数值预报产品

摘要： 数值预报作为现代业务天气预报最主要的手段,其预报产品已经成为世界各大预报中心最重要的参考资料,而数值预报的精准度是直接影响天气预报准确率的关键因子。本文通过综述一种基于历史资料的欧洲中期天气预报中心数值预报产品订正系统的设计和开发,阐述了该系统的开发背景、总体流程、核心算法和功能模块,认为该设计与开发理念可为天气业务预报准确性提高提供有效解决方案。

摘要： 利用苏北浅滩海域预报和观测数据,基于平均风速与最大风速、最大风速与极大风速的高度相关性,以及高精度数值预报产品,运用统计分析方法建立了苏北浅滩5个测站大风(风速≥10.8 m/s)发生时逐时最大风速和日极大风速的预报方程。通过检验发现:单站一元一次客观预报方程能准确地预报逐时最大风速,5个测站最大风速预报平均绝对误差为1.30 m/s,预报评分在81~85分之间,预报误差大于4 m/s的样本数在2%~6%之间。区分天气形势进行分析,冷空气最大风速预报精度最优,台风次之。日极大风速预报平均绝对误差为1.99 m/s,预报评分在65~76分之间,预报误差大于4 m/s的样本数在5%~10%之间。最大风速和日极大风速客观预报方程的效果都比较理想,但是对8级风速以上(风速≥17.2 m/s)的预报结果偏小。

摘要： 对流温度(T_(c))可用于估计局地热对流发展的可能性,但在实际业务中囿于有限的探空时次和诸多前提假设,其实用性受到限制。针对此问题,首先给出T_(c)的一种数值计算方案,进而提出基于模式探空制作热力对流云预报的思路,即:利用数值预报输出的2 m露点温度、地表气压和等压面温度计算各预报时刻的T_(c),结合2 m高度气温(T_(2m)),构建热力对流指数I_(cv)(即T_(2m)与T_(c)之差);当I_(cv)满足阈值时,则预报出现对流云。利用该思路分析了2020年4月27日山东地区对流云漏报原因,并开展了准业务化对流云预报试验,试验表明上述方法对陆上热力对流云和冷季的海上冷流低云均表现出较好的预报能力。研究认为,预报热力对流云的关键是判断是否满足热力对流的条件,相比之下动力抬升和水汽条件一般不是主要因素。另外,讨论了两种存在逆温时的特殊大气廓线结构对T_(c)计算的影响,并给出了相应的处理方法。

摘要： 2019年4月26日夜间和田地区自西向东出现了沙尘暴天气过程。利用常规天气资料、和ECMWF、ECMWF细网格和T639数值预报产品,对此次天气过程的影响系统、有关物理量场等方面进行分析,得出以下结论:1) 前期南疆盆地气温持续升高,热低压发展强烈,为沙尘暴天气较好的热力条件;2) 此次风沙天气过程主要是由于欧洲脊东南衰退,西西伯利亚低槽东移南压影响下形成的。此次环流形势特点:欧洲脊前北风带加强,西西伯利亚低槽南压,低槽分裂短波东移而引起的;3) 这次天气过程是一部分冷空气从南疆西北翻山入侵南疆盆地,有一部分冷空气从东面灌入盆地而引起了沙尘天气;4) 中低层冷暖空气的作用下,容易引起不稳定能量释放,因此冷暖空气在本地区交汇,低层辐合高层辐散的强上升运动区有良好的对应是导致这次沙尘暴天气的发生重要原因之一;5) ECMWF数值预报产品和ECMWF细网格数值预报产品,500 hPa影响系统西西伯利亚低槽的预报位置准确,但较实况槽的移动速度快点。EC细对此次天气预报与实况基本吻合,10米风场有重要指示意义;6) 通过对数值预报的成功运用和分析,这次沙尘天气预报服务非常成功、准确、及时、超前,社会效益十分显著。通过服务注意到,对做好数值预报解释应用工作,提高预报时效和准确率,值得进一步研究。

摘要： 长江上游流域水文预报系统是三峡水利枢纽梯级调度通信中心开展水文预报业务的主要辅助决策工具,在长江干流梯级水库的运行和管理中发挥着关键作用。介绍了系统模拟的流域基本情况、气象水文站网、水文预报模型、气象预报以及数值预报产品的接入方式等。为检验系统的适用性和准确性,针对2021年汛期的3场典型洪水过程进行了反演分析。结果表明:该系统在反演分析中表现出了较好的性能和稳定性,但精度仍有改进空间。针对进一步提高预报精度和效率提出了几点优化建议,可为长江上游流域水文预报研究工作的提升和完善提供参考。

摘要： 为了对不同数值预报产品进行对比分析,利用2015年8月四川省四个测站的ECMWF模式和T639模式降水资料来检验预报产品性能的好坏,从而提高预报员选取和使用其产品的能力。结果表明:ECMWF模式好于T639模式降水预报,但是两种模式随着降水等级的增加,预报能力随之减弱,特别是对大雨和暴雨的预报偏弱。同一时效不同模式的预报,ECMWF模式整体预报偏差都要小于T639模式预报偏差。在误差检验分析中,ECMWF模式胜于T639模式,且随着预报时效的延长,误差也相应增大。

摘要： 对2018年3月—2019年6月ECMWF、GRAPES-GFS、JAPAN、GERMAN预报产品与对应相关格点值,采用相关系数法、均方根误差法、TS评分检验法进行检验.结果发现:四种模式中,降水预报均与本站实况有显著的相关性,但ECMWF模式降水产品24～48 h晴雨预报TS评分优于其他模式,均方根误差也小于其他模式,同时进一步发现各家模式季节性降水预报及0.1～9.9 mm预报具有较高一致性.

摘要： 为了对不同数值预报产品进行对比分析,利用2015年8月四川省四个测站的ECMWF模式和T639模式降水资料来检验预报产品性能的好坏,从而提高预报员选取和使用其产品的能力.结果表明:ECMWF模式好于T639模式降水预报,但是两种模式随着降水等级的增加,预报能力随之减弱,特别是对大雨和暴雨的预报偏弱.同一时效不同模式的预报,ECMWF模式整体预报偏差都要小于T639模式预报偏差.在误差检验分析中,ECMWF模式胜于T639模式,且随着预报时效的延长,误差也相应增大.

摘要： 为研究高空数值预报产品在中国的适用性,本文收集了目前在我国气象服务中采用的主要数值预报产品(GRAPES、ECMWF)、气象台站大气探空数据,利用数理统计方法,分析了高空数值预报产品与实况场在2018年夏季的差异,进行不同数值预报产品在不同时效的预测能力综合评估,得出了以下结论:在温度预报上,模式对于北部的预报效果优于南部地区,其中ECMWF的平均偏差、均方根误差和相关系数在不同层次的12 h和24 h预报时效的对比中均小于GRAPES的结果,且在对流层低层的700 hPa和850 hPa,ECMWF结果的优势明显。在位势高度预报上,模式对于北部的预报效果优于南部地区,12 h预报时效的结果优于24 h预报时效的结果,在对流层低层的700 hPa和850 hPa,ECMWF结果的优势明显,且这种优势主要表现在我国西部地区。在风速预报上,GRAPES在平均误差、相关系数和均方根误差上明显优于ECMWF的结果,反映了GRAPES在风速预报中的优势。

摘要： 为了满足长江上游流域梯级水利枢纽工程运行生产对精细化气象服务高质量的需求,针对欧洲、日本、T639等目前业务使用的数值预报产品,研发长江上游流域数值预报产品误差分析与订正系统,实现了实况、预报数据的实时收集处理、降水和形势场数值预报的自动客观订正、主观订正降水预报产品的制作输出以及各类误差分析数据的统计查询、对比显示等功能.该系统已在三峡梯调通信中心投入业务运行,并在近期的强降水天气过程的预报服务中发挥了重要的作用,为预报人员开展高质量、精细化的预报服务提供了有力的支撑.

摘要： 利用辽宁中尺度数值模式WRF、天气在线提供的天气预报和美国weather网站上提供的三种数值预报产品,对沈阳2011年9月至2013年11月日极端最低和最高气温的预报能力进行对比分析,发现各种模式在不同季节及不同预报项目上具有不同的预报能力.三种模式产品预报优势各不相同,WRF在春、夏季日极端最低气温的预报能力强于其它两种模式,美国模式产品在春季最高气温预报上优于其它产品,天气在线在秋、冬季日极端最低气温及夏、秋、冬日极端气温预报上优于其它产品.从综合预报能力来看,天气在线对沈阳站日极端气温的预报预报能力最强.将三种模式的预报结果进行加权平均后,预报质量高于单一模式产品.并将加权后出现的误差类型进行归纳,以便业务中关注.

摘要： GrADS绘制的数值预报产品图在气象台日常预报和科研中得到广泛应用.通过对构架和实现数值预报产品自动化图形处理技术的研究,本文详细采用批处理语言和GrADS脚本编程技术,将卫星数据广播系统(CMACast)接收的各种模式数据通过一系列处理,最终使用GrADS绘图软件自动处理数值预报产品.该技术实现了真正意义的全自动化业务运行,为各级气象台站开展数值预报产品本地化应用提供后台技术支持.

摘要： 利用NCEP再分析资料,T639数值预报产品部分物理量资料,自动站资料,运用NCEP与实况资料、T639预报场资料作对比分析,检验T639数值产品在2011年白山地区出现的暴雨天气过程中的预报准确情况.结果表明:T639数值预报产品在对降水位置,降水的持续时间和开始结束时间的定性分析上较为准确,在降水强度的定量预报上准确率较低;暴雨落区主要集中在各个物理量大值重叠区域,而某几个物理量的大值区域主要出现量级不等的一般性降水.

摘要： 通过对2014年2月20日贵港市罕见的霜冻灾害性天气分析,找出此次霜冻过程的成因,并检验数值预报产品对此类霜冻天气的预报参考性.此次霜冻出现之前，气温有所回升，由于冷空气的补充贵港市温度再次下降，到19日20时低温降到5-6°C，在基础温度较低的情况下，再加上夜间辐射降温，第二天极易出现霜冻灾害。此次霜冻过程是由于冷平流作用和辐射降温作用的双重结果。数值预报对由于平流作用引起的温度变化趋势掌握的比较好，而对由于辐射冷却作用引起的温度变化幅度掌握的比较差，预报员应该根据预报经验，结合当地的特殊情况对数值预报做出相应的订正。

摘要： 利用多种资料对桂林市汛期大暴雨进行综合分析,结果表明:强降水由锋前暴雨和锋面暴雨组成,具备相似的热力及水汽特征;但大尺度环流及影响系统有所不同,锋前暴雨风场切变环流特征不明显,可预报性差;数值预报产品对锋面暴雨有较好的预报能力,对锋前暴雨雨量预报量级偏小;但两种暴雨的云图及雷达回波特征明显,对大暴雨短临预报尤其是发布红色预警信号有较好的指导作用,在暴雨灾害防御工作上起了重要作用.

摘要： 本文用"MED"法分析了2014年5月24-25日娄底市出现的一次暴雨天气过程,发现欧洲中心、T639及JAPAN的数值产品各有所长,从形势场到降水预报中心,欧洲中心预报最好,但降水强度较实况偏弱;JAPAN形势场预报比T639要好,但降水中心明显不如T639准确;T639降水中心位置预报相对准确,但强度偏大.上述的这些偏差需要在使用中结合各种方法进行订正才可以达到较好的效果.

摘要： 2012年9月8日夜间至9日清晨,伴随着500hPa短波槽东移入海,华东中部地区有一低压系统产生.受中尺度对流系统影响,苏南、浙北和上海地区普降雷雨.其中,上海地区出现了强雷暴及短时强降水等强对流天气,庄行站观测到了48.5m/h的短时强降水.此外,上海地区虽未发生雷暴大风,但是受这一系统影响,浙江诸暨出现了29m/s的雷暴大风天气.本文利用一些常规气象资料和非常规观测资料及部分数值预报产品,对本次强对流的成因进行了分析.结果表明大尺度的环流背景为本次过程提供了高空辐散,低空的低涡系统,地面的辐合线等有利于对流发生发展的条件:由于傍晚后的地面降温,导致对流潜势弱,但因为中-低空的对流不稳定条件好,垂直风切边强,并具有良好的水汽条件,0-6km的风垂直切变很强,为强对流的发生提供了条件:各家数值模式的要素预报虽然对这次局地强对流的描述存在偏差,但形势场预报对本次过程有很好的指示意义.

摘要： 通过对2010 年6 月9 日的暴雨过程进行仔细分析，得出：东亚沿海高压脊的长时间稳定维持，使得 500 百帕低槽东移减缓，并和700、850 百帕低涡相结合且长时间在淮北地区维持，导致了此次暴雨的产生。日本和欧洲数值预报产品的形势场预报与实况形势场有明显差异，是市台暴雨漏报的主要原因；而t639 数值预报产品的形势场预报与实况形势场相近，各物理量分布特征有利于暴雨的形成；江苏CWRF、WRF 数值预报较好地预报了此次暴雨的落区及量级，值得在今后的预报中参考。

摘要： 利用多种资料对桂林市前汛期三次暖区暴雨进行分析,结果表明:暴雨区200-400hPa为急流轴或其右侧辐散区控制,500-700hPa为浅槽影响,850hPa为西南急流、地面为弱锋面或辐合线影响;三次过程中低层(500hPa以下)存在暖平流,且涡度平流随高度增大,从而造成天气尺度垂直上升运动;暴雨的形成还与桂林的地形对气流的抬升作用有关.410过程热力条件弱,雨势弱,红外云图及雷达回波弱,510、 618过程热力条件好,雨势强,对流性强,红外云图及雷达回波强;T639雨量预报产品对暖区暴雨较敏感,日本传真图雨量预报产品对暖区暴雨预报明显偏小.

摘要： 本发明属于天气预报技术领域，涉及一种数值天气预报及格点客观预报产品选优方法。包括如下步骤：设定选优预报强度阈值和优选时段，数据加工处理，目标对象识别，目标对象匹配评分，区域预报总体评价，预报优选。该方法可以较好地选出最优数值天气预报产品，为预报员提供高质量的客观产品，提高了数值天气预报应用能力。该选优产品还可以作为格点客观预报产品直接应用，有效提高天气预报准确率。

摘要： 本发明属于天气预报技术领域，涉及一种数值天气预报及格点客观预报产品选优方法。包括如下步骤：设定选优预报强度阈值和优选时段，数据加工处理，目标对象识别，目标对象匹配评分，区域预报总体评价，预报优选。该方法可以较好地选出最优数值天气预报产品，为预报员提供高质量的客观产品，提高了数值天气预报应用能力。该选优产品还可以作为格点客观预报产品直接应用，有效提高天气预报准确率。

摘要： 本发明公开了一种数值模式产品分段式订正预报方法，该方法包括：按照预先设定的预报时段，重复以下步骤：步骤1)接收预报起始时刻的多元网格融合逐时产品、数值天气预报模式的近地面预报产品和多元网格融合极值产品；步骤2)对数值天气预报模式的近地面预报产品依次进行极值提取和空间插值预处理，再和多元网格融合极值产品共同输入当天全格点极值预报模型，得到极值网格订正预报产品；步骤3)基于多元网格融合逐时产品、极值网格订正预报产品和时空插值后的预报产品，采用分段式订正技术，得到该预报时段内的逐时网格订正预报产品；当天全格点极值预报模型采用全格点滑动回归极值网格建模订正技术实现滚动建模。

摘要： 本发明公开了一种数值模式预报产品释用方法，先通过时空邻近关系神经网络生成对应待释用时空位置的时空邻近关系长方体，再根据该时空邻近关系长方体和时空加权神经网络生成对应待释用时空位置的时空权重向量，最后基于对应时空权重向量、表示整体平均回归关系的回归系数向量以及由待释用产品与辅助变量合成的向量得到释用结果。通过采用时空邻近关系神经网络更加准确地建模时空位置之间的邻近关系，通过采用时空加权神经网络更加准确地建模随时空变化的数值模式预报产品及辅助变量与实况的关系，从而进一步提高数值模式预报产品的释用水平。本发明还提供了一种装置、设备及存储介质，同样具有上述有益效果。

摘要： 本发明公开了一种从数值预报产品中提取出台风客观预报信息的方法，其先确定台风预报场的台风中心的预测位置，然后根据海平面气压场确定台风预报场的台风中心的气压预测位置和根据850hPa涡度场确定台风预报场的台风中心的涡度预测位置，再根据台风预报场的台风中心的涡度预测位置，并综合考虑台风预报场的850hPa涡度场、850hPa风场、海平面气压场，确定台风预报场的台风中心的预报位置，最后根据台风预报场的台风中心的预报位置提取出台风强度预报信息，优点是能够自动地提取出台风中心的预报位置，且准确度高，从而能够进一步更准确地提取出台风强度预报信息。

摘要： 本发明公开了一种数值预报产品解释应用方法及系统，该方法包括：对数值预报产品进行分析，确定数值预报产品所需的天气要素，从预报站点的站点观测资料中提取与天气要素所对应的天气要素值；对天气要素进行分析，确定连续性要素、等级要素以及非连续性事件要素；根据预先配置的建模策略，分别对连续性要素、等级要素以及非连续性事件要素进行建模，形成数值预报解释模型；将提取的天气要素值分别代入到所述数值预报解释模型中，并通过所述数值预报解释模型分别生成初步预报解释结果；对得到的初步预报解释结果进行合成，得到最终预报结果。本发明采用多种方式对数值预报产品进行站点要素解释应用，以弥补单一方法的不足。

摘要： 本发明提出一种海洋数值预报产品验证方法、系统、电子设备及存储介质，涉及海洋数值预报领域。其中，方法包括：基于产品预报和观测数据计算产品误差矩阵；基于应用评估得分数据计算应用评价矩阵；构造需求权重矩阵并通过智能优化算法求取需求权重矩阵中的权重参数；基于求得的需求权重针对应用场景进行预报产品验证评价。本发明根据多种应用场景设置需求权重对海洋数值预报产品误差进行加权，并且自适应调整不同验证指标的权重系数，从而能够结合特定需求对预报产品给出合理的评价。

摘要： 本发明公开了一种从数值预报产品中提取出台风客观预报信息的方法，其先确定台风预报场的台风中心的预测位置，然后根据海平面气压场确定台风预报场的台风中心的气压预测位置和根据850hPa涡度场确定台风预报场的台风中心的涡度预测位置，再根据台风预报场的台风中心的涡度预测位置，并综合考虑台风预报场的850hPa涡度场、850hPa风场、海平面气压场，确定台风预报场的台风中心的预报位置，最后根据台风预报场的台风中心的预报位置提取出台风强度预报信息，优点是能够自动地提取出台风中心的预报位置，且准确度高，从而能够进一步更准确地提取出台风强度预报信息。

摘要： 本发明公开了一种数值预报产品解释应用方法及系统，该方法包括：对数值预报产品进行分析，确定数值预报产品所需的天气要素，从预报站点的站点观测资料中提取与天气要素所对应的天气要素值；对天气要素进行分析，确定连续性要素、等级要素以及非连续性事件要素；根据预先配置的建模策略，分别对连续性要素、等级要素以及非连续性事件要素进行建模，形成数值预报解释模型；将提取的天气要素值分别代入到所述数值预报解释模型中，并通过所述数值预报解释模型分别生成初步预报解释结果；对得到的初步预报解释结果进行合成，得到最终预报结果。本发明采用多种方式对数值预报产品进行站点要素解释应用，以弥补单一方法的不足。

摘要： 本发明提出一种海洋数值预报产品验证方法、系统、电子设备及存储介质，涉及海洋数值预报领域。其中，方法包括：基于产品预报和观测数据计算产品误差矩阵；基于应用评估得分数据计算应用评价矩阵；构造需求权重矩阵并通过智能优化算法求取需求权重矩阵中的权重参数；基于求得的需求权重针对应用场景进行预报产品验证评价。本发明根据多种应用场景设置需求权重对海洋数值预报产品误差进行加权，并且自适应调整不同验证指标的权重系数，从而能够结合特定需求对预报产品给出合理的评价。