南海热带气旋频数的气候预测方法

利用前期北半球500 hPa高度场格点资料、海温场(SST)格点资料,计算与后期热带气旋(TC)发生频数的相关系数,分析两个相关场显著相关区的统计特征,进一步分析其天气气候学意义和物理意义。选取若干相关系数高的格点,组成组合因子,建立二项式曲线方程,对影响南海以及登陆或影响广东的热带气旋,做年、月频数预测。预测试验和检验表明,二项式曲线预测模型有较高的拟合能力,在影响南海以及登陆或影响广东的热带气旋年、月频数预测中,有较好的效果。     

热带气旋频数的二次型预测模型

使用1951—2005年北半球500 hPa高度场格点资料、1949—2005年海温场 (SST) 格点资料, 计算与后期热带气旋发生频数的相关系数, 分析两个相关场显著相关区的统计特征, 进一步分析其天气气候学意义和物理意义。选取若干相关系数高的格点, 构成组合因子, 建立二次型曲线预测方程, 进行西北太平洋、南海及登陆我国、登陆广东的热带气旋年月频数的预测。预测试验和检验表明, 二次型预测模型有较高的拟合能力, 在业务应用中有较好的效果。     

影响福建热带气旋年季频数的投影寻踪回归模型

投影寻踪方法是一类处理高维问题,特别是高维非正态问题的新兴统计方法.通过普查北半球500 hPa、100 hPa、北太平洋海温以及500 hPa环流特征量与影响福建热带气旋年、季频数的相关,采用逐步回归筛选预测因子.然后,应用投影寻踪回归方法的基本思想和算法,建立福建热带气旋年季频数的PPR预测模型.结果表明,PPR模型的预测效果明显优于逐步回归预测模型,对福建热带气旋年季频数具有较好的预测能力.     

登陆中国的热带气旋强度和频数物理统计预测模型及其应用

使用1949—2008年美国的再分析资料及中国热带气旋年鉴,分析60年来北半球500 hPa高度场和海面温度场与登陆中国热带气旋(以下简称TC)的强度和频数显著相关区的统计特征及其物理意义。选取相关系数高的格点构成组合因子,建立二项式曲线预测模型,制作登陆我国热带气旋的年、月强度和频数预测。检验结果表明,该模型有较高的拟合能力,在业务中可广泛应用。     

西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化及预测

利用1950-2009年60 a的热带气旋资料、NOAA海温、NCEP再分析资料及74项环流指数等资料,研究了西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化特征,结果表明,西北太平洋热带气旋生成频数既有显著的年际变化,同时也存在明显的年代际变化。自1950年以来,西北太平洋热带气旋频数经历了一个先增加再减少的过程,其中转折点在20世纪70年代中后期,与之相对应,热带气旋路径频数也呈现明显年代际变化。在此基础上,通过分析前期春季海温场、大气环流异常及环流指数与夏季(6-10月)热带气旋生成频数的相关关系,选取了影响夏季西北太平洋热带气旋活动频数的预测因子,建立了一个夏季西北太平洋热带气旋生成频数的多元回归预测模型。检验结果表明,该模型能较好地拟合1951-2003年夏季西北太平洋热带气旋生成频数的年际变化,拟合率为0.6。对2004-2009年夏季热带气旋生成频数的独立样本预测试验表明,该模型对夏季西北太平洋热带气旋活动频数具有较好的预测能力,可以为热带气旋业务预报提供一定参考。     

影响广西的热带气旋年频数的初步研究

使用1951-1997年影响广西的热带气旋年频数与前期和同期的海温场、500hPa高度场进行相关分析,结果表明,赤道太平洋海区的海温与影响广西的热带气旋年频数有密切关系,厄尔尼诺年副高强度偏强,西伸脊点偏西,影响广西的热带气旋偏少,拉尼娜年副高偏弱,影响广西的热带气旋偏多.然后挑选相关系数高的高相关区,以其为预报因子,利用相似分析方法和逐步回归方法对影响广西的热带气旋年频数作预报试验.结果表明,用相似离度方法做预报时,第1相似对特多特少年的预报基本可信,而第2、3相似预报不稳定;用逐步回归建立的预报方程平均拟合误差约为1个,1998和1999年的试报效果较好.     

利用海气耦合模式预测的大尺度环流进行热带气旋年频数的预测试验

基于对热带气旋生成频数和大尺度环流相关关系的分析,利用SINTEX-F海气耦合模式预测的大尺度大气环流信息,通过提取模式预测较好与热带气旋生成密切相关的有用信息,建立了一个基于动力模式预测结果的南海和西太平洋热带气旋年频数预测模型,并对1982—2010年的热带气旋生成频数进行预测试验与检验。SINTEX-F海气耦合模式能够较好预测部分与热带气旋生成密切相关的大尺度环流特征,其中包括热带气旋活动区域的海平面气压、对流层风垂直切变、850 hPa热带辐合带和850 hPa 90 °E附近的越赤道气流。利用这些大尺度环流建立的预测因子与热带气旋生成频数有很好的相关关系,利用这些预测因子建立的多元回归预测模型对热带气旋频数的拟合率为0.8(相关系数,超过99.9%的信度检验)。预测模型的交叉检验结果表明模型整体预测效果较好。交叉检验预测结果与实况热带气旋频数的相关为0.71(超过了99.9%的信度检验),距平同号率为82.8%。但模型对热带气旋异常年的预测误差较大。      

海南岛登陆热带气旋频数异常成因分析

采用NCEP／NCAR再分析的月平均500hPa高度场、海温场（SST）资料,分析讨论了登陆海南岛热带气旋活动异常与大气环流、SST影响因子之间的关系,得到登陆海南岛热带气旋（TC）偏多、偏少年对应的大气环流、SST的概念模型。分析结果表明：（1）前一年11月500hPa亚洲大陆高纬位势高度偏低（高）,则次年登陆海南岛...     

CFSv2模式产品在汛期海南热带气旋频数预测模型中的应用

利用1982—2014年汛期影响海南的热带气旋频数、NCEP/NCAR逐月再分析资料和CFSv2模式历史回报数据,分析了热带气旋频数特征及同期环流特征,并利用逐步回归构建基于模式有效预测信息的热带气旋频数预测模型。结果表明:汛期影响海南热带气旋频数的异常与同期大尺度环流变化密切相关,且CFSv2模式对其环流影响关键区具有较好的预测技巧,包括南海到热带太平洋的海平面气压、500 h Pa位势高度场、低层风及热带太平洋纬向风切变。据此,利用逐步回归构建热带气旋频数预测模型,其26 a交叉检验中实况与预测相关为0.88,距平同号率达88%;6 a预测试验仅2 a预测与观测反号,可见模型具有良好的稳定性和预测技巧,可为汛期热带气旋频数预测提供依据。     

珠江流域夏半年降水的预测

采用珠江流域1954～2003年月降水资料,以及前期太平洋海温场和北半球500 hPa高度场月平均资料,利用主分量逐步回归预测模型,对该流域夏半年(4～9月)降水分布进行主分量计算和预测.结果表明:对前25个主分量的预测就能很好地预测珠江流域夏半年降水的变化,2004～2006年预测结果与实况较接近.预测因子取自500 hPa高度场和海温场的主分量,为降水的预测提供大量有用信息.该方法在实际业务中有一定的应用价值.     

影响广西热带气旋年频数的神经网络预测模型

利用人工神经网络方法，结合均生函数和逐步回归分析方法对影响广西的热带气旋年频数序列进行神经网络的预测模型研究，该模型既考虑了预报量自身显著周期变化，也考虑了海温场，高度场等因子对预报量的影响，给预报检验，考虑多种影响因子的预测模型比只考虑单一影响因素的预测模型效果好。     

基于BP神经网络技术的西北太平洋热带气旋年频数预测

利用NCEP月平均的500 hPa高度场和海表温度场分析资料、中国气象局台风年鉴(1949—1988年)和热带气旋年鉴(1989—2008年)资料,采用BP(神经网络模式)对发生在西北太平洋上的热带气旋年频数进行预测。对隐层节点数进行普查,采用试错法,并综合考虑模式精度及迭代次数,得到了相对较优的神经网络预测模式。利用选用的模式来预测热带气旋年频数,给出了具体的预测值及具有范围的预测值,8年独立样本检验结果表明有6/8的预测值处于或接近相应的预测范围内。     

影响我国的热带气旋年频数预测

利用中国气象局《热带气旋年鉴》的热带气旋大风和降水资料集,确定了明显影响我国及华东和华南地区的热带气旋个例,并研制热带气旋年频数的预测方案,使得频数预测对防灾减灾更为实用。预测因子采用相关普查的方法,从1961—2000年前期的海表温度、海平面气压及200,500 hPa和850 hPa位势高度和风场中选出,所用的资料为NOAA ER SST和NCEP/NCAR再分析资料。在相关分析的基础上,构建因子时兼顾了因子的系统性的空间结构和时间的变化,并用主成分分析方法去除因子的多重共线性;在最优子集回归建模的基础上进一步对模型进行检验和优化。模型检验和2001—2008年回报试验说明各模型均对各自热带气旋频数 (TCF) 具有较好的预测能力。     

对东亚夏季风与西北太平洋热带气旋频数关系的初步分析

利用海陆热力差指数(ILSTD)、500 hPa位势高度场、向外长波辐射(OLR)资料及NCEP/NCAR月平均再分析数据集,分析东亚夏季风与西北太平洋地区(包括中国南海)热带气旋频数的关系,结果表明,在强夏季风年西北太平洋地区热带气旋频数偏多,而弱夏季风年同期热带气旋频数异常偏少而后期趋于正常,正常夏季风年热带气旋频数基本正常.并结合热带气旋形成的大尺度环流条件,对其动力机制作了初步探讨.     

华东地区热带气旋年频数异常的分析

利用 NCEP 1960 ～ 1997 年月平均 500 hPa 高度、1000 hPa 的风场和温度、JM A 海表温度资料及 NCA R O LR 资料进行合成分析, 给出了影响华东地区热带气旋(T C)偏多年与偏少年的前秋冬季不同的大气环流、O LR 和海表温度场特征, 从中可看到冬季风活动对 T C 年频数异常有影响。 在此基础上建立了华东地区热带气旋年频数异常的概念模型, 并且进行了试用, 其结果表明该概念模型对华东地区热带气旋年频数的短期气候预测有参考价值。     

用统计模式重建热带太平洋环流场资料的可行性试验

在一种恢复总辐射场序列的统计模式的基础上,建立由海温场推算同期热带太平洋环流场的统计模式,对1982至1989年期间冬季(1、2、3月)月平均500hPa高度场资料验证表明,恢复效果稳定。于是利用该地区现有的月平均海温场资料,外推重建了1966年至1978年间冬季(1、2、3月)月平均500hPa高度场资料。这一试验证明,可进一步利用海温场资料恢复更长时期的热带环流场资料。      

南海登陆热带气旋对长江三角洲地区降水的影响

利用热带气旋年鉴资料统计了1949~2000年南海热带气旋影响期间我国长三角地区的最大降水量，计算有南海热带气旋影响时最大降水量大于50 mm的条件概率为60%。并把历年引起长三角地区50 mm以上降水的南海气旋频数序列作小波变换，发现其具有周期性振荡的特点，并且振荡周期在频率的分布上也有一定的规律。把南海热带气旋频数序列与夏季3个月副高面积指数之和的序列做交叉谱分析，发现两者具有准2年和准5年的耦合周期，气旋频数序列在位相上超前约半年。最后用1951~1999年的500 hPa月平均高度资料统计频数异常年的500 hPa高度场的距平和t统计量，发现在西太平洋、大西洋和极地都有显著的异常。     

基于前期观测降水和500 hPa高度场的西北太平洋热带风暴生成频数的新预测方案

利用前期1—2月和4—5月平均的东半球格点降水与500hPa高度场资料,通过多元线性逐步回归,建立了预测西北太平洋年热带风暴生成频数的预测方案。由于分别使用了欧洲中期数值预报中心和美国国家环境预测中心的大气再分析资料,建立了两个预测模型,对1979—2002年的预测交叉检验的距平相关系数分别为0.78和0.74。预测的多年平均绝对误差是3.0和3.2,即多年平均西北太平洋年热带风暴生成频数的10%左右。进一步指出:实际预测中可以把两个模型的预测结果平均作为最后预测结果,这样的话,多年交叉检验的距平相关系数是0.88,多年平均的预测绝对误差是1.92个。这样就可能得到更加准确的预测。本文结果还只是该方案的交叉检验结果,尚需在实际预测中进一步检验其能力。     

基于MATLAB的主成分RBF神经网络降水预报模型

以前期500 hPa高度场、海温场为预报因子,采用径向基函数(RBF)神经网络与主成分分析相结合的方法,建立了广西中部5月平均降水预报模型。在5年独立样本的预测检验中,预测的平均相对误差、均方误差及平均绝对误差分别为18.12%、50.52和34.23。对比分析RBF神经网络与BP(Back Propagation)神经网络的预测结果,表明RBF神经网络预测结果更准确、精度更高。     

PDO对西北太平洋热带气旋活动与大尺度环流关系的影响

利用NCEP再分析资料和上海台风研究所整编的热带气旋资料,研究了在太平洋年代际振荡(PDO)冷暖位相中西北太平洋热带气旋频数与太平洋海表温度(SST)年际相关的分布差异,以及500 hPa高度场对热带气旋频数和生成源地的影响.结果表明,在PDO冷位相时期,热带气旋频数与赤道东太平洋SST存在显著相关,副热带高压位置偏东...