长江流域年降水预测动力-统计降尺度方法及其应用

基于站点资料、再分析数据和动力气候模式回报数据,利用经验正交函数分解（EOF,Empirical Orthogonal Function）迭代和年际增量方法,探讨了长江流域年尺度降水异常的动力-统计降尺度预测方法及其应用效果。结果表明,基于再分析数据的年尺度环流场,建立的长江流域年尺度降水异常增量的统计降尺度预测方案,其26 a回报检验的距平相关系数（ACC）平均达0.6,证明该方案具有较高的可预报性。进一步利用模式预测的年尺度环流场,建立了年降水异常增量的动力-统计降尺度预测方案,其ACC平均为0.42,显示了较高的回报技巧,远优于模式直接输出的年降水动力预报结果。通过分析调制年降水预报技巧高低的因素发现,赤道中东太平洋年平均海温距平为负值时,预报技巧更高,ACC平均达0.5以上。在拉尼娜发展年或拉尼娜持续年的冷水背景下,利用EOF迭代选取的特征向量偏多时,多尺度的大气环流信息被纳入预测模型中作为预测信号,预测技巧得到了提高。     

1：5万高精度航磁在新疆高寒深切割地区应用进展

新疆西天山、昆仑—阿尔金等地区大多为高寒山区,地形切割强烈,比高大,开展了1：100万航磁测量,并获得了丰富的磁异常信息,是新疆寻找磁性矿产的主要地区之一。限于航空磁测规范要求一直为1：5万航磁的禁区,加上地面磁测困难,影响了磁测作用的发挥。在大量正演模拟的基础上,选择典型矿床开展了不同飞行高度的对比飞行,异常显示清晰。在当前磁测仪器发展和磁补偿技术和定位精度极大提高的基础上,选择西天山、昆仑—阿尔金等不同地貌景观、不同成矿地质背景和地球物理条件区进行测量,已完成测量面积7万km2,揭示的磁场特征清晰,背景干扰小,局部异常明显,地面磁测、矿产勘查成果与航磁成果对应性好,说明较大飞行高度大中比例尺航磁在深切割山区工作的有效性。为西部地区开展上述工作积累了经验,建议在当前技术经济条件下值得推广使用。     

BP-CCA方法用于中国冬季温度和降水的可预报性研究和降尺度季节预测

使用变形的典型相关分析(BP-CCA)方法,基于交叉检验的结果建立了东亚冬季500 hPa大尺度环流和中国冬季温度、降水的最优BP-CCA降尺度预测模型,并在此基础上进行了中国冬季温度和降水的可预报性研究,表明用东亚冬季500hPa高度场降维后的大尺度环流来解释中国冬季温度,平均距平相关系数(ACC)为0.7左右,最高可达0.9,解释中国冬季降水的平均ACC为0.3左右,最高可达0.7,温度的可预报性远高于降水,且二者的可预报水平存在明显的区域差异。可预报性研究表明东亚冬季500 hPa大尺度环流异常与中国冬季温度、降水异常有密切的联系,BP-CCA方法可以很好地揭示大尺度环流与温度、降水的内在联系,并且物理意义清晰。在东亚大尺度环流系统中,东亚大槽和西太平洋副热带高压是影响中国冬季温度、降水异常的重要系统。进一步利用国家气候中心海气耦合模式(CGCM/NCC)回报和预测的500 hPa环流场和BP-CCA方法对温度和降水进行降尺度预测应用,对温度和降水的预测效果明显高于模式直接输出的结果,而且对温度预测的改善高于对降水的改善。对模式预测的环流进行EOF(经验正交函数)分析,表明BP-CCA方法对降尺度要素预报的可预报性来源于CGCM/NCC对500 hPa高度场主要大尺度特征的模拟能力较好。     

月尺度动力模式产品解释应用系统及预测技巧

从短期气候预测业务面临的实际问题出发,针对月尺度气候预测,利用国家气候中心月动力延伸预报(DERF)模式资料,开发了集多种统计预测方法、多种解释应用技术于一体的业务系统。利用该系统的多种预测方法对广西88个站点2005-2008年6月降水距平百分率的独立样本检验结果表明:在解释应用方法中,基于模式输出统计假设方法(MOS)的预报结果优于完全预报法(PP);利用预测站点附近的环流关键区构建的预测因子预报效果最好;经验统计函数法(EOF)和动力与统计相结合的解释应用方法的预测准确率较高且较稳定;同时满足模式预测资料中预测因子和预测对象的高相关关系,以及再分析资料中预测因子和预测对象之间高相关关系确定关键区,并在此基础上建立预测模型的预测效果更佳。解释应用预测准确率一般都在70分以上,高于传统的物理统计预测结果。     

基于月动力延伸预报最优信息的中国降水降尺度预测模型

利用国家气候中心月动力延伸预报结果、NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站观测资料,通过计算两次相关的方法,获取最优预报信息作为建立降尺度预测模型的预测因子,提取的最优预测因子同时满足既是观测环流要素场影响降水的关键区域,又是模式要素场预报的高技巧区域两个条件.结合挑选出的最优预测因子,利用最优子集回归建立月平均降水的降尺度预测模型.文中设计了消除预测因子和预测量的线性趋势值后建立预测模型(方案1)和直接利用原始资料建立预测模型(方案2)两种方案.经过独立样本检验,发现这两种方案建立的预测模型都能够提高月尺度降水预测,方案1对月尺度降水预测的距平相关系数平均可达0.35.利用该方案对超前时间分别为0、5、10 d的月动力延伸预报产品进行月降水的降尺度预测表明,模式初值信息不仅影响月动力延伸预报结果,也影响降尺度应用效果,利用超前时间为0和5 d的月动力延伸预报结果进行降水降尺度预测可在业务中参考.此外,降尺度预测模型中选取的预测因子不仪在统计上是显著的,同时也具有清楚的物理意义.     

2008年1月我国大范围低温雨雪冰冻灾害分析

2008年1月10日至2月初,我国发生了大范围低温雨雪冰冻灾害,其主要特征为灾害范围广、灾害强度大、连续低温时间长、雨雪持续时间长、冰冻日数多和灾害损失严重.为今后更好地开展此类事件的短期气候预测业务,作者从气候角度分析了这次灾害的可能成因.分析表明,2007年8月发生至今的拉尼娜事件发展非常迅速,其所造成的大气环流异常是导致我国大范围持续低温雨雪冰冻灾害的重要原因.在1月,乌拉尔山地区位势高度场异常偏高、中亚至蒙古国西部直到俄罗斯远东地区位势高度场偏低的环流异常持续时间很长,非常有利于冷空气不断分裂南下;西太平洋副热带高压异常偏北,有利于大量暖湿空气向我国输送,并决定了低温暴雪冻雨灾害发生的区域;青藏高原南缘的南支槽异常稳定活跃,有利于来自印度洋和孟加拉湾的暖湿气流沿云贵高原不断向我国输送.为我国长江中下游及其南部地区的强降雪天气提供了更加充足的水汽来源.分析还表明,1月中旬以来,湖南、贵州等地逆温层不断加强并长时间维持是上述地区大范围冻雨持续出现的主要原因.     

1954-2005年长江以北地区初霜期变化趋势

 采用长江以北地区65个测站1954-2005年秋冬季逐日地面最低温度资料,计算分析长江以北地区初霜出现日期的年代际时空变化特征。结果表明：中国北方地区初霜是由北向南逐渐出现的,初霜发生日期具有明显的年代际变化特征,在20世纪90年代之后,大部分地区初霜日期偏晚的年份逐渐增多。中国北方地区初霜发生日期的早晚与北极涛动的强弱密切相关：当北极涛动处于正位相时,北半球以纬向型环流为主,中国北方大部分地区的初霜期偏晚;反之,当北极涛动处于负位相时,北半球以经向型环流为主,中国北方大部分地区的初霜期偏早。     

综合信息叠加分析在然者涌地区铜铅锌矿中的应用

以然者涌地区铜铅锌矿为研究对象,收集地层、构造、物探高精度磁测以及化探综合异常等数据资料,考虑覆盖区与非覆盖区的要素选择,采用信息叠加合成的方法对各类资料进行交、并、补等逻辑运算,确定要素叠加方案。采用网格化方法归并碎斑,最终构置预测区或成矿远景区。     

2010年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

为了及时总结气候异常发生的成因,提高气候预测准确率,本文利用历史和实时观测资料以及物理机制诊断等方法,对我国2010年气候异常的成因进行了初步分析.结果表明,2010年是进入21世纪以来气候最为异常的一年.海洋异常特征主要有:2009年6月至2010年4月,赤道太平洋发生一次中等强度的厄尔尼诺事件,2010年7月又迅速进入拉尼娜状态;而热带印度洋海温距平的发展经历了全区一致型暖海温异常和负偶极型海温模态两个阶段;北大西洋海温距平表现为"三极子"型特征.受海温异常强迫和海气相互作用的影响,北半球大气环流的主要特征有:西太平洋副热带高压在10月之前受厄尔尼诺影响而异常偏强偏西,之后受拉尼娜影响而异常偏弱偏东,副高脊线位置也表现出明显的阶段性特征;夏季中高纬地区出现明显的阻塞形势;南海夏季风为1951年以来最弱的一年,东亚夏季风也异常偏弱.此外,2009/2010年冬季北极涛动出现近60年来最强负异常.在海温异常强迫和大气内部动力过程共同作用下的环流异常是造成2010年中国气候异常的主要原因.     

我国降水和气温的分级概率时空分布特征

采用全国160站1951—2009年月降水和气温资料,分析了短期气候预测业务评分办法中六级要素概率时空分布特征,并以1月、7月为代表获得了不同地区、不同级别降水和气温异常发生频率。结果表明:降水和气温的六级异常分布存在显著空间不均匀性和年代际变化特征,1980—2009年,北方降水在1月出现特少、特多等级和7月出现特少、偏少等级的概率较大,南方降水出现6个等级的概率基本相同;全国气温在1月和7月出现正常略低、正常略高和偏高等级的概率较大。1980—2009年与1951—1979年相比,全国1月降水为特多、偏多等级和7月降水为偏少等级的站数明显增加,全国1月气温为正常略高、偏高和特高等级的站数明显增加,呈明显的年代际变化特征。