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邻域法在天气预报中的应用研究进展

大气科学学报 2024年

作者：潘留杰代刊张宏芳梁绵刘嘉慧敏祁春娟戴昌明李培荣沈娇娇陕西省气象台陕西省气象服务中心秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室国家气象中心

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理... 详细信息

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理方法、常用评分指数的物理意义。其次总结了网格尺度上的邻域概率和大于网格尺度邻域概率的基本思想和统计意义，重点阐述了与集合预报相结合产生的邻域集合概率预报NEP（Neighborhood Ensemble Probability）、邻域最大集合概率预报NMEP（Neighborhood Maximum Ensemble Probability）的算法流程和内在含义。第三进一步结合典型应用个例，分析了邻域法检验和集合邻域概率的优缺点和适用性。总体来说，邻域法检验可以在不同的时空尺度上比较预报产品的性能，具有独特的优势。虽然NEP和NMEP两种邻域概率都可以提高降水的预报评分，但NEP更适合于大尺度、系统性降水预报，NMEP则对于对流性、极端性降水来说有更好的应用效果。最后给出了使用邻域法应该注意的问题以及未来研究应用的发展方向。

关键词：邻域检验 FSS评分邻域概率集合预报的邻域概率

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MODE检验在天气预报中的应用研究进展

地球科学进展 2024年第2期39卷 193-206页

作者：潘留杰张宏芳刘嘉慧敏祁春娟梁绵马丹萌李培荣戴昌明高星星陕西省气象台陕西西安710014 秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室陕西西安710014 陕西省气象服务中心陕西西安710014

客观评价高分辨率中小尺度变量的预报表现是数值天气预报模式应用和发展的重要环节。传统点对点的检验在高分辨率数值预报模式评估中存在显著不足。空间面向对象或目标法MODE检验方法利用卷积函数和给定的阈值在预报和观测场中识别目标... 详细信息

客观评价高分辨率中小尺度变量的预报表现是数值天气预报模式应用和发展的重要环节。传统点对点的检验在高分辨率数值预报模式评估中存在显著不足。空间面向对象或目标法MODE检验方法利用卷积函数和给定的阈值在预报和观测场中识别目标对象、诊断模式的预报表现,在天气预报中有着广泛应用。首先系统回顾了MODE检验方法的学术思想、技术架构、算法流程和检验指标;详细归纳了MODE检验在降水预报、天气雷达、卫星云图、集合预报以及其他不同要素或物理量场中的典型应用,阐述了检验结果在数值模式预报质量评价中的意义和对天气预报结果主客观订正的影响;介绍了近年来MODE检验方法的更新发展,主要包括考虑不匹配目标对象属性的综合评价指数MCS,以椭球体为目标的三维时域空间对象追踪和MODE扩展的时域检验方法MODE-TD;最后总结和讨论了MODE检验方法的适用性、优势和不足,同时对MODE检验方法未来的发展方向和应用前景进行了展望。旨在为更好地应用MODE检验方法诊断数值模式的预报性能提供参考。

关键词：数值天气预报空间检验目标对象 MODE

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基于“五运六气”理论探讨先天禀赋与肺结节的相关性研究

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基于“五运六气”理论探讨先天禀赋与肺结节的相关性研究

作者：梁绵杰天津中医药大学

学位级别：硕士

目的通过分析肺结节患者出生日期的五运六气特点,旨在探究肺结节患者出生日期运气学方面存在的差异性和特殊性,从中医运气学的角度提供肺结节的易患因素以及恶性肺结节的高危因素,为肺结节患者的早期评估提供中医运气学方案。方法根据... 详细信息

目的通过分析肺结节患者出生日期的五运六气特点,旨在探究肺结节患者出生日期运气学方面存在的差异性和特殊性,从中医运气学的角度提供肺结节的易患因素以及恶性肺结节的高危因素,为肺结节患者的早期评估提供中医运气学方案。方法根据患者出生日期推算中运、中运太过不及、主运、主运太少、客运、客运太少、节气、季节、司天-在泉、主气、客气以及运气同化和运气异化的情况,进行统计学分析。采用描述性研究方法对出生日期的运气学特征与肺结节的关系进行研究,采用病例对照研究方法对出生日期运气学特征与肺结节良恶性的关系进行研究。使用卡方检验进行统计分析。结果1.一般情况共纳入患者407例,患者平均年龄为66.49±11.83岁,出生年份众数为1958年。其中,年龄最长者95岁,生于1926年;年龄最小者19岁,生于2002年,时间跨度76年,可涵盖一甲子(六十年);男性患者233人,女性患者174人,其中确诊为恶性的患者为109人,非恶性的患者为298人。2.运气因素与肺结节的相关性2.1中运肺结节患者中运分布火运(104人,25.55%)最多(P0.05)。中运为土运者,恶性概率最大(P0.05);客运五行(太少)分布,少火(58人,14.25%)最多(P0.05)。2.4节气、季节肺结节患者节气分布芒种(27人,6.63%)最多,季节分布春季(115人,28.26%)最多,均无统计学意义(P>0.05)。节气、季节与肺结节良恶性无统计学意义(P>0.05)。2.5六气肺结节患者司天-在泉分布阳明燥金司天-少阴君火在泉(79人,19.41%)最多,主气分布少阳相火(79人,19.91%)最多,客气分布厥阴风木(70人,17.20%)最多。均无统计学意义(P>0.05)。六气与肺结节良恶性无统计学意义(P>0.05)。2.6运气同化肺结节患者同岁会年多于非同岁会年(P0.05)。运气同化与肺结节良恶性无统计学意义(P>0.05)。2.7运气异化肺结节患者非小逆年人数多于小逆年,顺化年人数多于非顺化年(P0.05)。运气异化与肺结节良恶性无统计学意义(P>0.05)。结论出生时间的五运六气学特征与肺结节的罹患以及肺结节的良性恶性存在一定的关系。1肺结节患者中,出生于中运为火运、主运为太木、客运为少火以及运气相合的同岁会年、顺化年和非小逆年者分布较多,而出生时的节气、季节、司天-在泉、主气、客气、运气同化和运气异化的其他特殊年份未发现明显差异。2肺结节患者出生于中运为土运、主运为水运者,肺结节恶性的概率更高,其他运气学特征未见明显差异。故在临床工作中,对于肺结节患者,出生时间符合以上特征者需要更加关注,并持续追踪随访。

关键词：肺结节性质五运六气先天禀赋

基于卡尔曼动态频率的ECMWF降水预报订正

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气象 2022年第1期48卷 73-83页

作者：潘留杰薛春芳张宏芳高星星梁绵刘嘉慧敏陕西省气象台西安710014 陕西省气象局·秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室西安710014 陕西省气象局西安710014 陕西省气象服务中心西安710014

利用2019年1月至2020年2月ECMWF细网格模式降水预报和388个自动气象站降水观测资料,以及国家气象信息中心三源网格降水量融合分析产品,在降水频率客观分析检验的基础上,采用卡尔曼动态频率匹配方法对ECMWF网格降水预报进行订正,所得结... 详细信息

利用2019年1月至2020年2月ECMWF细网格模式降水预报和388个自动气象站降水观测资料,以及国家气象信息中心三源网格降水量融合分析产品,在降水频率客观分析检验的基础上,采用卡尔曼动态频率匹配方法对ECMWF网格降水预报进行订正,所得结论如下:ECMWF模式小雨以上量级降水预报频率较观测明显偏多,暴雨偏少;模式预报与观测降水频率在不同季节上显著不同,将预报降水频率匹配到与观测一致,并不能得到最高的降水预报评分。基于卡尔曼滤波方法动态匹配预报和观测降水频率,能够将模式预报频率订正到与观测基本一致,预报降水的标准差和观测更加吻合,显著改善模式对小量级降水预报偏大、大量级降水预报偏小的现象。由于模式预报降水的位置或时间偏差,选用适当的系数,使得暴雨预报频率较观测频率略偏多,晴雨预报中降水频率较观测略偏少,可以获得更好的预报评分。按照不同区域的降水特性,分区计算卡尔曼动态频率进行降水订正,可以有效地提高暴雨的TS评分,但对晴雨预报准确率提高不显著。

关键词：卡尔曼动态频率网格降水预报频率匹配预报评分

出生时间五运六气与肺系疾病发生相关性研究进展

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湖南中医杂志 2022年第11期38卷 196-199页

作者：刘枫梁绵杰沈云博刘伟天津中医药大学天津300193 天津中医药大学第二附属医院天津300250

五运六气理论是集古代多学科之大成者,其核心思想源自“天人相应”的整体观念,结合五行生克理论,借助天干地支符号,对自然环境变化规律及其与人体健康、疾病等关系进行推演的一种学说[1]。运气学说认为人体从组织结构到功能活动,其整个... 详细信息

五运六气理论是集古代多学科之大成者,其核心思想源自“天人相应”的整体观念,结合五行生克理论,借助天干地支符号,对自然环境变化规律及其与人体健康、疾病等关系进行推演的一种学说[1]。运气学说认为人体从组织结构到功能活动,其整个生命过程均会受到干支运气的影响,从而表现出时相性特征,导致人体对某些特定疾病在发生发展中存在着一定的倾向性[2-3]。现代研究表明,新生儿的免疫细胞在冬季处于最高水平;春季出生的人群,相较于其他季节而言,血液中的红细胞分布宽度最高[4-5]。大量运气学说相关研究均表明了运气学说的科学性及实用性,也进一步引起众多学者关注运气学说[6]。

关键词：肺系疾病五运六气理论出生时间相关性综述,学术性

I/A Series控制系统在氧化铝熟料烧成中的应用

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轻金属 2013年第7期 75-78页

作者：梁绵鑫沈阳铝镁设计研究院有限公司辽宁沈阳110001

主要研究了I/A Series的DCS控制系统在氧化铝熟料烧成工业过程中的应用。首先介绍了氧化铝熟料烧成的工艺流程、主要的工艺技术指标及生产控制标准,然后详细阐述了I/A Series的DCS控制系统整体方案的设计,给出了控制系统的硬件设计模块... 详细信息

主要研究了I/A Series的DCS控制系统在氧化铝熟料烧成工业过程中的应用。首先介绍了氧化铝熟料烧成的工艺流程、主要的工艺技术指标及生产控制标准,然后详细阐述了I/A Series的DCS控制系统整体方案的设计,给出了控制系统的硬件设计模块及其功能。最后介绍了I/A Series的软件组态过程,阐述了各种软件的分类和功能,并详细给出了系统的软件编制的主要步骤及实现方法。

关键词：熟料烧成 DCS 组态

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中医药治疗咳嗽变异性哮喘体会

光明中医 2023年第2期38卷 244-246页

作者：谢莉莹姜可园梁绵杰刘伟天津中医药大学天津301617 天津中医药大学第二附属医院呼吸科天津300150

咳嗽变异性哮喘为慢性咳嗽最常见的病因,属中医“风咳”范畴,中医药治疗在缓解症状及预防其发展为典型哮喘方面有独特优势。此文从中医药角度出发对其疾病特点及治疗体会进行总结论述,此病病位在肺,与肝、脾、肾密切相关,风邪侵扰是咳... 详细信息

咳嗽变异性哮喘为慢性咳嗽最常见的病因,属中医“风咳”范畴,中医药治疗在缓解症状及预防其发展为典型哮喘方面有独特优势。此文从中医药角度出发对其疾病特点及治疗体会进行总结论述,此病病位在肺,与肝、脾、肾密切相关,风邪侵扰是咳嗽患者常见致病因素,临床治疗中疏风应贯穿疾病治疗始终,缓解期需注意扶正固本。

关键词：风咳咳嗽变异性哮喘中医药疗法名医经验医案

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雨后两次强浓雾的爆发性增强过程及数值模拟

雨后两次强浓雾的爆发性增强过程及数值模拟

作者：梁绵南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文利用2015年冬季在南京信息工程大学内进行的雾的外场综合试验资料,主要研究12月21日发生在雨后的两次强浓雾过程,在分析典型雾过程的天气背景和边界层结构的基础上,重点研究雾爆发性增强的特征及成因。研究结果表明:雨后地表及近地... 详细信息

本文利用2015年冬季在南京信息工程大学内进行的雾的外场综合试验资料,主要研究12月21日发生在雨后的两次强浓雾过程,在分析典型雾过程的天气背景和边界层结构的基础上,重点研究雾爆发性增强的特征及成因。研究结果表明:雨后地表及近地层的高湿环境为雾的形成提供了充足的水汽,南京冬季冷高压控制下稳定的天气层结,以及夜间的辐射冷却作用,极有利于辐射雾的产生。而雾的爆发性增强,主要与降温和增湿有关。晴天夜间云量的骤减使得地表向上长波辐射增强而引起的强降温,日出后湿地表及贴地植物附着霜的强蒸发作用使得近地层水汽增多,都可直接引起雾的爆发性变浓。强的贴地逆温层的形成是雾爆发性增强的关键,使得水汽积聚于近地面不易向上扩散,在诱发因子的促动下,爆发极易产生。而风廓线100～150m附近位于逆温顶的超低空急流的加强,有利于加速逆温层的贴地增强。利用PAFOG 一维辐射雾模式对此次雾过程进行数值模拟,将预报结果与实况对比,结果表明:地面基本气象要素中,能见度的模拟效果最好,温度能较好得模拟出变化趋势,但最低温度预测偏高,最高温度预测偏低,相对湿度在雾中的模拟与实况几乎完全重合,但在雾消散后,差值较大。敏感性试验结果可得,降温与增湿会促进雾体的变浓。云量的增减对能见度变化趋势影响较大。

关键词：强浓雾爆发性增强贴地逆温层超低空急流数值模拟

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智能网格SCMOC及多模式降水预报对比

大气科学学报 2023年第2期46卷 217-229页

作者：潘留杰张宏芳刘静刘嘉慧敏梁绵祁春娟戴昌明李培荣陕西省气象台陕西西安710014 秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室陕西西安710014 陕西省气象服务中心陕西西安710014 沈阳市气象台辽宁沈阳110166

以三源融合网格实况降水分析资料CMPAS为参照,基于二分法经典检验、预报评分综合图和面向对象MODE检验等方法,对比分析2021年智能网格预报SCMOC以及ECMWF全球、CMA-Meso中尺度模式在秦岭及周边地区的降水预报表现,主要结论如下:1)ECMWF... 详细信息

以三源融合网格实况降水分析资料CMPAS为参照,基于二分法经典检验、预报评分综合图和面向对象MODE检验等方法,对比分析2021年智能网格预报SCMOC以及ECMWF全球、CMA-Meso中尺度模式在秦岭及周边地区的降水预报表现,主要结论如下:1)ECMWF能够很好地刻画日平均降水量、日降水量标准差以及地形影响下降水量、降水频次的空间分布特征,但对于0.1 mm以上量级的降水预报频次远高于观测,暴雨预报频次低于观测,SCMOC、CMA-Meso日降水量大于等于0.1 mm的降水频次和暴雨频次预报更好;SCMOC不足在于降水的空间精细分布特征描述能力相对较弱。2)ECMWF预报的大于等于0.1 mm降水频次日峰值出现时间整体较观测偏早3 h左右,CMA-Meso、SCMOC与观测总体吻合较好。3)三种产品24 h降水量大于等于0.1 mm的TS(Threat Score)评分数值上基本一致,但降水预报表现的特征显著不同,SCMOC成功率高、命中率低,漏报多、空报少,ECMWF、CMA-Meso则相反;24 h、3 h大雨以上量级降水SCMOC的TS评分、成功率、命中率一致优于其他两种产品。4)MODE暴雨检验,SCMOC大面积降水对象与观测相似度最高,预报能力优于ECMWF,但分散性小面积暴雨对象漏报风险大。SCMOC、ECMWF纬向距离偏差大于经向,位置偏西比例高于偏东。

关键词： SCMOC 预报评分降水检验评分综合图 MODE方法检验

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