天气和气候的可预报性

从理论和实际角度描述了天气和气候可预报性的认识过程.天气和气候的可预报性,特别是10～30天预报依赖于空间和时间尺度,预报包含了可预报分量和混沌分量.可预报性研究的最大挑战,来自气象极端事件的可预报性问题.     

美国强天气过程预报进展

介绍了美国近20多年在强天气过程预报方面所取得的进展，并列举了若干有关龙卷风、雷暴大风和冰雹等的预报方法。     

青海省月平均气温潜在长期可预报性的估计

讨论了气候信号与气候噪声的相互关系和月平均气温预报正确率的上限问题。用青海省２５个站逐日气温的多年资料，按３种方法估计了气候信号和气候噪声的方差。结果得出，如果以绝对误差小于均方差的０．６８倍作为预报正确的标准，则青海省月平均气温预报正确率的上限约为６６％￣７２％，冬季与夏季差别不大。     

大气运动的可预报性

大气运动的可预报性自１９５０年第一张成功的数值天气预报图问世以来。数值预报已经取得了巨大进展、预报水平有了很大提高，预报对象也从大尺度天气系统扩展到多种时空尺度的空气运动。不少先进国家和地区都相继建立起数值预报的业务预报，随着数值预报的业务预报能力不...     

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     

大气的可预报性与大气模式的设计

本文首先提出了设计数值天气预报模式的基本原则——模式大气的可预报性和实际大气的可预报性相一致。然后依据此原则讨论了目前在设计各种数值预报模式时存在的问题。     

短期气候变化可预报性的研究和进展

短期气候变化是指以月、季和年际为时间尺度的气候变率和气候异常。近几年，国外开始注意年际气候变化，即10年尺度的气候变化，并把它也归之为短期气候变化的范畴。短期气候预测的对象是某个气象要素的时间和区域的平均值，或它相对于多年平均值的偏差（即距平）。在作短期气候预测时，首先面临的是可预报性问题。目前，已有大量工作对此问题进行了研究。1大气的可预报上限P．D．”fhompson最先在气象文献中谈到可预报性问题，分析了初始状态的不确定性对大尺度气流可预报性的限制。后来，Lorenz在一次偶然的重复计算中发现初值的微小差…     

大气随机动力学与可预报性

偶然性与必然性过程及其相互转化是世界事物变化复杂性的根源。根据布朗运动统计理论,提出了分子热运动是不稳定流体中湍流形成之源,由此形成不同宏观尺度的随机运动是大气运动固有的属性。观测事实表明,太阳辐射作为决定大气运动与变化的主要因子,它的变化具有随机性,是大气的随机强迫因子,它对气候变化具有决定性影响。地-气相互作用是一个时变的非线性相互反馈的耦合过程,形成了下边界对大气复杂的随机强迫作用,其界面交换耦合随机动力学模式尚待建立。由于大气过程固有的随机性以及随机的外强迫耦合作用,大气确定性预报的时效是有界的,它决定于预报对象的不确定性及其空间尺度与时间尺度,以及预报时效内的大气不确定性。由此,客观存在着大气过程的报不准关系。     

关于大气过程可预报性问题的一些讨论

从非线性角度重新解读了von Neumann提出的大气运动三个分类，指出大气过程预报问题中存在两类不确定性——初始条件的不确定性和外强迫条件的不确定性，它们分别成为第一类可预报性与第二类可预报性问题的研究对象。强调了大气过程可预报性的客观存在性，由于大气过程的复杂性及人类观测手段和认识水平的限制，人们只能给出这些可预报性的估计，逐日天气预报存在上限(2周左右)。分析了预报误差产生的来源是初始条件的不确定性和预报模式的不完善性，但根本原因是大气过程的混沌本质；还分析了混沌系统误差增长理论，但由于实际大气过程包含很多显著不同的时空尺度以及不同尺度间的相互作用，人们对大气过程复杂的误差增长规律的认识还不是很清楚；最后讨论了动力学数值模式中不同的空间分辨率会改变系统的性质，指出可预报性问题的研究必须考虑空间分辨率的影响。而在讨论初值不确定性对预报的影响时，不需要考虑控制参数微小变化产生的影响，当然条件是控制参数的微小变化不会引起系统性质的重大变化。     

用韵律,周期相结合做长期降水天气过程预报

韵律、特征周期等都是预报中应用广泛的统计值,它反映了相距一定时间的两种天气现象或天气过程之间的联系,是长期预报的一个重要依据。不少台站利用过程前180d、150d、90d的天气过程,结合温度、气压曲线等方法来作天气过程预报,有其一定的准确性,我们也曾作过一些工作,但准确性、强度仍有误差,稳定性不好。在过去的分析中,我们找出了一些单独使用韵律迭加及特征迭加的方法,效果并不理想,现把它们有机结合起来,再增加些本地和区域的特征值,总结出了一套适合于长期天气过程预报的模式方法,对天气过程和强度预报的准确性大有提高…     

一次天气过程预报失败的分析

２０００年４月１４日，广西受一次锋面、切变线、低槽的共同影响，却没有出现强降水和强对流天气，本文对这次过程的几个物理量进行计算分析，从短期预报的角度探讨造成空报的原因。     

延伸期预报中的可预报性浅析

延伸期（10-30天）预报是无缝隙集约化预报预测业务体系的重要一环,一直以来在防灾减灾科学决策中起着重要作用。然而实际预报中,其准确率较中短期天气预报和气候预测均明显偏低,原因在于随着预报时效延长,预报结果存在明显的不确定性。因此,业务预报中需要充分考虑预报对象的可预报性。本文通过总结延伸期时效可预报性的来源、主流数值模式预报性能的现状,介绍了一线业务中的预报思路及常用的可预报性参考产品,揭示了可预报性理论在延伸期预报中的应用。同时还展望了延伸期预报未来的发展方向。     

集合敏感性在预报误差及可预报性研究中的应用进展综述

研究大气的可预报性和预报误差产生的原因,对于改进数值预报,提升业务预报技巧具有重要意义。集合敏感性基于具有流依赖特性的集合预报,通过建立预报与初始场或前期预报大气状态之间的统计关系,为揭示与预报对象可预报性相关的动力学特征及理解预报误差来源和传播机制提供了一种新方法。同时,介绍了集合敏感性的定义和度量,并综述了其针对典型天气系统和高影响天气事件研究的进展,并讨论了该方法的优势和局限性。     

天气概率预报

过去,我国从中央到地方各级气象台站对外服务的天气预报,都是以“今天夜间晴转多云,明天白天多云转阴有小雨”等这样的定性形式发布的。以这种形式发布的天气预报给用户造成的印象是,气象部门在制作上述预报时有充分的信心,百分之百的把握。所以往往当预报和实况出入...     

天气可预报性的时空分布

为了能从非线件误差增长动力学的角度研究大气的可预报性问题,文章引入了可预报性研究的新方法--非线性局部Lyapunov指数.非线性局部Lyapunov指数及其相关统计量能够被用来定量地确定混沌系统可预报性的大小,真正地实现对可预报性的定量化研究.为了把非线性局部Lyapunov指数方法应用到实际的大气可预报性研究中,给出了一种利用大气的实际观测资料估计非线性局部Lyapunov指数的计算方法.存非线性局部Lyapunov指数方法的基础上,文中利用NCEP/NCAR再分析资料,对大气位势高度场、温度场、纬向风场、经向风场等要素场可预报性的时空分布进行了研究,结果表明:(1)在500 hPa高度层上,对于不同的要素场,其可预报期限的大小以及时空分布规律都不一样;全球大部分地区位势高度场可预报期限最大,温度场和纬向风场次之,而经向风场的可预报期限最小.(2)在500 hPa高度层七,位势高度场和温度场的纬向平均可预报期限基本上表现为一定的南北纬向带状分布,热带地区和南极地区的可预报期限最大,北极地区次之,南北半球中高纬度地区可预报期限相对较小.纬向风场可预报期限在热带地区最高,但是南北极地区可预报期限与邻近的中高纬度地区差别不大.经向风场可预报期限在南北两极地区最高,南北半球的中纬度和赤道附近地区可预报期限最小.(3)在垂直方向上,纬向平均高度场、温度场以及纬向风场可预报期限基本上都是随高度升高而增加,高层的可预报期限明显大于低层;经向风场可预报期限随高度的变化比较复杂,不同的纬度有所不同.(4)可预报性有明显的季节变化,不同要素场可预报期限高低值区的位置和强度随季节鄙有明显变化,对于全球大部分地区来说,冬季可预报性都大于夏季的.     

因子的可预报性和预报模型适用性研究初探

本文从因子场与预报量场之间的整体相关性着手，通过典型相关分析来提取因子信息，用求得的典型变量作为新预报因子，经试用表明，新因子的可预报性比原因子有明显提高。 在预报模型的选择上，本文提出了依据预报模型对历史样本实际预测精度的优劣来衡量预报模型的预测能力，从而选用对历史样本预测精度较高的预报模型作未来预报。