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The Initial Errors in the Tropical Indian Ocean that Can Induce a Significant “Spring Predictability Barrier” for La Nina Events and Their Implication for Targeted Observations

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Advances in Atmospheric Sciences 2021年第9期38卷 1566-1579页

作者： Qian ZHOU Wansuo DUAN Xu WANG Xiang LI ziqing zu Key Laboratory of Marine Hazards Forecasting National Marine Environmental Forecasting CenterMinistry of Natural ResourcesBeijing 100081China LASG Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China Ministry of Education Key Laboratory for Earth System Modeling Department for Earth System ScienceTsinghua UniversityBeijing 100084China

Initial errors in the tropical Indian Ocean(IO-related initial errors) that are most likely to yield the Spring Prediction Barrier(SPB) for La Ni?a forecasts are explored by using the CESM model.These initial errors can be classified into two types.Type-1 initial error consists of positive sea temperature errors in the western Indian Ocean and negative sea temperature errors in the eastern Indian Ocean,while the spatial structure of Type-2 initial error is nearly opposite.Both kinds of IO-related initial errors induce positive prediction errors of sea temperature in the Pacific Ocean,leading to underprediction of La Nina events.Type-1 initial error in the tropical Indian Ocean mainly influences the SSTA in the tropical Pacific Ocean via atmospheric bridge,leading to the development of localized sea temperature errors in the eastern Pacific Ocean.However,for Type-2 initial error,its positive sea temperature errors in the eastern Indian Ocean can induce downwelling error and influence La Ni?a predictions through an oceanic channel called Indonesian Throughflow.Based on the location of largest SPB-related initial errors,the sensitive area in the tropical Indian Ocean for La Nina predictions is identified.Furthermore,sensitivity experiments show that applying targeted observations in this sensitive area is very useful in decreasing prediction errors of La Nina.Therefore,adopting a targeted observation strategy in the tropical Indian Ocean is a promising approach toward increasing ENSO prediction skill.

关键词： initial error tropical Indian Ocean La Nina prediction sensitive area targeted observation

Recent improvements to the physical model of the Bohai Sea,the Yellow Sea and the East China Sea Operational Oceanography Forecasting System

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Acta Oceanologica Sinica 2021年第11期40卷 87-103页

作者： Ang Li Xueming Zhu Yunfei Zhang Shihe Ren Miaoyin Zhang ziqing zu Hui Wang Key Laboratory of Marine Hazards Forecasting National Marine Environmental Forecasting CenterMinistry of Natural ResourcesBeijing 100081China Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai) Zhuhai 519000China

In order to satisfy the increasing demand for the marine forecasting capacity,the Bohai Sea,the Yellow Sea and the East China Sea Operational Oceanography Forecasting System(BYEOFS)has been upgraded and improved to Version 2.0.Based on the Regional Ocean Modeling System(ROMS),a series of comparative experiments were conducted during the improvement process,including correcting topography,changing sea surface atmospheric forcing mode,adjusting open boundary conditions,and considering atmospheric pressure correction.(1)After the topography correction,the volume transport and meridional velocity maximum of Yellow Sea Warm Current increase obviously and the unreasonable bending of its axis around 36.1°N,123.5°E disappears.(2)After the change of sea surface forcing mode,an effective negative feedback mechanism is formed between predicted sea surface temperature(SST)by the ocean model and sea surface radiation fluxes fields.The simulation errors of SST decreased significantly,and the annual average of root-mean-square error(RMSE)decreased by about 18%.(3)The change of the eastern lateral boundary condition of baroclinic velocity from mixed Radiation-Nudging to Clamped makes the unreasonable westward current in Tsushima Strait disappear.(4)The adding of mean sea level pressure correction option which forms the mean sea level gradient from the Bohai Sea and the Yellow Sea to the western Pacific in winter and autumn is helpful to increasing the fluctuation of SLA and outflow of the Yellow Sea when the cold high air pressure system controls the Yellow Sea area.

关键词： Operational Oceanography Forecasting System East China Sea SST Yellow Sea Warm Current

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EC预报数据在中国近海的适用性研究

海洋预报 2023年第6期40卷 51-66页

作者：林晓娟李响刘晓燕祖子清王延强国家海洋环境预报中心北京100081 国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081

欧洲中期天气预报中心(简称EC)的10 m风场数据在沿海有较高的参考性和使用频率,但尚未有研究系统地针对不同海域对该数据进行评估。本文利用EC预报的10 m风场数据,与中国近海22个浮标的10 m风场结果进行对比,检验EC 10 m风场预报性能,... 详细信息

欧洲中期天气预报中心(简称EC)的10 m风场数据在沿海有较高的参考性和使用频率,但尚未有研究系统地针对不同海域对该数据进行评估。本文利用EC预报的10 m风场数据,与中国近海22个浮标的10 m风场结果进行对比,检验EC 10 m风场预报性能,并挑选3个经过浮标点位的台风和两次典型的冷空气大风过程,检验其在台风和冷空气过程下的预报性能。结果表明:EC预报数据与浮标实测风速的相关性总体较好。在风力小于4级时,EC 10 m风速预报数据偏大,在风力大于4级时,预报数据偏小,在风力等级为3~5级时,预报数据较为准确。在不同风向条件下,EC预报10 m风向的平均误差大部分在0°~20°。风力等级越小,风向预报偏差越大,反之预报偏差越小。EC预报数据对于台风引起的风向变化有较好的反应,且风速较低时,风速预报数据表现较好,而对于台风最大风速值的预报则存在较大误差。EC预报结果能较好地反映两次冷空气过程引起的风向变化。风速越小,EC预报的误差也越小,随着风力等级的增大,预报误差明显增大。EC对大风的风速预报偏小,误差偏大。

关键词：中国近海 EC预报10 m风场数据海上大风误差分析

基于深度学习的气象要素时空预报策略——直接预报和迭代预报的对比

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气候与环境研究 2023年第5期28卷 547-558页

作者：曾安捷华维严中伟祖子清娄晓于小淇夏江江成都信息工程大学成都610225 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候—环境重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室北京100081

以大气垂直累积液态水含量的预报问题为例,使用UNet网络结构作为基础结构构建时空预报模型,对比了采用两类预报策略的模型的预报效果,预报策略包含一个迭代预报策略(Recursive Forecast Strategy,RFS)以及两个直接预报策略(Direct Forec... 详细信息

以大气垂直累积液态水含量的预报问题为例,使用UNet网络结构作为基础结构构建时空预报模型,对比了采用两类预报策略的模型的预报效果,预报策略包含一个迭代预报策略(Recursive Forecast Strategy,RFS)以及两个直接预报策略(Direct Forecast Strategies,DFSs)。研究结果表明,两个直接预报模型对整体预报时段的预报效果明显优于迭代预报模型,直接预报模型的RMSE比迭代预报模型低19%。随着预报时次的增加,迭代预报模型的预报误差累积速度比两个直接预报模型快。在两个直接预报模型中,多时次输出模型(Direct Forecast Model Multi-Steps,DFS-M)的预报表现更加稳健,在整体预报时段上预报效果优于单时次输出模型(Direct Forecast Model Single-Step,DFS-S),但DFS-S模型对几个前期时次的预报效果较好。本研究利用深度学习可解释性技术中的深度学习重要特征分析方法(Deep Learning Important FeaTures,DeepLIFT)分析DFS-M和DFS-S模型各个输入时次对于模型预报的相对重要性。研究结果表明,DFS-M和DFS-S模型80%的输入重要性都集中在最后两个输入时次上,较早期输入时次的重要性随着预报时次的增加而呈现上升趋势。由于各输出时次间存在一定的统计相关性,受输出时次相关性约束的DFS-M模型的输入时次重要性变化比DFS-S模型更加稳定。通过将DFS-M和DFS-S模型对于不同时次的预报进行结合,可以得到效果更加均衡的预报。本研究可以为基于深度学习的天气气候预报方法的选择提供新的思路。

关键词：天气气候预报 UNet 网络垂直累积液态水含量深度学习可解释性

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全球业务化海洋预报进展与展望

地球科学进展 2018年第2期33卷 131-140页

作者：刘娜王辉凌铁军祖子清国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室北京100081

海洋环境预报在经济发展和基础设施建设等方面发挥着越来越重要的作用,涉及到海上安全、海洋能源开发与保护、远洋运输和海洋渔业等许多领域和方面。近年来,各国的全球海洋预报取得了显著的进展。全球海洋数据同化实验(GODAE)Ocean Vie... 详细信息

海洋环境预报在经济发展和基础设施建设等方面发挥着越来越重要的作用,涉及到海上安全、海洋能源开发与保护、远洋运输和海洋渔业等许多领域和方面。近年来,各国的全球海洋预报取得了显著的进展。全球海洋数据同化实验(GODAE)Ocean View计划为各国提供协调和技术支持,发展并建立全球业务化海洋预报系统,将全球海洋预报的概念实现业务化运行。全球业务化海洋预报系统以海洋动力数值模式作为动力框架,将近实时高质量的观测输入场通过资料同化融入到模式中,实现对全球范围多时空尺度的海洋状况提供未来演替的预测,并对产品表现不间断地进行监测以保证预报服务的质量。简要介绍和回顾GODAE Ocean View所涵盖的全球海洋预报系统的发展历程和现状,并对全球海洋预报未来发展的难点与问题给予展望。

关键词：全球海洋预报业务化海洋学海洋数据同化 GODAE Ocean View

一种基于不同表面强迫方式对CFSR表面通量资料进行修正的方法探讨

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海洋学报 2019年第11期41卷 51-63页

作者：李昂张苗茵朱学明祖子清王辉国家海洋环境预报中心国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室

海表面温度(SST)的变化是海气相互作用的重要体现,SST的准确模拟也是海洋内部温度模拟的基础。基于区域海洋模式,本文通过对比分析两种强迫方式对SST的模拟效果,诊断了各辐射场对SST模拟效果的贡献,基于EOF分析法提出了一种针对CFSR表... 详细信息

海表面温度(SST)的变化是海气相互作用的重要体现,SST的准确模拟也是海洋内部温度模拟的基础。基于区域海洋模式,本文通过对比分析两种强迫方式对SST的模拟效果,诊断了各辐射场对SST模拟效果的贡献,基于EOF分析法提出了一种针对CFSR表面大气强迫辐射数据的修正方案,并获取一套高频辐射场修正数据。数值对比试验结果显示,利用COARE 3.0公式计算所得表面强迫的方式模拟的SST结果更好,其均方根误差比直接强迫方式降低约39%;潜热辐射差异是两种强迫方式对SST模拟效果差异的主要原因,感热辐射差异次之,同时对两者进行修正可以显著改进SST的模拟效果;而长波辐射的修正则对冬季的SST模拟效果改善比较明显,但贡献仍弱于潜热辐射。相对于海洋模式而言,准确可靠的大气强迫数据的选择要优于强迫方式的选择。

关键词：海表面温度 CFSR 表面大气强迫热通量修正

3套不同的SST再分析数据与中国近海浮标观测的对比研究

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海洋学报 2020年第3期42卷 118-128页

作者：王晨琦李响张蕴斐祖子清张润宇国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081 国家海洋环境预报中心北京100081

基于自然资源部浮标数据,通过分析均值差、均方根误差、相关系数和标准差偏差4个统计量,检验了2018年7月1日至8月6日全时段及该时段内3个台风(1808号台风"玛利亚"、1810号台风"安比"、1812号台风"云雀")过境期间,3套海表面温度(Sea Surf... 详细信息

基于自然资源部浮标数据,通过分析均值差、均方根误差、相关系数和标准差偏差4个统计量,检验了2018年7月1日至8月6日全时段及该时段内3个台风(1808号台风"玛利亚"、1810号台风"安比"、1812号台风"云雀")过境期间,3套海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)再分析资料(OISST、OSTIA SST、RTG SST)在中国近海区域的可靠性。对比结果表明,在全时段内,3套SST再分析资料都能在一定程度上反映中国近海SST的基本状况,其中OSTIA SST资料同浮标实测SST数据的均值差为0.12℃、相关系数为0.94,均优于OISST资料(均值差为–0.85℃、相关系数为0.90)和RTG SST资料(均值差为–0.17℃、相关系数为0.86)。通过对比单个浮标数据发现,相较约80%的MF浮标实测SST数据,OSTIA SST资料都显著优于RTG SST资料和OISST资料,具有较高的可信度。在台风过境期间,较之RTG SST资料和OISST资料,OSTIA SST资料同大部分浮标实测数据的均值差绝对值及均方根误差更小、相关系数更大,表明在高海况条件下,OSTIA SST资料能更真实地反映中国近海SST的基本状况。

关键词：中国近海浮标数据 SST再分析资料

术前血清前列腺特异性抗原对前列腺电切手术疗效的影响

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现代泌尿外科杂志 2019年第11期24卷 902-905页

作者：郭中强陈松熊晶龚侃贺大林刘孝华陈洪波却辉郑江宋洪飞姚启盛耿杰周治军祝子清张景宇刘涛石洪波阮建中杜丹任选义李晓东窦中岭曾宪涛刘同族王行环武汉大学中南医院泌尿外科湖北武汉430071 北京大学第一医院泌尿外科北京100034 西安交通大学第一附属医院泌尿外科陕西西安710061 湖北民族学院附属民大医院泌尿外科湖北恩施445000 恩施土家族苗族自治州中心医院泌尿外科湖北恩施445099 黄冈市中心医院泌尿外科湖北黄冈438000 荆州市第一人民医院泌尿外科湖北荆州434000 长江大学附属潜江市中心医院泌尿外科湖北潜江433100 十堰市太和医院泌尿外科湖北十堰442008 湖北医药学院附属随州市中心医院泌尿外科湖北随州441300 湖北科技学院附属医院(天门市第一人民医院)泌尿外科湖北天门431700 华润武钢总医泌尿外科湖北武汉430080 武汉大学同仁医院(武汉市第三医院)泌尿外科湖北武汉430060 江汉大学附属医院(武汉市第六医院)泌尿外科湖北武汉430015 湖北文理学院附属医院(襄阳市中心医院)泌尿外科湖北襄阳441021 孝感市第一人民医院泌尿外科湖北孝感432100 三峡大学第二人民医院(宜昌市第二人民医院)泌尿外科湖北宜昌443000 开封市中心医院泌尿外科河南开封475099 河南大学淮河医院泌尿外科河南开封475000 河南科技大学第一附属医院泌尿外科河南洛阳471000 武汉大学中南医院循证与转化医学中心湖北武汉430071

目的探讨术前血清前列腺特异性抗原(PSA)对经尿道前列腺等离子双极电切术(TUPKP)患者疗效的影响。方法根据术前血清PSA水平,将国内20家医院收治的774例行TUPKP治疗的良性前列腺增生(BPH)患者分为两组,PSA>3.3ng/mL组485例,PSA≤3.3ng/mL... 详细信息

目的探讨术前血清前列腺特异性抗原(PSA)对经尿道前列腺等离子双极电切术(TUPKP)患者疗效的影响。方法根据术前血清PSA水平,将国内20家医院收治的774例行TUPKP治疗的良性前列腺增生(BPH)患者分为两组,PSA>3.3ng/mL组485例,PSA≤3.3ng/mL组289例,术前比较两组患者的年龄、前列腺体积、生活质量评分(QoL)、最大尿流率、残余尿量、国际前列腺症状评分(IPSS);术后比较血红蛋白(Hb)变化、膀胱冲洗时间、尿管留置时间、住院天数;术后3个月比较最大尿流率、残余尿量、IPSS评分、QoL评分等临床指标。结果 PSA>3.3ng/mL组年龄、前列腺体积、术前QoL评分、术后Hb变化均显著>PSA≤3.3ng/mL组(P3.3ng/mL组术后残余尿量、IPSS评分显著小于PSA≤3.3ng/mL组(P<0.05)。结论术前血清PSA可作为行TUPKP的BPH患者的疗效预测因子,PSA水平越高手术效果越佳。

关键词：良性前列腺增生前列腺特异性抗原经尿道前列腺等离子双极电切术预测因子疗效