集合预报产品在中长期天气预报中的应用初探

为了研究集合预报在中长期天气预报中的应用,提高集合预报在天气预报业务中的应用水平,为日后的天气预报业务工作提供可利用的预报经验。以集合预报产品为例,简单阐述了集合预报的基本原理、集合预报产品的概念,介绍了部分集合预报产品的定义、优点和缺点。在此基础上基于中长期天气预报,分析研究了2016年3月17日20时起报的一次中长期天气预报的实例,以此来探讨集合预报在中长期天气预报中的应用。     

海上大风延伸期预报研究进展

海上大风是海洋产业的重大灾害性天气,而延伸期预报是世界性难题。目前,延伸期预报主要分成动力延伸、低频振荡、经验波传播、数理统计、气候扰动分解和集合预报等6种方法,以动力延伸中的数值模式和低频振荡中的MJO监测诊断最为流行。随着大数据时代的到来,基于大数据分析,以数值预报产品为基础的集合预报成为未来业务发展的重点方向。这6种方法都可以用于海上大风等重大灾害性天气预报,许多学者尝试较多的是气候扰动分解、低频振荡中的低频天气图等方法中的溯源技术,通过找到源头,实现重大灾害性天气的延伸期预报。     

2种集合预报方法在内蒙古汛期降水中的对比试验

为了研究EC集合预报方法,笔者基于EC集合预报系统51个成员的温度及降水IDL格点资料,以内蒙古2014年汛期逐日降水过程为例,用择优法进行试验,并与集合平均预报进行对比。结果表明：（1）在短期预报中,集合成员个数增加到3或4时平均相关系数最高,成员个数增加到较多或减少时平均相关系数逐渐减小;（2）选择相关系数较大的成员作为集合成员进行集合降水预报试验,效果得到一定改善,并优于集合平均法的预报,因此需对集合预报中集合成员的个数的选取加以研究;（3）无论是集合平均法还是择优法,对大雨以上量级降水预报效果较差,因此有必要研究更好的集合预报方法,使集合预报在灾害性天气预报中的应用得到进一步发展。     

基于EC集合预报产品的降水预报检验

为了对EC集合预报产品的应用性能进行检验,笔者基于EC集合预报的概率匹配平均降水量、融合降水量以及中位数、众数和控制预报降水量等5 个产品,通过TS评分方法对内蒙古2014 年汛期降水过程预报进行检验。结果表明,各检验成员产品对过程的把握能力差异较大,集合预报对降水偏大的降水过程评分比较高,对暴雨以上量级降水的预报存在着较大的偏差,预报效果较差。平均TS评分结果表明,集合预报产品尤其是概率预报产品具有一定的参考价值,其次是控制预报和融合产品。     

安徽省油菜主要发育期预报业务化模型研究

为了满足现代农业气象业务服务的需求,为各级政府决策部门和农业生产者及时、合理地开展田间管理和农业生产提供科学依据,在江苏省农科院研发的油菜发育期预报模型的基础上,利用安徽省1982~2005年甘蓝型油菜发育期资料和相对应的气象资料,运用数理统计方法,建立了安徽省油菜主要发育期区域预报模型;并依据天气预报,预测油菜开花期和成熟期。经模拟回代、试报和业务应用,结果显示：油菜开花期和成熟收获期实际观测值与模拟值的相关系数在0.8~0.9,平均绝对误差在2~3天;2006-2009年试报结果与实际值的绝对误差平均在3天左右。本研究对预测安徽省油菜的生育期进程提供了理论支持,并在2011年业务应用中效果较好,完全可以满足业务需求。     

基于Arc Engine的茶叶生产气象服务业务系统的设计与实现

为适应茶叶生产发展的需求和提高气象为特色农业服务的能力,以现有茶叶气象服务技术及研究成果为基础,基于C/S软件架构,利用Arc Engine作为开发平台,结合C#语言、SQL Server数据库以及网络技术,研制了浙江省茶叶生产气象服务业务系统,并投入业务应用。系统主要包括数据管理、小气候监测、灾害监测预警、农用天气预报、气候品质评价、气候适宜度分析、茶园可视化监测、农业气候区划、产品制作、基础知识等10大功能模块;系统集成了茶叶精细化气象指标、预报评价模型和GIS空间插值技术,在时间上可以开展未来1~8天滚动的预警预报,在空间上可以制作乡镇级或5 km×5 km网格级的服务产品;通过与省内气象数据库的无缝对接,确保了系统的智能化运行。系统不仅在浙江省级气象为农服务中应用,而且已在茶叶主产市县中推广应用,实现了浙江茶叶气象服务的定量化和精细化。     

乌鲁木齐市春季东南大风机理的研究

利用乌鲁木齐市气象局2005—2011年间春季区域自动站加密资料和探空资料,得到春季东南大风分布;通过斯科勒(Scorer)理论在城南东南大风机理中的应用,得出乌鲁木齐市春季东南大风短期天气预报应关注气压场形势,短时临近天气预报应关注高空层结稳定度的变化,揭示了区域内春季东南大风机理。研究当地春季东南大风机理可以为区域内大风预报水平的提高提供重要指标和方法。     

贵州最高气温预报方法研究

最高气温预报一直以来是贵州最为棘手的问题,近年来在国家气象局预报质量通报中,成绩较为靠后。为改变这一现象,笔者基于各预报中心常规气温预报资料及地面观测资料,在贵州境内展开最高气温的多模式集合预报研究。结果表明,多模式集合预报技术有效地改进了预报的准确率,在对2013年1月1日—2014年4月30日120 h的逐24 h预报中,各预报中心的多模式集合预报结果明显降低了预报的均方根误差,效果远优于最好的单个预报中心(ECMWF)和多模式的集合平均,不仅很好地改善了贵州最高气温的预报效果,还给当地预报及决策气象服务提供更有效的参考。     

气象条件对稻纵卷叶螟迁飞的影响分析

通过对桂林地区近5年水稻稻纵卷叶螟发生资料与气象资料进行对比分析,选择影响桂林地区稻纵卷叶螟迁飞的气象因子（温度、降水、风向、风速、湿度）,考虑前期气象条件和虫源数,采用回归分析方法,建立水稻稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级预报业务系统。系统分长期和中期预报,将各因子和预报对象都划分为5级,用当地气象台发布的月、季度、及一周天气预报结论,综合分析前期虫源数是否有利,对未来月、季和未来1～7天逐日影响稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级进行预报。预报业务系统实用性强,逐日预报准确率达到了70%以上,在生产实践中发挥了积极的作用。     

T213预报产品对新疆“2007．07．17”大暴雨成因解析

由于T213预报产品涉及各种复杂物理过程、每日4次同化、每次预报6h、水平分辨率60km、垂直分辨率31层的输出模式，能很好地描述西风带上的一些短波系统及物理场特征，对72h内的西风带系统演变、物理量场特征有较稳定的预报能力，为预报员提供了制作预报所需的、尤其是灾害性天气预报所需的、时空分辨率更高的客观定量产品；尤其对48h内北疆沿天山一带、天山山区及其两侧以及东疆地区的次天气尺度、中尺度系统和大降水预报以及大降水落区预报有较强的预报能力。     

基于Microsoft Excel统计函数的农业气象预报模型研究

为了给当地政府、农业部门、农户提供准确及时的农作物播种期、发育期等农用天气预报,通过日平均气温稳定通过5℃初日与0℃初日间隔日数预报模型和水稻播种-抽穗天数预报模型的建立,介绍Microsoft Excel SLOPE、INTERCEPT、LINEST统计函数在农业气象预报中的应用。实践证明,这3种函数能对已知数据进行最佳线性拟和,可以轻而易举地处理诸多变量之间的相关关系,根据返回的数值数组,可以直接观察到所有自变量与因变量之间的相关程度和F值。因此,利用Microsoft Excel统计函数制作农业气象预报模型,不仅可以大大地减轻劳动强度,而且还可以提高工作效率和预报效果。     

乌江流域面雨量的WRF预报检验

为了研究WRF对乌江流域面雨量的预报能力,认识WRF降水预报的特点,提出释用思路。笔者运用晴雨预报、等级预报检验和预报偏差分析方法,对乌江流域2010—2013年汛期面雨量的WRF降水预报进行检验。结果表明,乌江流域的晴雨预报具有相当的可靠性。等级预报准确率在53%左右。按降水等级检验发现：WRF对无雨和小雨的预报,尤其小雨的预报有较好的参考性;但对中雨以上的降水预报能力较差。中雨以上随降水量增大,预报偏差增大;预报偏差大多偏小,接近正常的较少,偏差100%的较多。WRF对大降水的预报能力较差,对中雨的预报有一定可靠性。根据检验结果提出简单的集合预报方法,其与实况相关性更好,预报接近正常的比率提高,预报偏小的情况也有所改进。     

2018年6月12日广西暴雨预报失误分析

旨在研究2018年6月12日广西暴雨天气过程出现桂西漏报,桂东空报的原因,为今后预报提供参考,利用常规地面观测资料、探空资料和数值预报产品资料,对天气形势和物理量场进行分析,结果表明：暴雨过程预报不仅要注重大的环流形势分析,还要考虑水汽、能量条件的分析;预报员先入为主的预报思路和过分依赖数值预报产品,使得在其他要素分析的过程中侧重点不同,没有全面把握水汽、能量、动力条件的分析;中短期预报效果不好时,可以通过短时临近预报弥补。     

阜新地区暴雪预报方法研究

为了提高暴雪天气的预报水平和服务能力,为设施农业气象灾害监测预警提供参考,利用常规高空和地面资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对1955—2013年59年的25次暴雪过程进行总结。结果表明：（1）阜新地区暴雪主要集中在10月—次年4月,其中3月的暴雪次数最多,其次为11月和4月;（2）暴雪的高空和地面天气系统清晰、明显和有规律,500 hPa高空图分为2脊1槽型和阶梯槽型,地面分别为华北气旋、蒙古气旋冷锋、江淮气旋或倒槽;（3）降水前建立的风速≥12 m/s的低空西南急流为暴雪的发生提供了动力和水汽条件;（4）选取对暴雪天气具有明显物理意义的Q-flux-div(850)、Q(850)、K、θse(500)、W(700)、Div(500~850)6个预报因子,建立了阜新地区暴雪预报方程,实现暴雪天气客观化预报。     

雷暴大风、冰雹天气的预报方法研究

为了最大限度地减轻雷暴大风、冰雹天气造成的损失,提高这2种灾害性天气的预报预警能力,笔者在统计安徽省2000-2005年4-9月无雷暴、普通雷暴、强对流（雷暴大风、冰雹）样本的基础上,利用1×1格点NCEP资料计算了表征热力、动力、水汽条件的43个参数,对比分析了无雷暴、普通雷暴、强对流（雷暴大风、冰雹）时的物理量极值、归一化平均值等,并基于分析结果选取雷暴大风、冰雹的消空、预报指标,逐月逐时次的确定预报指标的阈值。最后,利用指标叠套法生成安徽省雷暴大风、冰雹天气潜势预报产品。用该方法对2007年的实时运行情况进行检验,2007年6-9月共有28个雷暴大风、冰雹过程,全部报出,空报9个过程,无漏报,过程TS为30.4%。从检验效果来看,指标叠加的数值越大,出现雷暴大风或冰雹的概率也就越大,对农业防灾减灾起到一定积极的作用。     

东北地区大型日光温室最高、最低温度预报模式探讨

为了在东北地区开展大型日光温室内气温预报,防御温室蔬菜冷冻害和热害,在东北地区的中部建立大型日温室和温室小气候自动观测系统,应用小气候监测资料研究棚内外最高、最低气温的关系,建立相关模式,用棚外的最高、最低温度预报值预报棚内的最低（最高）温度。结果表明,大型日光温室内、外最低（最高）气温相关显著,不同季节、不同天气条件下的相关模式差异较大。这类相关模式可以用于日光温室内最低和最高气温的预报,从而提升温室气象要素预报水平,预防设施农业气象灾害,提高蔬菜生产效益。