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一种适用于延伸期过程事件预报的检验方法

应用气象学报 2013年第6期24卷 686-694页

作者：杜良敏柯宗建国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 武汉区域气候中心武汉430074

基于延伸期过程性天气气候事件预报评估的特点,结合实际科研和业务工作的需求,提出了一种适用于延伸期过程预报的检验方法(简称PPS方法 )。该方法参考了常用的预报评分方法准则,借鉴了命中率、假警报率、欧式距离和动态时间弯曲距离等... 详细信息

基于延伸期过程性天气气候事件预报评估的特点,结合实际科研和业务工作的需求,提出了一种适用于延伸期过程预报的检验方法(简称PPS方法 )。该方法参考了常用的预报评分方法准则,借鉴了命中率、假警报率、欧式距离和动态时间弯曲距离等评估检验方法。利用命中率、假警报率和该方法对实际预报中可能出现的有漏报没有空报和既有漏报也有空报这两类情况的多个实例进行对比分析,表明该方法既能考虑大气随着时间的延长预报效果急剧降低的特性,也考虑了相似时间序列度量不精确匹配和形变的问题。利用该方法对1999—2010年冬季冷空气过程业务预报进行检验,结果表明:该方法能清晰表征延伸期预报时段内冷空气过程预报的准确程度,真实反映了目前延伸期预报准确率较低的现状,有较好的适用性。同时,该方法也适用于其他延伸期过程事件预报的评分,具有较好的应用前景。

关键词：延伸期预报检验 PPS方法

湖北省近年11次典型霾过程的气象要素和大气环流特征分析

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长江流域资源与环境 2015年第S1期 191-196页

作者：肖莺李兰杜良敏马德栗武汉区域气候中心

利用湖北省85个气象台站2004~2013年逐日能见度资料,结合站点比例和持续天数,确定冬季典型霾过程。利用地面气象要素资料和美国国家环境预测中心及国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料数据,采用合成、相关和t检验方法,分析了霾过程... 详细信息

利用湖北省85个气象台站2004~2013年逐日能见度资料,结合站点比例和持续天数,确定冬季典型霾过程。利用地面气象要素资料和美国国家环境预测中心及国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料数据,采用合成、相关和t检验方法,分析了霾过程发生时的气象要素和对流层中低层大气环流特征。结果表明,地面气象要素中相对湿度和最高气温与霾现象关联最佳;东亚大陆海平面气压降低、季节性北风的减弱和中国东部500hPa的高压异常等因子为霾过程的维持提供了气象条件。线性回归结果表明,地面气象要素和大气环流对霾天气都具有重要的影响。典型霾过程超过3/4的方差可以由这两种气象条件解释。

关键词：霾过程大气环流地面气象要素

长江上游降水对三峡水库蓄水关键月入库流量的影响

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地理科学进展 2020年第7期39卷 1117-1125页

作者：张灵张俊杜良敏高雅琦武汉区域气候中心武汉430074 三峡梯调通信中心湖北宜昌443000

论文基于长江上游271个气象站点1961—2017年逐日降水量数据及三峡水库日入库流量资料,辅以差异t检验、合成分析、相关分析和聚类分析等方法,就长江上游降水对三峡水库入库流量的影响进行了分析,结果表明:①三峡水库蓄水期关键月的入库... 详细信息

论文基于长江上游271个气象站点1961—2017年逐日降水量数据及三峡水库日入库流量资料,辅以差异t检验、合成分析、相关分析和聚类分析等方法,就长江上游降水对三峡水库入库流量的影响进行了分析,结果表明:①三峡水库蓄水期关键月的入库流量受同年8月及9月的降水影响最为明显;②依据降水特征将长江上游进行分区的结果是在沿江及以南遵循自然流域划分,长江以北则不同,6个区分别为:I区(嘉陵江流域南部)、II区(金沙江上游、岷沱江北部、嘉陵江北部)、III区(重庆—宜昌)、IV区(乌江)、V区(宜宾—重庆)、VI区(金沙江流域中下游);③6个区对三峡水库蓄水关键月的入库流量贡献:I区和III区的降水量最大,汇流距离短,相较其他4个区,贡献最大;II区站点稀疏,降水量最少,汇流距离长,贡献最小;其他3个区(IV、V、VI区)贡献相近;④分析2003年以来蓄水期遭遇的3次流量峰值超50000 m^3/s的洪水过程,其中2014年9月11—18日I区出现连续强降水,同时叠加III区过程性强降水,导致了19—20日三峡水库入库出现超过50000 m^3/s的超大洪峰,证实了I区和III区降水对三峡入库流量的高贡献影响分析结论可靠,该结论也对三峡水库合理蓄水调度具有一定的参考价值。

关键词：三峡水库蓄水关键月入库流量长江上游降水

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长江流域气候趋势预测业务平台设计与实现

长江流域气候趋势预测业务平台设计与实现

作者：杜良敏电子科技大学

学位级别：硕士

根据长江流域的防灾减灾、防汛抗旱重大决策、流域水资源综合开发利用和其他流域服务工作的实际需求，围绕“长江流域气候趋势预测业务平台”的实现方式和实现过程，本文描述了以及相关的软件工程技术和方法，对长江流域气候趋势预测业... 详细信息

根据长江流域的防灾减灾、防汛抗旱重大决策、流域水资源综合开发利用和其他流域服务工作的实际需求，围绕“长江流域气候趋势预测业务平台”的实现方式和实现过程，本文描述了以及相关的软件工程技术和方法，对长江流域气候趋势预测业务平台系统的设计和实现思路进行了介绍。主要从短期气候预测的基本理论和相关技术、流域短期气候需求分析、系统概要设计、系统实现、测试与运行几个方面做了较为深入的描述。对现阶段国内外主要的短期气候预测业务平台，以及相类似的业务系统的建设所采用的软件工具，软件工程的现状和发展趋势进行了分析和研究，给出了本软件项目中选择最佳技术路线和工程方法方案的主要理由。按照实际业务需求，利用软件工程方法从需求分析、系统概要设计等做了系统的分析，根据其气候预测软件自身特点和基本规则，借助数据库等技术，为短期气候预测平台提供一个高效的数据源的支撑，建立了结构化数据的存储，为软件开发提供多种数据接口和访问方式，方便利用气候数据的查询检索应用。并利用当前流行的客户端技术和WEB技术等，实现了数据库技术与数值计算软件的结合。在保证软件质量工作上，分析了在软件过程中不同环节所采用的方法，针对软件的走查、审查、集成测试等手段的作用，提出了适合本项目的软件质量保证方法。该系统在设计与实现上，既符合了气候学的科学规律，也在结构上与现阶段的计算机硬件技术、软件环境、网络环境的发展相适应。在开发与建设过程中解决了如何将通用软件开发技术与气候预测行业特征有机的整合的几个难点和特色问题，相关的方法和成果可以为其他开发类似的系统提供借鉴和参考。通过该平台的建设实现提高了长江流域的短期气候预测业务自动化程度，提高了工作效率，改善了现阶段流域短期气候趋势预测业务系统建设薄弱的情况,优化预测诊断分析和预测服务的能力，加快了预报制作和发布能力。并同时能利用该系统建设传承固化各类短期气候预测方法，在使用传统的短期气候预测方法的基础上，强化了动力模式及其产品解释应用技术在流域内的应用,能通过系统的建设来规范化流域短期气候预测业务流程。

关键词：长江流域短期气候趋势预测业务平台

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副高脊线的月内振荡对汉江上游秋汛的影响

气象 2016年第11期42卷 1379-1386页

作者：吴瑶杜良敏武汉区域气候中心武汉430074

利用1951—2014年中国台站逐日降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,通过突变检验、周期分析等方法,研究了秋季9—10月副高脊线的年代际变化和月内振荡特征及其与汉江上游秋季降水存在的可能关联。结果表明:秋季副高脊线位置在1997年前后发... 详细信息

利用1951—2014年中国台站逐日降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,通过突变检验、周期分析等方法,研究了秋季9—10月副高脊线的年代际变化和月内振荡特征及其与汉江上游秋季降水存在的可能关联。结果表明:秋季副高脊线位置在1997年前后发生了突变,这与秋季副高强度的突变时间存在着较为明显的差异。秋季副高脊线位置发生突变后,与1997年之前相比明显偏北,且偏北日数增多,同时月内振荡也较脊线突变前偏强,与之对应的华西秋雨的降水量也随之增多。当其准双周周期较强时,汉江上游9—10月容易降水偏多;而相反地,脊线准双周周期弱时,则更易发生少雨。

关键词：秋汛副高脊线准双周振荡

2015/2016年海洋和大气环流异常对中国夏季降水的影响

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自然资源学报 2016年第12期31卷 1995-2004页

作者：肖莺任永建杜良敏湖北省气象局武汉区域气候中心武汉430074 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

利用1981年1月—2016年8月中国160个气象站降水量资料和NCEP/NCAR资料,对比分析了2015/2016年的主要海洋和大气环流异常及其对夏季降水的影响。结果表明:1)2015和2016年夏季降水异常分布有着明显的差异。2015年夏季降水呈南多北少特点;2... 详细信息

利用1981年1月—2016年8月中国160个气象站降水量资料和NCEP/NCAR资料,对比分析了2015/2016年的主要海洋和大气环流异常及其对夏季降水的影响。结果表明:1)2015和2016年夏季降水异常分布有着明显的差异。2015年夏季降水呈南多北少特点;2016年夏季降水明显增多,尤其是北方地区,且呈现经向型分布。2)热带印度洋-太平洋海温状况监测显示,2015年海温异常表现为El Ni?o发展年、热带印度洋全区一致模态海温偏暖、印度洋偶极子正位相;2016年海温异常表现为El Ni?o结束年、热带印度洋全区一致模态海温偏暖、印度洋偶极子负位相。3)2015年,受热带印度洋-太平洋海温异常影响,使得夏季西太平洋副高偏强、偏南,再配合中高纬冷空气活跃,西风急流轴位置偏南,导致我国降水北少南多。4)2016年,受El Ni?o衰减、印度洋偶极子负位相影响,副高偏北;叠加印度洋海温偏暖的"充电器"效应,副高偏强;同时冷空气偏北偏弱,西风急流轴位置偏北,导致长江中下游及以北区域降水偏多。

关键词：海洋大气环流夏季降水厄尔尼诺印度洋偶极子

气候变化背景下北极海冰对我国冬季气温的影响研究

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极地研究 2018年第1期30卷 14-21页

作者：肖莺任永建杜良敏武汉区域气候中心湖北武汉430074

利用1961—2015年中国冬季气温资料、中国气象局逐月北极海冰密集度指数资料和美国国家海洋和大气管理局(NCEP/NCAR)环流资料,采用滑动相关、时滞相关及偏相关等分析方法,探讨了秋季北极海冰对中国冬季气温的影响。结果表明,秋季北极海... 详细信息

利用1961—2015年中国冬季气温资料、中国气象局逐月北极海冰密集度指数资料和美国国家海洋和大气管理局(NCEP/NCAR)环流资料,采用滑动相关、时滞相关及偏相关等分析方法,探讨了秋季北极海冰对中国冬季气温的影响。结果表明,秋季北极海冰改变了后期冬季西西伯利亚高压和华北高压强弱,导致我国西北地区和长江与黄河之间地区冬季气温异常。进一步分析发现,西北地区冬季气温的异常主要是受西西伯利亚高压影响,而长江与黄河之间冬季气温的异常主要是受华北高压影响。而秋季北极海冰通过改变后期冬季欧亚中高纬度环流,进一步影响高原地区冬季气温。

关键词：北极海冰暖背景时间尺度区域差异

两种算法计算金沙江流域月面雨量特征差异分析

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人民长江 2016年第23期47卷 34-37页

作者：张灵张俊杜良敏武汉区域气候中心湖北武汉430070 三峡梯级调度通信中心湖北宜昌443000

长江上游地形复杂,水文气象站点分布不均,利用泰森多边形法和算术平均法分别计算长江上游六大流域1961~2015年逐月面雨量。从空间来看,两种算法的差异在金沙江流域最大;从月份来看,在夏季差异最大。以金沙江流域为对象,分析两种算法造... 详细信息

长江上游地形复杂,水文气象站点分布不均,利用泰森多边形法和算术平均法分别计算长江上游六大流域1961~2015年逐月面雨量。从空间来看,两种算法的差异在金沙江流域最大;从月份来看,在夏季差异最大。以金沙江流域为对象,分析两种算法造成流域面雨量统计特征的差异,发现两种算法都能较好反映出该流域降水干湿季节分明的特征,但泰森多边形法的结果相对算术平均法要小,尤其是在冬半年个别月份可偏小48%。泰森多边形法得出的面雨量线性变化速率小于算术平均法。在上半年,两种算法的面雨量都为线性增多,但在下半年,泰森多边形法的结论是线性减少的。两种算法的各月面雨量结果都存在着明显的准2~4 a或准6~8 a的周期特征,这与大气的周期振荡关系密切。

关键词：泰森多边形法算术平均法月面雨量金沙江流域

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长江上游面雨量低频特征分析

人民长江 2019年第8期50卷 87-90,150页

作者：肖莺杜良敏张俊武汉区域气候中心湖北武汉430074 三峡水利枢纽梯级调度通信中心湖北宜昌443133

目前,对长江上游降雨的研究多以过程和影响分析为主,对其低频特征研究较少。基于1961~2017年长江上游276站逐日降水资料,利用泰森多边形法得到长江上游7大流域逐日面雨量,分析了长江上游面雨量低频特征。结果表明:①长江上游面雨量存在... 详细信息

目前,对长江上游降雨的研究多以过程和影响分析为主,对其低频特征研究较少。基于1961~2017年长江上游276站逐日降水资料,利用泰森多边形法得到长江上游7大流域逐日面雨量,分析了长江上游面雨量低频特征。结果表明:①长江上游面雨量存在着显著的低频振荡,但各流域周期不同,金沙江石鼓以上和金沙江石鼓以下2个流域具有10~40 d周期,而其他流域具有10~25 d周期。②长江上游夏季低频强降水事件在频次、持续天数、降水强度和最大面雨量特征量上排首位,秋季次之,春季最小,但各流域之间特征量存在着较大的差异。③低频强降水过程次数年际差异大,在15~25次之间,随持续时间、流域数量增加,过程次数呈减少趋势。

关键词：面雨量低频特征低频强降水过程长江上游