为主,即模式对复杂地形影响的降水预报能力偏弱.(2)对于各量级的降水,总体上格点检验的结果好于站点检验,格点检验能更好地代表GRAPES模式的预报能力.(3)对于5 mm以上的降水事件,GRAPES模式预报的总次数与雨团直径的分布关系和观测基本一致,特别是模式对直径为60 km的雨团预报效果最好;从地域分布来看,GRAPES模式预报5 mm以上降水的次数在内蒙古东部、东北、华北、江淮、陕西、甘肃南部等地与观测相当,而在长江以南多于观测,尤其是在西南地区东部预报次数明显偏多.     

基于智能网格降水产品的降尺度释用技术研究

利用空间分辨率为5km的广西智能网格降雨量预报产品以及桂南区域自动气象站降雨量实况资料,采用最邻近点法、双线性插值、双三次插值和统计降尺度方法,研究和评估空间分辨率在1km的格点降雨量插值预报释用技术。结果表明:(1)对于分辨率较高的智能网格预报产品,最邻近点法、双线性插值和双三次插值的预报效果无明显差异,其中最邻近点法的ETS评分和预报偏差略好于其它两种方法;(2)采用一元线性回归的统计降尺度方法比其它3种方法的降水预报能力高,并可以提高强降水的预报评分,对构造更高分辨率的网格预报产品具有一定参考作用。     

精细化网格的降水预报解析方法对比

以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)精细化网格降水预报资料、自动气象站观测资料、中国气象科学数据信息网提供的三源融合降水产品为基础,研究最邻近点法、反距离权重法、最小二乘法和双线性插值法在格点降水向站点以及格点降水插值到更细网格中的优缺点和适用性。在模式预报相对准确精细的基础上,得出以下结论:1)最邻近点法在格点向站点解析方面预报技巧评分表现最好,其次为反距离权重法;2)将降水场变换到更高分辨率的格点降水,4种解析结果和原始场均存在一定的差异,其中最小二乘法的空间形态失真最为严重;3)反距离权重法在较粗网格向更细网格变换中的平均TS评分表现最好,而最邻近点法的ETS评分最高。     

柳州区域综合法降水客观预报工具

近年来,随着数值预报产品预报质量的逐年提高,利用数值预报产品建立客观预报工具的条件已经成熟。作为一种尝试,作者采用经验回归模型与天气系统订正相结合的综合预报方法,建立了一个客观预报工具。利用2001年12月至2003年2月共14个月T213的3h降水量48h预报、T213的850hPa 48h水汽通量预报、T213的850hPa 48h水汽通量散度预报、日本48h降水预报格点资料、日本700hPa的48h垂直速度预报格点资料、北京24h降水预报资料、等共六个因子作为预选因子。在属于格点数据的因子中均挑选出各预报站点附近的六个格点,通过距离权重插值法将各站附近的点插值到站点,形成新的时间序列。北京24h降水预报资料是MICAPS第14类数据,经过解码后可直接得到站点资料。利用所得到的新的数据序列与对应各站的历史降水资料作逐步回归分析,各站一致通过F=3.0置信检验的因子均为T213的48h水汽通量预报、日本48h降水预报格点资料、北京24h降水预报共三个因子,利用这三个因子建立柳州区域各站24h降水预报共12个方程。利用上述模型对历史资料进行回报,效果较好。对2003年3月下旬至4月的试报发现,该模型对于晴雨定性预报效果较好,但对降水定量预报上有较大误差,特别是对于较大的降水过程预报降水量偏小。为了改变这种情况,作者考虑到利用天气系统来订正的方法,即利用500hPa和850hPa08时中央台天气分析图上的低涡、槽线、切变线和台风位置等天气系统及其位置来订正方程的预报。订正后,经3个月的预报发现,效果明显改观。为便于评分,将预报结果按业务规定以无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨五个量级输出。至此,整个工具建模基本完成。本工具经过八个多月的运行,证明预报效果较好。最好的预报成绩是TS分56分,平均成绩为TS 44分,基本达到人工预报的水平。     

卫星云图资料在降水量客观分析中的应用试验

利用葵花8号卫星资料和地面降水观测资料,采用Spark GBT(Gradient Boosted Trees Regression)学习算法对中国西部地区进行定量降水估计(QPE),采用三维Barnes插值方法得到逐时降水格点场。试验结果表明,引入卫星资料估计降水,可以有效地改进站点密度小的区域的降水格点场的客观分析精度。     

开封中、短期逐日降水分级滚动预报方法

利用欧洲中心和T213数值预报产品格点资料,经环流形势特征分析、格点读数、指标量化、计算机编程等步骤,研制了逐日降水分级滚动预报方法.     

三种高分辨率格点降水预报检验方法的对比

客观有效的评估高分辨率模式格点降水的预报能力,不仅是模式发展中的基础问题,而且直接关系到目前中国气象局主推的格点天气预报业务。以ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)模式高分辨率降水格点预报资料、CMORPH(NOAA Climate Prediction Center Morphing Method)卫星与全国3×104个自动观测站的逐时降水量融合资料为基础,选择2015年6~8月55个降水个例,研究传统检验方法、面向对象MODE(Method for Object-based Diagnostic Evaluation)方法、以及邻域法在高分辨率格点降水预报检验中的适用性及优缺点,以期为高分辨率格点降水的预报性能评估提供参考。主要结论如下:(1)尽管点对点的传统方法在高分辨率格点降水检验中存在一定的局限,但传统方法能够在空间上表现高分辨率格点降水预报技巧的地域性差异,在时间上刻画预报的整体性能,对高分辨率格点预报性能评估仍然具有重要的适用价值;(2)邻域法的显著优点在于一方面能够通过变换邻域窗获得不同空间尺度上的传统预报技巧,另一方面独有的FSS(Fractions Skill Score)技巧评分能够表现预报相对于观测降水在格点数量上的比值,结合FSS和不同邻域窗上的传统技巧评分,可以判别在多大空间尺度上能够获得较好的预报技巧;(3)MODE方法在变换卷积半径的基础上提取降水对象,基于降水对象不仅能统计模式的传统技巧评分和预报性能的尺度变化,还可以表现降水对象的质心距离、轴角、面积、强度、综合收益、位移距离等多种属性,这些属性首先为用户提供了模式预报性能的多视角表现,其次从侧面定量描述了模式对天气系统发展快慢、槽脊强弱等预报误差,具有独特的优势,但如何应用对象属性来提高实际的预报能力还存在一些困难。     

开封中、短期逐日降水分级滚动预报方法

利用欧洲中心和T213数值预报产品格点资料,经环流形势特征分析、格点读数、指标量化、计算机编程等步骤,研制了逐日降水分级滚动预报方法。     

基于国家气象观测站逐日降水格点数据的交叉检验误差分析

利用2006-2008年2 403个国家气象观测站地面雨量计的逐日降水量资料,采用与网格点最近的观测站有、无降水确定该网格点有、无降水和Barnes插值方案确定网格点降水大小的混合插值方案,得到全国空间分辨率为0.1°×0.1°（约10km×10km）的逐日降水量格点数据,在此基础上通过交叉检验方法统计格点数据的误差,...     

用PP法做逐日降水预报

利用欧州中期数值预报格点资料,采用PP法建立了全年分季分站逐日降水预报方程。实际应用时,直接从网络上调取欧州中心500hPa高度场、850hPa温度场、1000hPa气压场48—120h预报场格点资料,可作出一周逐日晴雨、分级降水预报。