以ECMWF数值产品为基础的单站气温中短期预报

采用ECMWF数值预报产品资料,首先用PP法和MOS方法建立溪洛渡水电站坝区三坪站气温预报逐步回归方程,寻找消空（漏）指标进行预报后处理,然后根据000～168时效的ECMWF数值预报产品资料制作未来24～144 h三坪站的最高、最低、平均气温预报。并研制出能自动运行的预报业务系统。2011年业务运行效果检验评估表明：系统预报效果较稳定,6 d平均、最高、最低气温平均预报准确率分别为70.8%、62.7%和76.0%,在水电气象预报服务中短期气温预报实时业务中有较好的指导作用。平均、最高、最低气温准确率随着预报时效的延长效果降低,平均气温和最低气温比最高气温的预报准确率高。预报方法对制作单站气温预报是可行的。     

云南2009年雨季T639、日本、德国3个数值模式的降水预报检验

对云南2009年雨季T639、日本、德国3个数值模式的降水预报进行了检验与比较,发现3个模式的降水预报均有明显的特征。总体偏差分析表明T639模式降水预报明显偏多,德国模式明显偏少,日本模式预报稍偏多。降水分级检验表明小雨和中雨的TS评分日本模式最高,大雨和暴雨的TS评分T639模式最高。T639和日本模式在降水的落区预报上均为正相关,对降水落区预报有一定的指导意义。总体上,3个模式中日本模式预报较准确,T639次之,德国模式的各项检验指标均为最低。     

概率回归方法在宁夏分级沙尘天气预报中的应用检验

利用2010-2013年的2~5月T639模式产品和同时段宁夏25站沙尘实况资料,应用概率回归方法建立了宁夏春季2~5月沙尘和强沙尘两个等级的72 h沙尘概率预报方程,并使用B评分、B_s评分、B_(ias)及T_S评分方法对2014年2~5月预报结果进行了检验。检验结果表明:Bs都为正值,该方法对宁夏春季分级沙尘有预报能力;气候概率越大,预报方程选取的预报因子代表性和物理意义越明确,预报效果也越好;沙尘过程范围越大、强度越强,过程预报效果越明显;且随着预报时效临近,模式调整,预报能力也显著提高;但由于宁夏沙尘正样本数相对较少,尤其是强沙尘气候概率小,因此导致漏报率较高,概率预报偏差率呈现出一致的偏少倾向。     

全球变化对宁夏近40 a极端气温变化的影响

 对全球气候变暖背景下宁夏气候变化基本事实,利用近40多年来宁夏基本气象资料,对年平均气温、极端气温的变化进行了研究。结果表明,近40多年宁夏年平均气温呈连续上升趋势,1986年之后增温速率加快,增温幅度高于全国平均值;年极端最高气温、极端最低气温均在波动中持续上升,年极端最低气温上升幅度明显超过年极端最高气温;各季极端最高、极端最低气温呈非对称性变化,秋季各地极端最高气温增温幅度超过极端最低气温,但春夏冬三季极端最低气温增温远比极端最高气温明显,该特点在夏季表现得更突出;各月极端最高气温、极端最低气温均呈升温趋势。     

西北春季区域性沙尘天气MOS预报方法探讨

使用T106数值预报产品建立了西北地区春季短期沙尘天气预报方程，提出对小概率事件的MOS预报方法的改良办法，结果表明，通过天气分型及天气事件等级划分的方法可以修正沙尘天气的概率分布，使得用MOS方法制作的沙尘天气的预报结果能够达到较好的效果。     

塔里木河流域未来最高和最低气温变化趋势

利用统计降尺度模型SDSM(Statistical Downscaling Model)对塔里木河流域未来最高气温和最低气温变化趋势进行分析.首先选取最高气温和最低气温作为预报量,并根据NCEP再分析数据与流域实测数据分别建立大气环流因子与流域最高气温、最低气温之间的相关关系,选择合适的大气环流因子作为预报因子.然后将所选预报量和预报因子的数据序列分为1961-1990和1991-2001两个时段,分别输入SDSM,用于模型率定和验证.模拟结果表明SDSM模型在模拟塔里木河流域最高和最低气温时能取得较好的效果.最后,将HadCM3输出的A2、B2两种情景输入率定的SDSM,来模拟流域未来最高和最低气温日序列,以分析两种情景下流域未来气温的变化趋势.其结果表明:塔里木河流域未来最高和最低气温总体变化趋势是升高的,两者在A2情景下升高幅度普遍比B2情景下高;两种情景下,最高气温增幅普遍较最低气温要大,夏季变化幅度最大,而冬季变化幅度最小,这些与中国总体变化趋势不同;最高和最低气温在大多数月份都呈增温趋势,只在1、2、11和12月份的部分时期呈降温趋势,且增温幅度明显要大于降温幅度,最高气温变化幅度极值出现在7月和12月,最低气温则为2月与6月.     

ECMWF高分辨率模式对陕西2017年7月高温预报的检验及订正

2017年7月陕西累计出现26 d日最高气温≥35℃的高温天气，其中14 d日最高气温突破40℃，7月7~14日和17~27日出现2次区域性持续高温天气。利用陕西99个国家站的最高气温逐时观测和ECMWF高分辨率模式的定时最高气温预报资料，检验ECMWF高分辨率模式对2017年7月陕西极端高温天气的预报能力，以及一元线性回归方法对气温预报的订正能力。结果表明，144 h之前模式较好地预报出了陕西2次区域性持续高温天气，但是高温日数的预报值在陕西大部分地区较观测值偏少，漏报了陕南大部分地区的高温日，与14:00~17:00时段最高气温的预报值在陕西大部分地区较观测值偏低，其中陕南地区的预报平均绝对误差明显大于其它地区有关。一元线性回归方法对168 h之前的最高气温预报为正订正效果，订正后陕西大部分地区最高气温的预报准确率上升，平均绝对误差减小，日最高气温≥35℃或≥40℃的高温预报较订正前更接近实况。     

基于统计降尺度模型的博斯腾湖流域未来最高和最低气温变化趋势分析

SDSM统计降尺度模型是解决空间尺度不匹配问题的有效工具,它使气候变化响应研究得以在区域尺度上展开。本文将SDSM模型应用于博斯腾湖流域分析它的适用性,并对流域未来最高和最低气温的变化趋势进行了预测。以日最高气温和最低气温为预报量,选取合适的NCEP大气环流因子为预报因子,建立预报量与预报因子间的回归关系。使用1961-1990、1991-2001年的实测数据和NCEP大气变量分别对SDSM模型进行率定和验证,效果较好。把HadCM3输出的A2、B2情景下的大气环流变量作为模型输入变量,模拟流域未来3个时期(21世纪20、50和90年代)的气温变化。结果显示,流域未来日最高气温和日最低气温都呈现明显上升趋势,升高幅度依次为:日最高气温日平均气温日最低气温,且A2情景下气温增幅略大于B2情景下的增幅;冬季气温增幅最小,夏季增幅最大。分析结果可为博斯腾湖流域开展气候变化的水文响应研究以及气候变化的适应性研究提供科学依据。     

黔南8·16强降水天气过程分析

通过对黔南8.16强降水天气过程的分析,结合天气图、卫星云图、雷达产品和物理量场分析了产生此次强降水的主要影响系统及其演变过程,过程主要是由于副高东退,高空槽和低涡切变东移加深,以及低空急流、地面幅合相配合产生。并通过实况对T639数值预报产品进行检验,结果显示T639在48小时内预报场接近实况,但对系统的移动预报略偏慢,强度预报偏弱。     

宁夏回族自治区持续性旱灾的气候背景

基于宁夏地区1978—2010年旱灾灾情要素年资料和23个气象站1971—2011年月平均气温和月降水量资料,运用Mann-Kendall趋势分析和突变检验方法,详细分析了该地区近33年旱灾灾情及近41年气候的时空变化特征,在此基础上,剖析了持续性旱灾产生的气候背景。结果表明：1978—2010年宁夏地区旱灾呈持续性加重趋势,受灾人口、农作物受灾面积和直接经济损失增速分别为28.78万人/10a、3.16万hm²/10a和8 504.04万元/10a。空间变化上,旱灾加重速度由中部向北、向南呈减慢趋势。1971—2011年宁夏地区气候总体呈暖干化趋势,年平均气温、平均最高气温和最低气温的升温率分别为0.42 ℃/10a、0.37 ℃/10a和0.50 ℃/10a,增暖表现为全年温度升高,年平均气温和平均最高气温于20世纪90年代早期发生了显著增暖突变;降水量呈减少趋势,但不显著。宁夏持续性旱灾是气温持续快速上升和降水量减少共同作用的结果,其中气温显著增高是该地区干旱灾害加剧的主要气候因素。     

冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统设计与实现

系统以T639数值预报产品为基础,结合考虑地形改进的要素CRESSMAN插值技术、云南冰冻天气判识条件研究成果和结合滇东北电线覆冰考察修正覆冰估算模型,利用C#和Visual Fortran高级开发程序语言,建立了云南冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统。实现了在国内率先提出了电线覆冰消融处理方案并进行了相关研究。系统设计实现上使用了图像处理,数据库操作,多线程,递归算法等编程技术,使用递归算法查找历史数据来替代缺测数据,保证预报服务的完整性,实际使用结果证明这种替代是简单可行的。覆冰消融的处理相关参数还需要实际数据的验证来进行调整。     

宁夏本地化WRF辐射预报订正及光伏发电功率预测方法初探

为了开展西北地区宁夏太阳能光伏发电气象预报服务,基于本地化WRF模式产品及当地光伏电站提供的发电功率资料,提出了EOF分析结合MOS预报的技术方法,进行模式辐射预报的统计订正研究,建立逐时光伏发电功率预测模型,得到较为理想的结果。通过EOF-MOS方法进行辐射预报订正,可使辐照度平均绝对百分比误差（MAPE）由原来24%左右降低到15%左右,模型预测发电功率MAPE稳定在22%左右。尤其是对于转折性天气趋势把握,具有较高的参考价值。     

黄河万家寨水库流域降雨径流的分布式模拟及率定

应用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)模型,研制了黄河万家寨水库流域分布式降雨径流模拟系统,并对万家寨水库流域进行了10年（2000-2009年）径流模拟。其中,以2000-2006年为系统参数的敏感性分析期和模型率定期,以2007-2009年为模型的验证期,模拟结果显示,万家寨站点上模拟径流与实测径流过程线的相关系数达到0.97以上。在此基础上还将数值预报模式与模拟系统相耦合,对万家寨水库入库径流进行了预报和检验分析,结果较好。因此,该模拟系统能够较好地反映万家寨水库入库径流量的变化过程,具有一定的适用性,为进一步进行降雨径流预测提供了技术支撑。     

中国西北地区夏季降水分区客观预报

本文在降水分区的基础上,对西北地区夏季降水进行预报。利用2007—2010年的6—8月T639资料和相应时段的实况资料,通过概率回归降水等级方案进行建模,对2011年6—8月进行了试报。结果表明:与单站建模预报相比,分区建模降水预报TS评分在各时效、各量级上均有提高,并且在空报和漏报上有较大减少,特别是中雨预报改善明显。分区建模比单站建模所选因子更丰富,利用了模式产品的有用信息,因此预报效果更好。分区建模降水预报与模式直接输出降水预报的对比分析表明:分区建模的降水预报效果优于模式直接输出降水预报,尤其小雨预报效果显著,中雨和大雨36 h和60 h预报的空报现象明显减少。     

河西走廊东部沙尘暴预报方法研究

利用我国沙尘暴多发区, 甘肃省河西走廊东部民勤、凉州区等五站近50a的气象资料, 详细分析了河西东部沙尘暴频繁发生的气象因素, 应用近20a的天气资料, 结合近50a的典型个例做出沙尘暴的长期、中期、短期和短时预报预警系统。研究结果表明: 长期预报取决于冬春季气温、降水量和大风日数; 中期依靠使用国内外数值预报产品; 短期与大气环流条件、分型指标有关; 短时临近预报与高空大风形势、地面上游有无大风沙尘暴天气有关。     

近47 a来黑河流域的降水时空特征分析及预报评估

 利用1960—2006年黑河流域13个气象站, 地面气温、降水等观测资料,对该流域降水的气候年代际特征及干旱变化的成因进行了初步分析。结果表明,该流域降水量,由于受地形地貌、海拔高度和不同尺度大气环流的影响,流域内降水分配极不均匀,南北差异很大, 呈现为东南多西北少, 但降水日数的年月分布和流域的地理分布与降水量分布基本一致。总体上变化均呈波动性上升状态。同时,对2000年承担黑河流域分水的预报任务中研制的黑河流域降水预报服务系统输出的24~48 h降水量预报过程的准确率进行了TS评分检验。证明该系统对黑河流域的降水具有较强的预报能力,预报产品在气象服务工作中有重要参考价值,同时也为今后的精细化预报业务工作打下了一定的基础。     

宁夏一次春季突发寒潮极值暴雪过程的等熵位涡分析

利用常规观测、地面加密站逐时观测和欧洲中期数值预报中心0.125 °×0.125 °逐6 h再分析资料，从天气系统演变、冷空气路径、灾害性天气预报指标等方面，利用315K等熵位涡对2016年4月2～3日宁夏突发寒潮极值暴雪过程进行了诊断分析。结果表明：（1）此次过程属于高空小槽东移合并型，地面有冷高压分裂且主体快速南下，并有锋面相配合，导致强冷空气入侵和锋后降雪。（2）前期环流形势稳定，后期天气系统突变，常规气象资料难以预报，315K等熵位涡图可作为短时、局地的春季寒潮降雪过程的有效分析和预报工具。（3）等熵位涡清楚地示踪冷空气的来源和传播路径：咸海区域对流层顶冷空气东移南扩与青藏高原对流层中层冷空气合并加强，且新地岛平流层下部的冷空气在前期缓慢东移后，自贝加尔湖加速南下对其补充引发寒潮。（4）等熵位涡异常大值可定量、清晰地表述关键影响系统西风带小槽的演变，具有更好的指示意义。（5）等熵位涡高值区随时间变化与寒潮演变一致，可提前6 h指示冷空气活动，且等熵位涡大于1.0 PVU区域与寒潮及降雪落区一致，大于0.8 PVU区域与强降温区域一致，可作为精细定量预报的重要指标。