中国气象数值预报技术创新研究

科技部2001年11月正式下发文件（国科发计字[2001]481号）,将此项目列入“十五”国家重点科技攻关计划,并委托中国气象局组织实施。项目启动新闻发布会12月29日在中国气象局隆重举行。 主要目标:于可预见的时期内（21世纪初叶）,在具有高性能巨型计算机能力和可获得高时空分辨率气象观测资料条件下,充分吸收国内外的研究新成果,自主开发建立起中国新一代气象数值预报体系。     

创新的科学管理模式在国家“十五”重点攻关项目《中国气象数值预报技术创新研究》中的成功应用经验

国家“十五”科技攻关重点计划项目《中国气象数值预报技术创新研究》自2001年科技部批准立项以来，经过四年的项目实施，在自主创新研究方面取得了突破性进展的同时，在管理模式的创新上也得到了诸多的经验和体会。特别是为了自主研发出中国新一代数值预报系统，采取了集中全国数值预报领域骨干，专门成立研究实体，统一管理，集中精力进行攻关等一系列创新做法，是十分有效的。     

我院2006年“十一五”科技支撑计划项目申报成果喜人

2006年度我院申请的“十一五”科技支撑计划课题“农业重大气象灾害监测预警与控制技术研究”、“人工影响天气关键技术及装备研发”、“灾害天气精细数值预报系统及短期气候集合预测研究”已分别于2006年10月9日和14日顺利通过了由科技部组织的可行性专家论证。“农业重大气象灾害监测预警与控制技术研究”项目于2006年11月2日、“人工影响天气关键技术及装备研发”和“灾害天气精细数值预报系统及短期气候集合预测研究”项目于11月9日分别由中国气象局科技发展司组织完成了课题评审会。     

国家大气成分本底观测研究台站体系建设

科技部国家科技基础条件平台建设项目"国家大气成分本底观测研究台站体系建设"于2005年底正式启动,执行期3年.项目负责人为中国气象科学研究院副院长张小曳研究员,第2负责人兼协调人为周凌唏研究员.     

数值预报及实况资料数值化系统研究和应用

1 引言 数值预报和实况资料是天气预报工作中的重要依据,做好数值预报释用工作对于提高预报准确率非常重要.在日常天气预报工作中常用的数值预报有"欧洲数值预报"、"t639"、"德国降水"及"日本降水"等.本系统重点研究欧洲数值预报系统和地面实况资料读取显示以及在数据处理过程中重要算法研究,而且阐述了系统的结构设计、界面设计程序代码编写方法,并对实际工作中的系统应用进行说明.     

奥运会雷电监测和预警系统关键技术研究

依托科技部奥运攻关课题"奥运会雷电监测和预警系统关键技术研究"、中国气象局气象新技术推广项目"预警和预报技术在气象业务中的应用"以及雷电业务的开展,本研究取得的雷电临近预警技术研发及其业务应用的技术成果,主要体现在以下几个方面:     

“八五”科技攻关湖北再显身手

《台风、暴雨灾害性天气监测、预报技术研究》已被批准列为"八五"国家科技攻关项目,编号85-906.该项目的最终目标是:1.建立东海、南海沿海台风监测网和长江、黄河流域部分地区暴雨监测网;2.建成国家、东海、南海区域以数值预报为基础的台风客观预报系统,建成东南沿海各省以应用数值预报产品为主的台风客观预报系统;3.建成国家长江和黄河流域部分区域以数值预报为基础的暴雨客观预报系统,建成长江、黄河流域某些省以应用数值预报产品为主的客观预报系统;4.提高和完善国家和地方的台风、暴雨预警报服务系统.项目共设有10个课题.我省是洪涝灾害多省份,"七五"攻关奠定了坚实的基础,具有雄厚的科研力量和良好的设备条件,又有地方政府及其财政部门对气象工作的一贯重视和大力支持.这对争取"八五"攻关课题极为有利.在     

人工增雨技术研究及示范

受科技部委托,中国气象局科技发展司于2005年11月25日在北京组织召开了"十五"国家科技攻关计划"水安全保障技术研究"重大项目的"人工增雨技术研究及示范"课题验收会.该项目在首席科学家郑国光研究员带领下,课题组经过4年多时间辛勤劳动,圆满完成了课题各项研究及示范任务,其主要成果有:     

“中国气象数值预报技术创新研究”项目顺利通过阶段验收和后续滚动可行性论证

20 0 3年 1 2月 2 6日 ,科技部农村与社会发展司在北京主持召开了“十五”国家重点科技攻关计划“中国气象数值预报技术创新研究”项目阶段验收及后续滚动可行性论证会。验收及论证专家委员会由陶诗言、周秀骥、吴国雄、巢纪平、李泽椿、伍荣生、黄荣辉、丑纪范院士和陈受钧教授共 9人组成。科技部农社司资环处孙洪处长、吕学都处长、中国气象局郑国光副局长、科技发展司赵大铜副司长、李良序副司长、中国气象科学研究院郭亚曦副院长等领导和专家参加了会议。项目首席科学家、中国气象科学研究院副院长薛纪善研究员首先代表项目组汇报了项目…     

"我国新一代多尺度气象数值预报系统"喜获国家科技进步二等奖

由我院数值预报研究中心开发完成的"我国新一代多尺度气象数值预报系统"获得2007年国家科技进步二等奖."我国新-代多尺度气象数值预报系统"是国家十五科技攻关重点项目成果,也是我国在气象科技与计算机应用领域取得的重大科技成就.     

重庆风暴尺度集合预报系统降水预报性能分析

本文利用重庆风暴尺度集合预报系统业务存档的2017年8月1～31日逐日08时起报的模式预报资料及相应的观测资料对该系统的降水预报进行了检验评估及综合分析,综合各种检验结果,总体而言:该系统集合平均和概率匹配平均等集合预报产品相对于控制预报表现出了较明显的优势;小雨和中雨量级降水集合平均的TS评分优于概率匹配平均;大雨和暴雨量级降水概率匹配平均的TS评分优于集合平均;各预报时效的Talagrand分布均表现出实况落在第11个概率区间的概率明显高于其他概率区间,需要在今后的科研和业务中加以关注;Outlier评分介于0.12～0.26;降水概率预报检验方面,各个降水量级的预报失误概率Brier评分和相对作用特征技巧评分AROC均较为理想。总体而言,该系统在降水预报方面相对于单一的确定性预报而言表现出了一定的优势。      

重庆中尺度集合预报系统预报性能分析

本文利用2017年6～8月重庆中尺度集合预报系统逐日20时起报的预报资料及相应的观测资料对该系统的预报性能进行了综合分析,结果表明:500hPa位势高度、850hPa温度和2m温度的集合平均预报的均方根误差均优于控制预报,集合离散度均明显低于集合平均的均方根误差,Talagrand分布均呈现出“J型”或“U型”分布,500hPa位势高度和850hPa温度Outlier评分介于0.26～0.32,2m温度的Outlier评分普遍较高,总体介于0.33～0.67;降水预报方面,集合平均和概率匹配平均相对于控制预报表现出了较为明显的优势;小雨和中雨量级降水集合平均的TS评分明显优于概率匹配平均;大雨和暴雨量级的降水概率匹配平均的TS评分明显优于集合平均;0～24小时和24～48小时累计降水的Talagrand分布呈现出一定的“U型”分布且0～24小时更为明显,其余时效较为理想,Outlier评分随预报时效的延长而减小,最高0.31,最低0.20;降水概率预报检验方面,各个降水量级的Brier评分和相对作用特征技巧评分AROC均较为理想。总体而言,该系统相对于单一的确定性预报表现出了一定的优势。      

集合预报开创了业务数值天气预报的新纪元

近年来世界上随着几个气象中心的集合预报投入业务,标志着业务数值天气预报进行了一个新的纪元,在任何进修大气的起初状态是不知道的,只有近似地描述大气,所以确切地说,天气预报问题应该提为大气的相空间中合适的概率密度函数随时间的演变。在误差的增长超出线性动力学范畴之外,集合预报是预报大气概率密度函数演变唯一可行的方法。可用扰动的产生是集合预报的主要问题之一。沿着预报系统的相空间中最不稳定的方向来扰动初始条     

预报科学

世界各国和各地区的环境预报中心的主要任务是向本国、本地区和全球公众发布科学的环境预报,包括天气、水、气候和空间天气的预报。气象学家与其他科学家合作,一起制作可靠、及时、准确的分析结果、指导意见、预报及预警,以确保人们的生命和财产安全,促进全球经济的发展,以满足人们日益增长的对环境信息的需求。为了更准确地制作预报、更好地服务大众以及最大限度地减少生命和财产损失,这里提出了＂预报科学＂思想。预报科学包括现代观测系统的资料收集、观测与预报信息的实时交流、各种科学技术的发展、无缝隙预报以及公共服务等。预报科学可以概括为三个相互独立的部分,即科学性、工程性和艺术性,且三者存在相互作用。总之,天气预报是大气与环境服务的重要组成部分;预报科学的科学性、工程性和艺术性均服务于天气预报、服务于人民。     

Climate Change Prediction

The concept of climate change prediction in response to anthropogenic forcings at multi-decadal time scales is reviewed. This is identified as a predictability problem with characteristics of both first kind and second kind (due to the slow components of the climate system). It is argued that, because of the non-linear and stochastic aspects of the climate system and of the anthropogenic and natural forcings, climate change contains an intrinsic level of uncertainty. As a result, climate change prediction needs to be approached in a probabilistic way. This requires a characterization and quantification of the uncertainties associated with the sequence of steps involved in a climate change prediction. A review is presented of different approaches recently proposed to produce probabilistic climate change predictions. The additional difficulties found when extending the prediction from the global to the regional scale and the implications that these have on the choice of prediction strategy are finally discussed.     

10年时间尺度气候预测

<正>10年时间尺度的气候预测,由于能够提供给政策制定者和有关部门与单位近期的气候变化预测,作为经济规划和社会生活安排等的参考,因此越来越受到重视。10年气候预测是气候科学中一个新的领域,一般预测方法采用:一是统计预测方法,根据前期气候变化特征,利用统计关系,计算预测未来10年的气候变化;二是动力模式预测方法,利用全球或区域气候模式,在一定初边条件和外强迫作用下,预测未来10年的气候变化;三是动力加统计     

动力季节预测中预报误差与物理因子的关系

为了在动力季节预测中更好地运用统计经验来改进预报, 从研究气候系统物理因子影响模式预报误差的角度入手, 探讨了与气候模式有关的统计经验获取问题, 并利用国家气候中心海-气耦合模式的历史回报数据, 考察了动力季节预测中夏季环流和降水的预报误差与主要物理因子, 包括Ni?o3区海温指数、太平洋年代际振荡指数、南北半球环状模指数以及北大西洋涛动指数相关关系。分析结果显示:上述物理因子与模式预报的夏季环流和降水误差之间存在前期或同期的某种显著相关关系, 并且显著关系分布随因子的不同而表现出明显不同的区域性特征, 这为发展一种基于预报因子的误差订正新方法提供了新思路。     

A Climate Prediction Method Based on EMD and Ensemble Prediction Technique

Observed climate data are processed under the assumption that their time series are stationary, as in multi-step temperature and precipitation prediction, which usually leads to low prediction accuracy. If a climate system model is based on a single prediction model, the prediction results contain significant uncertainty. In order to overcome this drawback, this study uses a method that integrates ensemble prediction and a stepwise regression model based on a mean-valued generation function. In addition, it utilizes empirical mode decomposition (EMD), which is a new method of handling time series. First, a non-stationary time series is decomposed into a series of intrinsic mode functions (IMFs), which are stationary and multi-scale. Then, a different prediction model is constructed for each component of the IMF using numerical ensemble prediction combined with stepwise regression analysis. Finally, the results are fit to a linear regression model, and a short-term climate prediction system is established using the Visual Studio development platform. The model is validated using temperature data from February 1957 to 2005 from 88 weather stations in Guangxi, China. The results show that compared to single-model prediction methods, the EMD and ensemble prediction model is more effective for forecasting climate change and abrupt climate shifts when using historical data for multi-step prediction.     

银川市空气质量动力预测系统及预测结果分析

在介绍银川市空气质量动力预测模型的基础上,重点对该模型的预测结果及误差进行分析。结果表明:该系统能较好地对24 h污染气象条件进行预测,污染气象条件的预测结果与监测结果比较吻合,预报准确率PM10为61%、SO2为92%;春季各月PM10预测值的平均绝对误差较大,其它3个季节相对较小,SO2的情况与PM10正好相反;考虑风沙条件对模式预测准确性的影响,可根据不同时间、不同季节,逐步调整模式中的扬沙系数,能有效地提高该模式对银川市多风沙季节以PM10为首要污染物的空气质量预测准确率,以适应银川市特殊的气候及环境条件。     

2001年春季寒潮天气中数值预报的应用

2001年4月6-9日，新疆出现了一次全疆性寒潮天气过程。阿克苏地区8县1市普遍出现了强风暴、强降温。但由于我台对数值预报产品的正确释用，成功地报出了这次天气，体现了数值预报的优点。