近四十年季度天气趋势预报研究与实践的进展

本文总结了作者近４０年在季度天气趋势预报研究与实践的历程和主要进展。六十年代提出并利用中高纬和低纬前期大气环流特征与夏季江淮流域旱涝趋势的隔季遥联制作预报,８０年代补进一步考虑外在因子影响改进为“前期物理成因综合相似法”：１９６８～８７这２０年长江中下游夏季旱涝趋势预报取得较好成绩。随后的预报实践表明,因全球气候异常增长,预报难度有所增大。１９９５年开始建立一种短期气候系统多变因子的物理一统计预报     

赤峰地区夏季干旱强度预测方法研究

夏季副高偏弱、位置偏南、中纬度盛行纬向环流以及冷涡活动偏少是造成干旱的主要环流特征。选用冬季亚洲地区环流指数、北半球极涡位置以及夏季降水的气候特征这三组预报因子,采用赤峰地区10个旗县站1959—2000年夏季(6—8月)平均降水量资料,依据当地的气候特点把干旱强度划分为轻度干旱和重度干旱,通过三组因子逐级订正的方法预报干旱强度。经过2001—2007年7年的实际应用,证实了该方法对干旱强度具有一定的预测能力。     

多因子和多尺度合成中国夏季降水预测模型及预报试验

根据青藏高原60个站平均的月积雪深度、热带太平洋Nino 3区月海温和中国160个站月降水量等资料,用小波变换和相关分析,分析了1958～1998年秋冬季青藏高原异常雪盖与El Nino-南方涛动(ENSO)的关系、多时间尺度变化的特征及其与中国夏季降水的相关型式.并取青藏高原积雪和Nino 3区海温的年际变化、年代际变化和线性趋势三种不同时间尺度的小波分量作为预报因子,对我国夏季降水距平作线性回归,建立了相应的预测模型.最后,利用1999～2002年的独立资料进行了预报试验,并在2003年和2004年应用于实际预报.研究表明,青藏高原雪盖与ENSO这两个物理因子彼此具有一定的独立性.它们都是多时间尺度现象,并与中国夏季降水有较好的关系.在不同时间尺度上不仅有不同的相关型式,而且相对贡献也有变化.回归预测模型的拟合情况和预报试验表明,综合考虑前期秋冬季青藏高原雪盖和ENSO这两个物理因子的年际变化、年代际变化和线性趋势作为预报因子建立的预测我国夏季降水距平分布的模型,有一定的预报能力.     

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。     

西南地区夏季降水预测模型

从业务预报角度，对影响西南地区夏季降水的主要物理因子，如高原因子、西风带系统、副热带高压等因素进行了分析，在此基础上建立了具有一定物理基础的夏季降水预测模型，在近年来汛期降水预测中取得了明显效果。     

基于可预报模态分析方法的青藏高原东部夏季降水统计预测模型

利用国家气象信息中心提供的降水资料、NCEP/NCAR再分析月平均资料以及Hadley中心提供的海温资料,基于可预报模态分析(PMA)方法,从观测数据中提取青藏高原东部夏季降水具有物理意义的可预报模态,根据已有研究选取合适的预报因子并建立了物理-经验(P-E)模型,从而对青藏高原东部夏季降水进行统计预测。结果表明:南北反向型、一致型、中部型和东北型这4个主导模态反映了降水的异常变化,具有一定的物理意义,为可预报模态;超前0个月和超前1个月的区域平均的预报技巧分别为0.44和0.36,其中青藏高原东南部地区的预报技巧较高;超前0个月和超前1个月的模态相关系数分别为0.46和0.42,预报最好的年份都是1998年,预报最差的年份分别是1980年和2009年。     

我国夏季雨型的前期异常特征及预报方法的初步研究

用１９５１～１９９５年资料研究了我国东部夏季降水各雨型的前期大气环流及我国地面气象要素场的异常特征．结果表明,在冬季１月份北太平洋地区、秋季中国南海地区的海平面气压场有预报我国夏季雨型的信号．夏季不同雨型的前期冬季特征不同,我国的降水、气温场也有差异,４月份我国大范围的温度异常也是值得注意的预测信号．这些特征可以作为我国夏季雨型的预报信号及预报工具．     

人工神经网络的短期气候定性预测方法研究

采用EOF方法将众多具有一定物理意义的环境场预报因子和序列周期因子进行降维去噪处理，并结合人工神经网络前馈网络模型，进行了影响广西热带气旋年频数和夏季(6～8月)降水量短期气候预测的定性预报建模方法研究。结果表明，该方法对于影响广西热带气旋的年频数及广西夏季降水量定性趋势具有很好的预报能力，可作为一种新的短期气候预测业务预报配套方法。     

100hPa30—50天大气低频振荡与南亚高压东西变动的关系

本文应用ECMWYF客观分析资料,通过滤波方法和机理分析.讨论了1982年5—9月100hPa位势高度30—50天低频振荡特征,指出夏半年南亚高压活动范围是30—50天大气低频振荡的活跃区和显著区,在西进北上阶段,南亚高压中心东西变动与此密切相关。这一事实对于四川盆地夏季旱涝中长期预报具有一定意义。     

鄂西北夏季对流云降水微物理过程数值模拟

为了深入研究对流云降水微物理过程特征,为局地对流降水预报和人工增雨提供更多的参考依据,利用三维双参数对流云模式,使用常规单站探空资料,开展湖北两北部山地夏季对流降水实例的批量数值模拟,使用地面降水量和雷达回波资料检验模拟效果,统计分析降水微物理过程特征,归纳总结冰相粒子的形成、增长机制,以及液念水和冰相粒子的相互转化机制。结果表明：（1）对流云模式能够较好地模拟实际对流降水的一些宏观微观特征;（2）当地夏季主要是对流冷云降水,冰相过程是形成降雨的主要物理过程;（3）冰相过程巾过冷水、霰、冰晶之间的相互转化过程是主要的冷云降水形成机制。