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我国气温网格预报检验及客观订正方法研究进展

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气象科技进展 2023年第6期13卷 10-20页

作者：刘嘉慧敏潘留杰戴昌明胡启元何林燕若彤陕西省气象台西安710014 秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室西安710044 陕西省气象信息中心西安710014 成都信息工程大学大气科学学院成都610225

中国气象局自2014年启动无缝隙精细化网格天气预报业务,高分辨率的智能网格预报已成为天气预报目前的主推业务和未来的发展方向。近年来,随着数值模式统计后处理技术的飞速发展,气温网格预报质量稳步提升。本文在总结现有气温网格预报... 详细信息

中国气象局自2014年启动无缝隙精细化网格天气预报业务,高分辨率的智能网格预报已成为天气预报目前的主推业务和未来的发展方向。近年来,随着数值模式统计后处理技术的飞速发展,气温网格预报质量稳步提升。本文在总结现有气温网格预报精细化检验评估方法的基础上,系统梳理了单模式订正、多模式集成释用和大数据人工智能等数值模式释用技术在气温网格预报客观订正领域的最新进展,阐明了不同方法在气温网格预报领域的优势和劣势。在当前人工智能、大数据、云计算等新型信息技术快速发展的背景下,未来气温网格预报需要吸纳更加多源的前沿研究成果,充分挖掘数值模式内在预报信息,使得预报向更加智慧化方向迈进。

关键词：网格预报数值模式检验评估客观订正

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重庆中心城区臭氧浓度网格预报方法及其应用研究

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西南师范大学学报（自然科学版） 2023年第1期48卷 63-72页

作者：吉莉刘晓冉李强重庆市北碚区气象局重庆400700 重庆市气象科学研究所重庆401147

为探索不同机器学习方法在臭氧浓度预测中的应用效果,基于重庆市中心城区及其周边区域2017-2019年臭氧数据及气象数据,利用KNN数据挖掘算法与BP神经网络算法,建立了2种以重庆中心城区北碚区为中心的臭氧浓度预报模型,并运用反距离加权... 详细信息

为探索不同机器学习方法在臭氧浓度预测中的应用效果,基于重庆市中心城区及其周边区域2017-2019年臭氧数据及气象数据,利用KNN数据挖掘算法与BP神经网络算法,建立了2种以重庆中心城区北碚区为中心的臭氧浓度预报模型,并运用反距离加权插值法将臭氧浓度预报值网格化.研究显示:(1)2017-2019年间,臭氧浓度除铜梁区和沙坪坝区呈逐年上升趋势外,其他区域呈“单峰形”的变化,最大值出现在2018年;夏季臭氧浓度最高,冬季最低;臭氧浓度与气象要素关系最密切的是最高气温、平均气温及相对湿度.(2)2种预测模型在7个区的训练中平均预报准确度超过了74%,其中KNN模型的准确率高于BP神经网络模型,2种模型与实测值的相关性超过了0.7,拟合度较高;在验证模型准确率中,BP神经网络模型在检验过程中的整体效果高于训练效果;总的来说,基于BP神经网络模型的预测结果总体优于KNN模型的.(3)将模型应用于臭氧浓度网格预报中,从数值来看,高值与实测值基本一致,低值低于实测值;从地理位置来看,低值与实测值位置基本一致,分布在重庆中心城区中部偏西地区,高值预测区域差距较大,实测高值区分布在中心城区的南部和东部.

关键词：机器学习臭氧浓度网格预报

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陕西省精细化网格预报业务系统技术方法

气象科技 2018年第5期46卷 910-918页

作者：王建鹏薛春芳潘留杰胡皓戴昌明王丹陕西省气象台西安710014 陕西省气象局西安710014 陕西省气象服务中心西安710014

精细化网格预报不仅是目前中国气象局主推的预报业务,而且是未来天气预报的发展方向。本文详细阐述了陕西省精细化网格预报业务系统中数据产品的技术方法。主要包括4个方面:(1)建立了陕西网格预报技术框架,提出"动态交叉最优要素预报"(D... 详细信息

精细化网格预报不仅是目前中国气象局主推的预报业务,而且是未来天气预报的发展方向。本文详细阐述了陕西省精细化网格预报业务系统中数据产品的技术方法。主要包括4个方面:(1)建立了陕西网格预报技术框架,提出"动态交叉最优要素预报"(DCOEF)的方法来建立基础网格预报场。(2)提出"站点订正值向格点场传递"的格点连续性要素订正方法,交叉检验表明该方法在格点场上24h最低、最高温度预报和客观格点预报要素值融合一致方面有较好的应用价值。(3)基于"偏差订正"方法订正格点降水,结果表明通过计算预报偏差Bias,来"消空"小雨频率,"补漏"暴雨频率,ECMWF降水预报24h小雨、暴雨TS评分较原模式分别提高2.5%和4.82%。(4)提出"反向离差数据归一化"算法,处理因客观方法或主观订正后数据在时间序列上的矛盾问题,该方法不改变原模式对要素的预报趋势,同时使得要素在时间上协同一致,很好地解决了网格要素预报的时间协同性问题。

关键词：网格预报动态交叉最优要素预报偏差订正温度站点逼近要素协同降尺度

OpenMediaVault存储方案在智能网格预报业务中的应用

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中低纬山地气象 2018年第5期42卷 58-61页

作者：杨俊萍张广通云南省气象信息中心云南昆明650034

为满足智能网格天气预报业务的应用需求,设计并搭建NAS网络存储方案。方案基于Debian Linux操作系统,通过搭建虚拟机环境,使用Open MediaVault软件等技术开发而成。使用该网络存储方案可以将存储设备与服务器彻底分离,集中管理和共享数... 详细信息

为满足智能网格天气预报业务的应用需求,设计并搭建NAS网络存储方案。方案基于Debian Linux操作系统,通过搭建虚拟机环境,使用Open MediaVault软件等技术开发而成。使用该网络存储方案可以将存储设备与服务器彻底分离,集中管理和共享数据,从而释放带宽,提高性能,大大降低存储成本,提高重要天气预报业务系统运行效率。

关键词：网格预报 0penMediaVaul NAS

基于卡尔曼滤波原理对长春市温、湿度的网格预报试验

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气象灾害防御 2022年第3期29卷 29-33页

作者：应爽刘海峰于月明霍也长春市气象局吉林长春130012 吉林省气象局吉林长春130062

利用区域数值模式WRF和陆面同化系统CLADS数据,采用卡尔曼滤波、递减平均法,对长春市气温和相对湿度的格点预报进行订正预报建模试验,建立了两种时间分辨率为1h、空间分辨率为3km×3km的滤波模型。结果表明:两种滤波模型均具有显著的误... 详细信息

利用区域数值模式WRF和陆面同化系统CLADS数据,采用卡尔曼滤波、递减平均法,对长春市气温和相对湿度的格点预报进行订正预报建模试验,建立了两种时间分辨率为1h、空间分辨率为3km×3km的滤波模型。结果表明:两种滤波模型均具有显著的误差订正效果,且效果好于一元线性回归模型;在原始模式具有较大预报误差的情况下,滤波模型也能够通过快速调整,达到预报与实况基本吻合;采用递减平均法建立的滤波模型效果更好,选择其作为气温和湿度的网格预报模型,进行试报,气温预报的MAE在大部分时段内均在2℃以内,相对湿度预报MAE基本在5%以下。

关键词：卡尔曼滤波递减平均法网格预报气温预报湿度预报

智能网格预报在陕西省第十六届运动会气象服务保障中的应用

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江西农业 2019年第16期 33-34页

作者：方永侠范承咸阳市气象局

2018年,陕西省咸阳市政府承办了陕西省第十六届运动会,咸阳市气象部门利用智能网格预报开展精准、智能、定制的'省十六运'全程气象服务保障工作,确保'省十六运'成功举办。咸阳市气象局引进了陕西省气象局智能网格预报系统并进行本地化应... 详细信息

2018年,陕西省咸阳市政府承办了陕西省第十六届运动会,咸阳市气象部门利用智能网格预报开展精准、智能、定制的'省十六运'全程气象服务保障工作,确保'省十六运'成功举办。咸阳市气象局引进了陕西省气象局智能网格预报系统并进行本地化应用,为各个比赛场馆提供逐小时、空间分辨率为3 km×3 km的气象要素格点预报和灾害性天气落区格点预报;利用机器学习和人工智能技术,实现对短时强降水、暴雨、冰雹、大风4类气象灾害的智能监测和自动报警,实现了'省十六运'决策服务产品自动化制作和产品一键式分发;研发了基于微信平台的服务模块,并将气象服务模块融入智慧省运APP和微信公众号,向运动员和公众提供所在比赛场馆的个性化定制气象服务。

关键词：智能网格预报十六运气象服务应用

2019-2021年红河州智能网格温度预报检验评估

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农业灾害研究 2023年第7期13卷 180-182页

作者：陆丹段梦云叶文群钱媛王恬恬龙俊蓉红河州气象局云南蒙自661100

为综合评估智能网格预报业务的产品质量,基于站点观测和格点实况分析资料,开展对红河州2019—2021年省级指导智能网格预报温度要素的检验评估,并与欧洲中心(ECMWF)和GRAPES模式进行对比。分析结果表明:智能网格省级指导温度预报效果良好... 详细信息

为综合评估智能网格预报业务的产品质量,基于站点观测和格点实况分析资料,开展对红河州2019—2021年省级指导智能网格预报温度要素的检验评估,并与欧洲中心(ECMWF)和GRAPES模式进行对比。分析结果表明:智能网格省级指导温度预报效果良好,最高气温、最低气温预报与格点实况的空间分布基本一致,但存在最高温偏低2~3、最低温偏高1~2℃的现象。智能网格省级指导最高温/最低温预报准确率达72.1%/69.9%,较ECMWF和GRAPES模式提高5~9个百分点;省级指导最高温/最低温平均绝对误差达1.2℃/1.3℃,较ECMWF和GRAPES模式提高0.4~0.5℃。省级指导产品的温度预报在数值模式的基础上有显著提升,有较好的业务应用价值。

关键词：网格预报检验评估温度预报

2016—2018年全国智能网格降水及温度预报检验评估

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气象 2020年第10期46卷 1272-1285页

作者：韦青代刊林建赵瑞霞国家气象中心北京100081

为综合评估智能网格预报业务的产品质量,基于站点观测和格点实况分析资料,开展了对2016—2018年国家级网格指导预报、省市级订正反馈网格预报的降水和温度要素的检验,并与GRAPES和ECMWF模式输出进行对比。分析结果表明:智能网格预报业... 详细信息

为综合评估智能网格预报业务的产品质量,基于站点观测和格点实况分析资料,开展了对2016—2018年国家级网格指导预报、省市级订正反馈网格预报的降水和温度要素的检验,并与GRAPES和ECMWF模式输出进行对比。分析结果表明:智能网格预报业务整体上实现了从数值模式系统、国家级指导产品到省市级订正反馈产品的逐级增加价值的业务链条;国家级指导产品的降水、温度在数值模式的基础上都有明显提升,相比于ECMWF模式,小雨ETS评分提升9%~37%,暴雨ETS评分提升最大达41%,日最高温的预报误差降幅可达16%;省市级订正反馈产品的日最高/低温在国家级指导产品基础上进一步降低误差,能给出最优预报结果;国家级指导产品需进一步改进,重点要控制对于强降水预报的空报率,改善午后降水峰值预报显著提前的偏差,提高对空间精细化降水特征的表现能力,改进对于最低温的预报统计模型;省市级订正反馈产品在降水预报、整点温度预报方面未能对国家级指导预报进行很好订正,需要进一步加强;智能网格预报产品已能替代城镇天气预报,有利于流程的集约高效。

关键词：网格预报检验评估数值模式降水预报温度预报

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精细化网格的降水预报解析方法对比

气象科技进展 2019年第3期9卷 7-14页

作者：张宏芳巨晓璇卢珊潘留杰陕西省气象服务中心西安710014 陕西省气象台西安710014

以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)精细化网格降水预报资料、自动气象站观测资料、中国气象科学数据信息网提供的三源融合降水产品为基础,研究最邻近点法、反距离权重法、最小二乘法和双线性插值法在格点降水向站点以及格点降水插值到更细... 详细信息

以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)精细化网格降水预报资料、自动气象站观测资料、中国气象科学数据信息网提供的三源融合降水产品为基础,研究最邻近点法、反距离权重法、最小二乘法和双线性插值法在格点降水向站点以及格点降水插值到更细网格中的优缺点和适用性。在模式预报相对准确精细的基础上,得出以下结论:1)最邻近点法在格点向站点解析方面预报技巧评分表现最好,其次为反距离权重法;2)将降水场变换到更高分辨率的格点降水,4种解析结果和原始场均存在一定的差异,其中最小二乘法的空间形态失真最为严重;3)反距离权重法在较粗网格向更细网格变换中的平均TS评分表现最好,而最邻近点法的ETS评分最高。

关键词：网格预报最邻近点反距离权重双线性最小二乘法