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基于tigge资料的集合成员优选方法

大气科学学报 2015年第3期38卷 414-420页

作者：毕潇潇智协飞林春泽气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学) 江苏南京210044 吉林省气象台吉林长春130062 中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室湖北武汉430074

利用2007年6月8日—8月31日东亚地区tigge集合预报资料中欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF）和英国气象局（United Kingdom Met Office,UKMO）两个中心的地面2 m气温资料进行集合成员优选研究。结果表明,对于24-96 h预报,集合成员优选方法能够较好地选出预报技巧较高和预报技巧较低的集合成员。个例分析表明,在极端天气出现的地区,优选集合平均的预报优势较为明显。对比ECMWF和UKMO的集合成员优选结果发现,ECMWF的预报效果优于UKMO的预报效果。

关键词： tigge资料集合平均最优集合成员均方根误差

基于多中心tigge资料的区域GRAPES集合预报初步试验

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气象 2011年第4期37卷 392-402页

作者：纪永明陈静矫梅燕陈朝平中国气象科学研究院北京100081 国家气象中心北京100081 中国气象局北京100081 四川省气象台成都610000

基于全球交互式大集合(tigge)预报资料,研究利用tigge全球集合预报大尺度不确定信息,构造区域GRAPES集合预报的初值扰动方法和试验方案,并对2008年7月22日发生在黄淮地区的一次暴雨过程进行了集合预报试验。试验结果表明:构造的初值扰... 详细信息

基于全球交互式大集合(tigge)预报资料,研究利用tigge全球集合预报大尺度不确定信息,构造区域GRAPES集合预报的初值扰动方法和试验方案,并对2008年7月22日发生在黄淮地区的一次暴雨过程进行了集合预报试验。试验结果表明:构造的初值扰动场能够表征tigge全球集合预报初值中的大尺度不确定信息,区域GRAPES集合预报系统可以捕获极端降水天气,对降水预报具有显著的改进作用,集合预报平均及降水概率预报能有效地反映暴雨降水特点,暴雨发生概率较高的区域与实况对应关系较好。积分初期,暴雨的预报一致性(集合离散度)和预报技巧(集合平均预报均方根误差)之间的关系显示了区域GRAPES集合预报系统是合理的,但积分后期,由于模式在积分过程中的动力调整作用,减小了初值扰动对预报结果的影响,限制了集合离散度的增长速度。

关键词： tigge资料 GRAPES模式集合预报初步试验

基于tigge资料的东亚地面气温预报的不一致性研究

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大气科学学报 2018年第3期41卷 298-307页

作者：智协飞胡耀兴俞剑蔚郭换换南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/东亚季风与区域气候变化科技创新团队江苏南京210044 南京大气科学联合研究中心江苏南京210009 江苏省气象台江苏南京210009 洛阳市气象局河南洛阳471000

基于tigge资料中欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)和中国气象局(CMA)3个集合预报系统的地面气温集合预报资料,运用跳跃指数研究了3个集合预报系统中东亚地面气温的控制预报及集合平均预报的不一致性。结果表明... 详细信息

基于tigge资料中欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)和中国气象局(CMA)3个集合预报系统的地面气温集合预报资料,运用跳跃指数研究了3个集合预报系统中东亚地面气温的控制预报及集合平均预报的不一致性。结果表明,各个集合预报系统地面气温预报的时间平均不一致性指数差异较大。ECM WF时间不一致性指数最小,NCEP次之,CM A最大。另外NCEP的控制预报、ECM WF的控制预报和集合平均预报,这三者的时间平均不一致性指数随预报时效延长而增加,且集合平均预报一致性优于控制预报。而对于CMA预报的不一致性,无论是控制预报还是集合平均预报总体上都稳定地保持在较高的水平。此外,ECMWF的地面气温冬(夏)季预报的不一致性相对较强(弱),且单点跳跃随预报时效延长变化不明显,而控制预报和集合平均预报的异号两点跳跃以及三点跳跃出现的频率总体上随预报时效延长略有增加。

关键词： tigge资料地面气温预报不一致性集合预报跳跃指数

基于tigge资料的西太平洋热带气旋多模式集成预报方法比较

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气象 2015年第9期41卷 1058-1067页

作者：张涵斌智协飞王亚男陈静张雷李靖中国气象局北京城市气象研究所北京100089 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学) 南京210044 浙江省气象服务中心杭州050081 中国气象局数值预报中心北京100081 解放军理工大学气象海洋学院南京050081 中国卫星海上测控部江阴214431

基于tigge资料中CMA、ECMWF、JMA和NCEP四中心2010、2011和2012年3年的资料,采用集合平均(EMN)、加权集合平均(WEMN)、消除偏差集合平均(BREM)和加权消除偏差集合平均(即超级集合,SUP)四种方法,对西太平洋地区热带气旋路径与中心气压进... 详细信息

基于tigge资料中CMA、ECMWF、JMA和NCEP四中心2010、2011和2012年3年的资料,采用集合平均(EMN)、加权集合平均(WEMN)、消除偏差集合平均(BREM)和加权消除偏差集合平均(即超级集合,SUP)四种方法,对西太平洋地区热带气旋路径与中心气压进行时效为24、48、72、96和120 h的多模式集成预报,评估了不同单中心预报结果,并分析了不同多模式集成预报方法的特点,对比了不同多模式集成方法的效果。结果表明,对于热带气旋路径和中心气压预报,各中心预报技巧不同,其中3年的CMA预报效果均较差,2010、2011年的ECMWF预报和2012年的NCEP预报效果最优;总体上几种多模式集成方法在120 h预报时效内均优于单模式预报,其中EMN作为一种最简单的集成预报方法,具有一定的局限性,而WEMN由于给不同单模式预报赋予了权重,因此相对于EMN能够得到更好的多模式集成预报结果;BREM方案由于消除了模式预报中的系统性偏差,因此集成预报效果也优于EMN;由于去除了模式预报偏差,同时给不同模式赋予了权重,SUP方案得到的集成预报效果最优。

关键词： tigge资料多模式集成热带气旋

基于tigge资料的江淮流域持续性强降水预报方法研究

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基于TIGGE资料的江淮流域持续性强降水预报方法研究

作者：周佰铨中国气象科学研究院

学位级别：硕士

持续性强降水在tigge各预报中心的预报效果还不够理想,基于tigge资料中预报效果较好的大尺度环流场做降尺度预报降水是完善强降水预报的一个有效方法。本文主要致力于以tigge各业务预报中心输出的关键环流系统所在的关键区域的大气变量... 详细信息

持续性强降水在tigge各预报中心的预报效果还不够理想,基于tigge资料中预报效果较好的大尺度环流场做降尺度预报降水是完善强降水预报的一个有效方法。本文主要致力于以tigge各业务预报中心输出的关键环流系统所在的关键区域的大气变量为预报因子,针对持续性强降水建立一个基于预报因子时空结构的降尺度预报模型。建立降尺度预报模型的必要条件是预报因子已经是模式较好的预报量,所以在建立预报模型之前,我们首先对预选的预报因子中以往研究较少的高低层风场进行了检验研究,具体的检验对象就是东亚副热带西风急流和亚洲夏季风低层风场。检验主要得到以下结论:(1)对2010-2012年夏季东亚副热带西风急流位置、范围和强度的预报性能的检验表明:各中心业务模式对东亚副热带西风急流均有较好的预报能力,但预报性能均随预报时效增长而下降。整体而言,集合平均预报较控制预报有一定优势。在确定性预报中,各模式对急流轴的预报效果比急流范围和强度均更好。ECMWF在整个预报时段内对急流各特征量的可预报性均领先第二好的模式0.5-1天左右。在概率预报中,ECMWF对各特征量的预报均是最好的。ECMWF在整个预报时段内对于急流轴的可预报性领先JMA 0.5-1天,对于急流范围和强度,ECMWF领先JMA更明显可达1-2天。ECMWF对各特征量的预报性能可领先较差的NCEP和CMA长达约3-4天。综合来看,ECMWF预报性能最好,JMA其次。(2)对2008-2013年亚洲夏季风低层风场的预报性能的检验表明:东亚夏季风被除CMC之外的所有业务预报模式预报偏强了。南亚夏季风也被ECMWF、CMA以及CMC预报的偏强,但却被JMA预报的偏弱。东亚夏季风涌被NCEP和CMA预报的偏弱,但却被其余模式预报的偏强。南亚夏季风涌的预报误差与南亚夏季风的误差偏向一致。东亚和南亚夏季风及其涌的峰值均被预报偏低了,但谷值却均被预报的偏高。整体上而言,ECMWF和UKMO对东亚和南亚夏季风的预报性能最优。tigge各业务预报中心模式对东亚夏季风的预报效果要好于南亚夏季风,对夏季风的预报效果要好于对夏季风涌的预报效果。在以上检验分析的基础上,我们基于高低空对持续性强降水影响重大的关键环流系统所在关键区域的大气变量的时间演变序列,并运用加入了权重的余弦相似度方法,通过布谷鸟搜索进行训练建立了一个基于关键环流系统时空结构的相似预报模型,简称KISAM。KISAM对于逐日的持续性强降水在1天预报时效时的预报成功率不如ECMWF模式直接输出的集合平均降水预报(DMO)。而对于3天及以上预报时效的预报,KISAM相对于DMO有一定的优势,且预报时效较长时,优势更明显。KISAM相对于DMO在1,3,6等预报时次的预报技巧更稳定,对不同强降水日预报效果各有优劣。就2010年6月17-19号这三天的持续性强降水而言,KISAM能够提前一周以上预报出这次事件,这比DMO提前了很多。对比同时期的KISAM和DMO对持续性强降水事件的预报可以发现KISAM预报效果更好。KISAM对于持续性强降水事件是否发生有着较强的判别能力。主要表现为在各预报时次,KISAM能较准确的判别出持续性强降水发生日以及与持续性强降水相隔4天左右的非持续性强降水日。而KISAM的弱点在于不能很好的识别与持续性强降水事件临近的提前4-5天以及落后的2-3天的非持续性性强降水日。

关键词： tigge资料统计检验持续性强降水关键环流系统统计降尺度

基于tigge资料的台风“鲇鱼”北翘成因分析

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基于TIGGE资料的台风“鲇鱼”北翘成因分析

第28届中国气象学会年会

作者：郭旭麻素红成都信息工程学院

2010年影响我国的1013号台风"鲇鱼"（MEGI）是近20年来西北太平洋和南海出现的最强台风,同时也是2010年全球范围内生成的最强台风。它于2010年10月13日20时生成于11.8oN,140.9oE的西北太平洋洋面上,并于23日12时55分在我国福建省漳浦县... 详细信息

2010年影响我国的1013号台风"鲇鱼"（MEGI）是近20年来西北太平洋和南海出现的最强台风,同时也是2010年全球范围内生成的最强台风。它于2010年10月13日20时生成于11.8oN,140.9oE的西北太平洋洋面上,并于23日12时55分在我国福建省漳浦县登陆。台风"鲇鱼"是一个非常典型的异常（北翘）路径台风,且破坏性极强,给我国的海南、广东、福建等省造成了很大的经济损失。本文利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）和美国国家环境预报中心（NCEP）提供的分辨率为1.0°×1.0°的2010年10月16日12时120小时预报场tigge资料,从500hPa高度场和风场、850hPa流场及海平面气压场对ECMWF和NCEP的控制预报、集合平均预报、ECMWF不同成员间预报进行对比分析。tigge即THORPEX交互式全球大集合（THORPEX Interactive Grand GlobalEnsemble）,是全球观测系统研究与可预报性试验（THORPEX）的一个关键组成部分,tigge是一项世界天气研究计划,其目的在于加速提高1天至2周高影响天气预报的精度。进过对比分析发现,台风"鲇鱼"是一个比较典型的秋台风,其移动路径不是仅受到一两个天气系统的影响,而是受到较多个系统的影响,500hPa上,较为深厚、更向南延伸的中纬度西风槽,强度较弱且减弱迅速的副热带高压带、台风东南侧和东侧的偏西南风、南风是导致台风"鲇鱼"路径北翘的重要原因;850hPa上,越赤道气流的分支及经过吕宋岛后在台风东南侧较强的汇合,使得"鲇鱼"东南侧的偏西南气流加强,并诱发反气旋的形成也大大增加了"鲇鱼"路径北翘的可能性;海平面气压场上,台风两侧的偏西北方向和偏东北方向的大陆上各有一个高压系统,一个位于我国的青藏高原地区,一个位于我国的东北地区,较强的青藏高原地区地面高压系统和强度较弱且减弱速度较快的东北地区地面高压系统也是导致"鲇鱼"突然北翘的原因之一。

关键词：台风鲇鱼 tigge资料集合预报北翘

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基于tigge资料的预报跳跃性特征

基于TIGGE资料的预报跳跃性特征

第33届中国气象学会年会

作者：郭换换段明铿智协飞洛阳市气象局南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

利用2011年3月—2013年2月tigge资料中ECMWF,NCEP以及CMA 3个中心的500h Pa位势高度场、850h Pa温度场和海平面气压场的集合预报资料,采用Jumpiness指数同时结合单点跳跃、异号两点跳跃等预报跳跃相关概念,研究了集合控制预报和集合平... 详细信息

利用2011年3月—2013年2月tigge资料中ECMWF,NCEP以及CMA 3个中心的500h Pa位势高度场、850h Pa温度场和海平面气压场的集合预报资料,采用Jumpiness指数同时结合单点跳跃、异号两点跳跃等预报跳跃相关概念,研究了集合控制预报和集合平均预报的预报跳跃特征问题,并进行对比分析。结果表明:平均而言短时效预报之间的跳跃性要低于长时效预报之间的跳跃性。集合平均预报的结果之间较其相应的控制预报具有更好的一致性。在预报跳跃的频率统计方面,集合平均预报结果总体上要明显低于集合控制预报,两者在长时效的预报跳跃情况差别较大。该文研究了预报跳跃对不同区域、时间和变量的敏感性。结果表明,时间平均的预报跳跃性对区域和变量很敏感。不同预报跳跃类型出现的频率及集合控制预报和集合平均预报在预报跳跃性方面的差异对区域、时间和变量的敏感性有限。

关键词： tigge资料预报跳跃性特征 Jumpiness指数

基于tigge资料的东亚副热带西风急流的预报性能评估

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基于TIGGE资料的东亚副热带西风急流的预报性能评估

第31届中国气象学会年会

作者：周佰铨牛若芸翟盘茂中国气象科学研究院灾害天气重点实验室国家气象中心

本文选用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预测中心(NCEP)、日本气象厅(JMA)、中国气象局(CMA)等4个业务中心的tigge资料,对2010-2012年夏季东亚副热带西风急流位置、范围和强度的预报性能进行了天气学检验和对比分析。结果表... 详细信息

本文选用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预测中心(NCEP)、日本气象厅(JMA)、中国气象局(CMA)等4个业务中心的tigge资料,对2010-2012年夏季东亚副热带西风急流位置、范围和强度的预报性能进行了天气学检验和对比分析。结果表明:(1)各中心业务模式对东亚副热带西风急流均有较好的预报能力,但预报性能均随预报时效增长而下降。整体而言,集合平均预报较控制预报有一定优势。(2)在确定性预报中,各模式预报均有一定的偏差,且各模式对急流各特征量的预报性能随特征量及模式不同有很大差异。各模式对急流轴的预报效果比急流范围和强度均更好。ECMWF的预报性能总体最好,在整个预报时段内对急流各特征量的可预报性均领先第二好的模式0.5-1天左右。(3)在概率预报中,各模式对急流轴及急流范围预报性能的差异在较早预报时效内更明显,对急流强度的预报则是在整个预报时段差异都较明显。ECMWF对各特征变量的预报均是最好的。ECMWF在整个预报时段内对于急流轴的可预报性领先JMA 0.5-1天,对于急流范围和强度,ECMWF领先JMA更明显可达1-2天。ECMWF对各特征量的预报性能可领先较差的NCEP和CMA长达约3-4天。(4)综合确定性集合平均预报及概率预报来看,ECMWF对2010-2012年夏季东亚副热带急流预报性能最好,JMA其次。

关键词： tigge资料集合平均预报东亚副热带急流天气学检验

基于tigge资料的多模式集成方法对台风预报研究

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基于tigge资料的多模式集成方法对台风预报研究

创新驱动发展提高气象灾害防御能力——第30届中国气象学会年会

作者：张涵斌南京信息工程大学大气科学学院

基于tigge资料中CMA,ECMWF,JMA,NCEP四中心资料,采用简单平均,简单加权平均,消除偏差集合,加权消除偏差集合四种方法,对2010年超强台风megi的路径及强度进行时效为24h,48h,72h,96h,120h的多模式集成预报,试验结果表明,对于台风路径预报... 详细信息

基于tigge资料中CMA,ECMWF,JMA,NCEP四中心资料,采用简单平均,简单加权平均,消除偏差集合,加权消除偏差集合四种方法,对2010年超强台风megi的路径及强度进行时效为24h,48h,72h,96h,120h的多模式集成预报,试验结果表明,对于台风路径预报,各中心预报技巧不同,而中心气压预报存在明显偏差;简单加权平均方法可以改善路径预报,消除偏差方法可以改善中心气压预报,综合比较加权消除偏差方法为最优。

关键词： tigge资料多模式集成方法台风