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WRF云微物理参数化方案对新疆暴雨模拟能力的ts评分分析

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干旱区研究 2019年第6期36卷 1411-1418页

作者：丁明月王俐俐辛渝陈勇航杨莲梅梁倩刘琼刘统强东华大学环境科学与工程学院上海201620 北京金风慧能技术有限公司北京100176 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐830002

在中尺度数值模式中,选用不同的参数化方案对降水的模拟和预测效果会有很大影响,合理选择参数化方案可以提高预测准确性。为此,本文使用中尺度预报模式WRF 3.8(weather research and forecasting model,WRF)版本,采用3 km和9 km两层嵌... 详细信息

在中尺度数值模式中,选用不同的参数化方案对降水的模拟和预测效果会有很大影响,合理选择参数化方案可以提高预测准确性。为此,本文使用中尺度预报模式WRF 3.8(weather research and forecasting model,WRF)版本,采用3 km和9 km两层嵌套网格,利用ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)再分析资料作为初始场和边界条件,对新疆地区4次暴雨过程进行模拟,采用ts(threat score)评分评估了Lin方案、WSM6方案、Thompson方案和WDM6方案4种云微物理参数化方案对新疆地区暴雨模拟的适用性。结果表明:Thompson方案在站点降雨量为小雨(0.1~5.0 mm)和中雨(5.1~10.0 mm)的预报模拟中具有优势,其他3种云微物理参数化方案均在不同程度上存在漏报情况,从相关系数上判断,Thompson方案模拟效果略优于其他方案,适用于多小雨、中雨的新疆地区,但4种云微物理参数化方案在大到暴雨降水等级的预报效果都不是很好,这也正是WRF模式在新疆地区需要改进的地方。

关键词： WRF ts评分云微物理参数化方案暴雨模拟能力新疆

2018年国家级空气质量主客观预报ts评分对比检验

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环境工程技术学报 2019年第3期9卷 213-222页

作者：张天航迟茜元饶晓琴王继康张碧辉徐冉江琪栾天国家气象中心北京100081 中国气象科学研究院北京100081

目前对空气质量主客观预报效果的对比检验较少,为了解国家级空气质量主客观预报性能,利用预兆评分(threat score,ts)检验了2018年中央气象台主客观预报效果。结果表明:2018年,主(客)观预报对全国轻度及以上污染ts评分、空报率和漏报率... 详细信息

目前对空气质量主客观预报效果的对比检验较少,为了解国家级空气质量主客观预报性能,利用预兆评分(threat score,ts)检验了2018年中央气象台主客观预报效果。结果表明:2018年,主(客)观预报对全国轻度及以上污染ts评分、空报率和漏报率分别为0. 23～0. 34(0. 24～0. 26)、0. 37～0. 43(0. 39～0. 41)和0. 58～0. 72(0. 68～0. 71)。说明主观预报整体上优于客观预报,但客观预报能力已接近主观预报。主客观预报的评分均在污染较重地区(京津冀及周边、汾渭平原、华中和长江三角洲地区)高于污染较轻地区(西北、西南、珠江三角洲和东北地区),在污染较重的冬季高于清洁的夏季。随着预报时效的延长,主观预报ts评分呈下降趋势,但客观预报ts评分变化不大。在污染较重的冬季,48和72 h时效客观预报ts评分高于主观预报。此外,在2018年5次重污染天气过程中,主(客)观预报对轻度、中度和重度污染的ts评分分别为0. 39～0. 57 (0. 43～0. 46)、0. 22～0. 46(0. 25～0. 30)和0. 10～0. 34(0. 10～0. 18),主观预报ts评分高于客观预报的情况占了3次。随着预报时效的延长,客观预报表现更加稳定,说明客观预报能在污染过程中为预报员提供稳定参考,但对污染高值的预报能力仍需提高。

关键词：空气质量主客观预报 ts评分

基于数值模式与客观方法的辽宁地区空气质量预报检验分析

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环境保护科学 2024年第1期50卷 110-119页

作者：张宸赫王东东李晓岚杜傢义赵天良辽宁省气象台沈阳110166 中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

为检验数值模式和客观方法的空气质量产品预报能力,基于中国气象科学研究院(简称气科院,下同)CUACE模式、中国气象局沈阳大气环境研究所(简称沈阳大气所,下同)CUACE模式和中央气象台(简称中央台,下同)空气质量客观预报方法的产品,利用... 详细信息

为检验数值模式和客观方法的空气质量产品预报能力,基于中国气象科学研究院(简称气科院,下同)CUACE模式、中国气象局沈阳大气环境研究所(简称沈阳大气所,下同)CUACE模式和中央气象台(简称中央台,下同)空气质量客观预报方法的产品,利用辽宁地区14个地市大气污染物质量浓度地面观测资料,对2019年1月至2021年4月各家预报产品在辽宁地区的预报效果进行检验。结果表明:中央台的环境空气质量指数(Air Quality Index,AQI)预报偏大,气科院和沈阳大气所偏小;各家的PM_(2.5)和PM_(10)预报均偏小,但中央台的误差最小;各家的O_(3)预报均偏大,气科院的预报误差最小。各家产品对PM_(2.5)和O_(3)浓度变化趋势的预报能力较高,对AQI范围的预报能力是强于AQI等级的。各家产品预报的PM_(2.5)质量浓度离散度和预报偏差最小,ts评分最高;大气污染物浓度和AQI在辽宁东南部的预报可靠性最高、中部地区最差。三家产品相比,中央台在辽宁地区的预报能力最强,对AQI、大气污染物浓度和首要污染物的预报ts评分均为最高,特别是在有(或无明显首要污染物)特定大气污染物对应的季节,预报更具有指导性。沈阳大气所的本地化CUACE模式对于大气污染物浓度和AQI的预报能力显著提高。

关键词：预报检验 CUACE模式客观预报空气质量首要污染物 ts评分

多源融合实况降水分析产品在大渡河流域的适用性评估

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水利水电快报 2024年

作者：叶瑶黄瑶宋雯雯刘新超四川省气象服务中心

基于2019～2022年5-10月大渡河流域气象观测降水量和多源融合实况降水分析产品（NRT＿1KM），采用相关分析、晴雨预报正确率、ts评分等方法评估了该降水产品对大渡河上游面雨量的适用性。评估结果表明：NRT＿1KM融合格点实况面雨量在大... 详细信息

基于2019～2022年5-10月大渡河流域气象观测降水量和多源融合实况降水分析产品（NRT＿1KM），采用相关分析、晴雨预报正确率、ts评分等方法评估了该降水产品对大渡河上游面雨量的适用性。评估结果表明：NRT＿1KM融合格点实况面雨量在大渡河流域具有较高的参考价值，相关系数均大于0.99，ME为0～-1 mm，RMSE为0.57～1.24，MAE为0.32～0.75，MRE为-0.1～0，晴雨正确率均达到0.96以上。ts评分总体较高，尤其是下游各量级降雨可达0.95，空报率较低，全流域各量级降雨空报率控制在3%以内。漏报率随降雨量级增大而增大，上游和下游漏报率整体比中游低。在洪水过程中，融合格点降雨的小时面雨量变化趋势与实况面雨量一致，峰值出现时间与实况匹配度高。

关键词：大渡河面雨量 ts评分适用性评估

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双偏振雷达粒子相态识别及验证评估

山地气象学报 2024年

作者：赖晨程昌玉高兰李四维湖北省气象信息与技术保障中心湖南省衡阳市气象局

【目的】为评估双偏振雷达粒子相态识别结果，【方法】本文采用基于模糊逻辑的粒子相态识别算法，将其得出的识别结果与雷达PUP粒子识别产品结果进行对比，结合6个地面自动站降水现象仪结果，提出一种采用ts评分验证两种识别结果可靠性... 详细信息

【目的】为评估双偏振雷达粒子相态识别结果，【方法】本文采用基于模糊逻辑的粒子相态识别算法，将其得出的识别结果与雷达PUP粒子识别产品结果进行对比，结合6个地面自动站降水现象仪结果，提出一种采用ts评分验证两种识别结果可靠性的方法。并分别挑选一个降水、降雪、冰雹个例进行分析验证。【结果】两种方法均能较好的反应出降水过程，5月份降水有5个台站准确率达到70%以上，5个台站PUP粒子识别产品准确率要高于模糊逻辑算法粒子识别产品1%左右。对于冬季降水，PUP粒子识别产品易将降水过程识别为降雪过程。两种产品均能很好的识别降雪过程。对于冰雹过程，PUP粒子识别产品能较好的识别出来，而模糊逻辑算法易将冰雹识别为霰粒子。【结论】本文能有效评估双偏振雷达粒子相态识别结果，并应用在降水、降雪、降雹过程中。

关键词：双偏振雷达模糊逻辑粒子相态识别 PUP ts评分

基于TIGGE多模式的6 h降雨预报精度对比分析

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水利水运工程学报 2022年第2期 31-39页

作者：王昊江文员刘益民李淑贤刁艳芳山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018

降雨数值预报是预防极端天气导致灾害事件的重要手段,其预报精度是预报产品是否被采用的依据。以跋山水库流域为研究对象,选取了TIGGE系统中的ECMWF、NCEP、CMA、JMA、UKMO共5个预报模式的控制预报与集合预报,分别从降雨分级预报检验和... 详细信息

降雨数值预报是预防极端天气导致灾害事件的重要手段,其预报精度是预报产品是否被采用的依据。以跋山水库流域为研究对象,选取了TIGGE系统中的ECMWF、NCEP、CMA、JMA、UKMO共5个预报模式的控制预报与集合预报,分别从降雨分级预报检验和降雨量预报检验两个角度,利用Brier评分和Talagrand分布图,分析了2007—2019年5—9月控制预报和集合预报降雨数据的精度。结果表明:(1)就降雨分级预报而言,对于无雨、小雨和中雨量级,5个预报模式控制预报和集合平均预报效果相差不大;对于大雨量级,JMA和NCEP的控制预报效果最佳,JMA和UKMO的集合平均预报效果最佳;对于暴雨及以上量级,NCEP的控制预报和集合平均预报均效果最佳;(2)针对降雨量预报,UKMO控制预报和集合平均预报效果最佳;(3)无雨等级的Brier评分最高,且Brier评分随着降雨等级的提升而降低,表明大量级降雨时Brier评分较好;CMA的评分在无雨、小雨、中雨、大雨4个等级表现最好;(4)5个模式Talagrand分布形态均呈粗略的“U”字型,表明5个预报模式集合成员的分散不够。综合来看,UKMO和NCEP的预报效果最佳。据此研究可选出高精度的降雨预报产品。

关键词：降雨集合预报 TIGGE CMA BS评分 ts评分跋山水库

寒潮天气过程对风/光伏发电资源要素数值预报技巧影响的检验分析

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气候与环境研究 2022年第6期27卷 769-777页

作者：吴骥陈卫东字俣丞肖莹中国电力科学研究院有限公司南京210009 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院大气物理研究所北京100029 国网山西省电力公司电力科学研究院太原030001

基于ERA-5再分析资料和NCEP的GFS预报系统的120 h预报资料,对华东地区2020年12月至2021年3月期间9次寒潮过程中数值模式的近地面风速和向下净短波辐射通量预报技巧进行了检验,检验结果表明:1)GFS预报系统在提前1~4 d均能准确预报出寒潮... 详细信息

基于ERA-5再分析资料和NCEP的GFS预报系统的120 h预报资料,对华东地区2020年12月至2021年3月期间9次寒潮过程中数值模式的近地面风速和向下净短波辐射通量预报技巧进行了检验,检验结果表明:1)GFS预报系统在提前1~4 d均能准确预报出寒潮过程(降温幅度和最低温度),平均预报命中率均在80%以上。2)在寒潮过程中,近地面风速会明显增强,虽然0~2级风速预报评分明显降低,但对3~5级和6级以上的风速预报评分(Threat Score,ts)反而较一般天气过程高;而向下净短波辐射通量预报相对误差要比一般天气过程偏大,尤其在寒潮爆发日最大。3)在寒潮过程中预报技巧具有明显日变化特征,0~2级风速预报技巧下午最低,尤其在寒潮最强日最明显;3~5级风速预报技巧在18:00(协调世界时)左右最低,在寒潮最强日夜间都很低。而向下净短波辐射通量预报下午以后预报误差显著增大,尤其在寒潮爆发日误差最大。4)在寒潮过程中,预报技巧随着预报时效的延长而降低,其中24 h预报ts评分较高,误差较小。72 h评分较低,误差较大。

关键词：寒潮预报准确率近地面风速向下净短波辐射通量 ts评分相对误差

利用贝叶斯方法对广东省雷暴大风天气的预报研究

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热带气象学报 2023年第6期39卷 929-939页

作者：朱泳桦王咏青胡志群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/大气科学学院江苏南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

针对广东省2010—2019年4—9月有雷暴大风和没有雷暴大风天气的个例进行研究,通过箱线图的形式分析了产生雷暴大风天气相关环境参数的分布特征并建立3小时、6小时和12小时三个时间段的雷暴大风潜势预报模型,利用贝叶斯方法对2020年4—9... 详细信息

针对广东省2010—2019年4—9月有雷暴大风和没有雷暴大风天气的个例进行研究,通过箱线图的形式分析了产生雷暴大风天气相关环境参数的分布特征并建立3小时、6小时和12小时三个时间段的雷暴大风潜势预报模型,利用贝叶斯方法对2020年4—9月的天气过程进行检验,结果表明:雷暴大风天气的发生对应地面较高的露点温度,较大的不稳定能量、上下层温差以及全总指数等物理量;从检验结果来看,贝叶斯方法对雷暴大风天气的识别具有一定的可行性,三个时段的潜势预报模型识别雷暴大风的命中率均在80%以上,但存在一定的空报,需今后改进与完善。

关键词：雷暴大风环境参数贝叶斯方法 ts评分潜势预报

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百色水库入库径流中长期预测方法比较研究

中国农村水利水电 2023年第1期 82-88,94页

作者：唐振宇梁国杰张利平陈森林黄馗武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 广西电网有限责任公司广西南宁530023

以郁江流域百色水库入库径流为研究对象,分别采用基于水文气象因子的逐步多元回归模型、人工神经网络模型(气象因子)和基于时间序列的混沌理论模型、最近邻抽样回归模型、小波分析法、神经网络—自回归模型共6个模型方法对百色水库年尺... 详细信息

以郁江流域百色水库入库径流为研究对象,分别采用基于水文气象因子的逐步多元回归模型、人工神经网络模型(气象因子)和基于时间序列的混沌理论模型、最近邻抽样回归模型、小波分析法、神经网络—自回归模型共6个模型方法对百色水库年尺度、月尺度以及旬尺度入库径流进行中长期径流预报工作,随即采用平均相对误差、合格率、ts评分以及均方根误差4种评价指标对上述6个模型的预测结果进行精度评估,并依据熵权法的理论对上述4种指标进行客观赋权形成综合性指标分析体系,来确定最优模型以进行郁江流域百色水库不同尺度和预见期的入库径流中长期径流预报工作。结果表明:各模型预报结果中的平均相对误差相对较大,但其所对应的合格率以及ts评分指标均处于优良水平;月尺度预报过程中,各模型非汛期预报精度都要高于汛期预报精度。结合各模型自身特点以及综合性指标分析的基础上,可在年尺度中长期径流预报过程中采用神经网络—自回归模型、月尺度中长期径流预报过程中采用混沌理论模型,旬尺度中长期径流预报过程中依据不同的预见期分别采用人工神经网络模型(气象因子)以及小波分析法进行相关的中长期径流预报工作,从而为郁江流域百色水库制定未来中长期调度计划提供技术支持。

关键词：中长期径流预报 ts评分综合性指标分析郁江流域