T213数值预报释用技术的研究

通过对T213数值预报产品的分析,结合实时探测资料、当地气象台站的地面观测信息和预报员经验,建立了陕西省T213数值释用平台。包括:短期(0～48h)分县要素预报系统;中期(3～7d)分县降水预报系统;夏季短期大降水相似预报系统。     

影响陕西夏季降水主要因子及增量预测方法

应用1959—2008年夏季（6—8月）NCEP/NCAR月平均500 hPa高度场、海表温度再分析资料及ERA-40气候指数、国家气候中心74项环流特征量等资料,经普查得到6个影响陕西夏季降水的主要因子,分别是西太平洋副热带高压强度指数、赤道平流层准两年振荡指数、低层越赤道气流指数、大气角动量指数、赤道太平洋海温、赤道500 hPa高度。将这些主要因子的年际增量、距平与陕西夏季降水的相关性及其所建立的预测模型进行对比分析,结果表明:因子年际增量具有明显的信号放大作用,增量因子的相关系数平均比距平相关系数高0.1左右;主要因子和夏季降水存在各自的长周期变化,造成其相关性不稳定,经过增量变换后,可以有效滤掉长周期变化,提高因子质量和预测模型的稳定性。前一年秋季赤道中东太平洋海温增量分布与陕西夏季降水相关密切,当该区域出现正增量分布时,当年夏季（6—8月）700 hPa西太平洋副热带高压位置偏北、偏西,形成陕西夏季多雨的环流形势;反之,当该区域出现负增量分布时,当年夏季700 hPa副热带高压位置异常偏东,形成陕西干旱少雨的环流形势。     

2016年陕西气候影响评价

2016年陕西气温偏高。降水略偏少且时空分布不均,陕北大部偏多,关中、陕南偏少。冬季1月遭遇强冷空气,多地最低气温跌破或逼近历史极值。初夏关中、陕南汛雨早,强度大,灾害重。夏季多暴雨、大暴雨等强降水天气,西安等大中城市内涝严重。夏季高温范围广,强度大,持续时间长,关中、陕南伏旱严重。冬季关中渭河河谷地带霾频次多,严重影响居民出行及身体健康。2016年属于灾害一般的年份。

     

1997年夏季高温干旱的天气气候特点及其环流演变特征分析

分析了１９９７年夏季持续高温干旱的天气气候特征,并讨论了产生高温干旱的大气环流特点,指出东北半球冷空气势力偏弱且偏北东移,副热带高压强大,并且控制东亚中纬度地区,是造成１９９７年夏季高温干旱的显著环流特征。而西太平洋副热带高压迅速北进快速南退则是形成陕西省高温干旱,特别是关中地区严重高温干旱的主要原因。     

大气低频振荡与陕西夏季10~20天天气趋势变化规律分析

对陕西夏季的多雨时段和少雨时段做了初步划分 ,分析了大气低频振荡与陕西夏季 1 0～2 0 d天气趋势变化规律 ,指出 :大气低频振荡在河套地区形成低频气旋流场 ,或河套附近有低频振荡所形成的低频气旋环流移经河套地区并能够持续较长时间 ,则陕西未来 1 0～ 2 0 d为多雨时段 ,如果大气低频振荡在河套附近生成低频反气旋流场或河套附近有低频振荡形成的低频反气旋环流移经河套地区 ,并且能够持续较长时间 ,则陕西未来 1 0～ 2 0 d为少雨天气。     

陕西汛期降水年际增量预测新技术研究

应用年际增量预测方法,通过分析影响陕西汛期降水的物理机制,建立了具有较高预测效能的陕西汛期降水年际增量预测模型。研究表明,赤道太平洋中东部海温年际增量、500 hPa高度年际增量与陕西汛期降水具有很好的相关性。当前一年秋、冬季赤道太平洋中东部海温增量在南北方向上表现为“－＋－”分布型时,陕西当年汛期降水偏多,反之,陕西当年汛期降水偏少。当前一年秋、冬季500 hPa高度年际增量在赤道附近呈带状正值分布时,陕西当年汛期降水偏多;呈带状负值分布时,陕西当年汛期降水偏少。国家气候中心提供的74项环流特征量、陕西省0 cm地温增量因子与陕西汛期降水也有很好的相关关系。在对预测因子物理意义分析的基础上,用逐步回归方法引入因子,建立陕西10个气候区域的汛期（6—8月）降水总量和各分月（6、7、8月）的降水年际增量预测模型（共40个）,汛期降水总量预测模型交叉检验距平同号率达78.4%。对2010—2013年汛期降水总量和各分月降水量进行试报,其准确率PS评分分别达到75.8和66分。增量预测方法具有较强的预测能力,能够在一定程度上提高陕西汛期降水预测水平,可作为有效方法投入实际业务应用。     

动力气候模式降水预测能力初步评估

通过对山西省210余个年产量在90万吨以上的煤炭生产单位进行调查,确定西山煤电为重点调查对象。接受调查的人员主要为各单位总工、矿长、调度、技术人员、一线工人和财会人员,调查内容包括降水、雷电、高温、湿度、大风等对煤炭的影响。结果表明,2003年至2007年西山煤电的产量从2708．9万吨增加到3360万吨,产值由65亿增加到101亿,生产总值年年攀升,气象服务增加或节省的产值也在逐年增加。山西省煤炭行业对气象敏感度的综合评价为敏感,其中对气象雷电预警、降水灾害预警、连阴雨等尤其敏感。预警天气提前3h～6h通知即可做好防范。     

月动力延伸预报产品在陕西月降水预测中的释用

应用1983-2005年国家动力气候模式产品,进行了月动力延伸预报产品解释应用预测试验。结果表明：月动力延伸预报产品解释应用对青藏高原东北侧的陕西地区月降水趋势有较好的预测能力,但夏、秋季PS评分较高,冬、春季PS评分较低,对大气环流季节突变月份预测的准确率具有不稳定性。     

陕西近30年沙尘天气空间分布特征

通过对陕西省1971-2000年共30a沙尘暴、扬沙和浮尘天气发生日数的分析，给出年平均和四季空间分布特征，并分析沙尘天气形成的原因。分析发现，从榆林开始，经定边、吴旗、延安到渭南存在一个阶梯状沙舌区，是沙尘天气的多发区。该沙舌与陕北北部至渭北旱腰带干舌基本吻合，与陕北黄土高原丘陵沟壑区的地理地貌分布状况密切相关。沙舌的存在是陕西省北部与东部生态环境脆弱、荒漠化进一步发展的重要因素。     

支持向量数据描述在西北暴雨预报中的应用试验

传统机器学习中通常隐含假设所研究问题是类别平衡的, 气象预报中预测灾害天气时就不满足这个假设, 这时往往需要预测重要而稀少的正类 (少数类)。传统机器学习以精度最大化为目标, 在遇到不平衡类别问题时, 容易训练出把所有实例都分为反类 (多数类) 的平庸的分类器。支持向量数据描述是从支持向量机 (SVM) 发展而来的基于核的机器学习方法, 只使用一类样本就可以工作, 适合于不平衡类别。以铜川暴雨预测作为试验对象, 对SVM和支持向量数据描述 (SVDD) 进行了对比试验。试验结果表明对于这个不平衡类别问题SVDD具有优势。