降水预报

摘要： 利用2016—2019年ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)降水预报资料和江西省93个国家气象站降水资料,基于频率匹配法进行降水偏差订正,采用4种方法统计降水频率对降水预报进行订正试验(不分区试验),根据江西省汛期暴雨气候特征对汛期降水进行分区订正试验,并对典型强降水个例进行分析。结果表明:频率匹配法降低了模式预报小雨的空报率和大雨、暴雨的漏报率,预报技巧改进明显。在4种降水频率统计方法中,准对称滑动平均法效果最好。分区试验对强降水的订正效果优于不分区试验,该试验对模式预报正技巧暴雨过程的订正能力大于无技巧过程。对于模式预报效果差(TS=0)、一般(0

摘要： TIGGE降水产品作为目前中短期集合预报最权威的数据集合的重要组成部分,其在中国干旱半干旱地区的适用性如何,还需要进一步探讨。基于中国干旱半干旱地区2015—2017年实测降水数据,采用平均绝对偏差、均方根误差、TS评分等指标,从降水量预报、降水分级预报、降水探测能力和空间预报精度等多角度出发,综合评估了TIGGE数据中心的ECMWF、JMA、KMA和UKMO 4种模式在研究区的预报效果。结果表明:(1)4种模式对小雨的预报效果均较好,在进行不同降水量级预报时,JMA对于小雨的降水预报效果最佳,而对于其他降水量级的降水预报,4种模式无明显差别;(2)针对日降水量预报,KMA效果最差,而ECMWF最精确;(3)在不同降水阈值下对降水的探测能力评估结果显示,ECMWF更具优势,尤其在以25 mm·d^(-1)为阈值时优势明显;(4)空间预报精度检验结果显示,各模式在80°~100°E,35°~45°N范围表现最佳,主要是新疆中部以及新疆、甘肃和青海三省交界处,对比各模式之间,ECMWF表现更稳定,KMA则表现较差。

摘要： 基于2017—2020年6—9月陕西中短期网格客观预报产品(简称DCOEF)的降水产品,采用晴雨预报准确率、T_(S)评分、预报偏差B IAS,对其在西安地区21个气象观测站的预报效果进行检验;同时采用第99%分位值的降水量值作为测站极端降水量的阈值,进一步了解DCOEF对极端降水的预报效果。结果表明,(1)DCOEF在西安地区逐年和逐月的晴雨预报准确率均在0.69以上,空间分布上在西安城区、高陵、阎良、临潼和灞桥地区的晴雨预报准确率普遍在0.75以上,具有较好的参考价值。(2)6—9月中,9月的晴雨预报准确率可达0.8,各量级的T_(S)评分明显高于其他月份,且B IAS接近于1,预报效果最好。(3)随着降水量级的增加,T_(S)评分明显下降,小雨的T_(S)评分最高,且时间和空间差异小;暴雨T_(S)评分时间和空间差异明显,除9月外整体评分较低,且空报率明显偏高。(4)DCOEF对西安区域平均降水量雨带分布和强降水中心位置分布预报与实况差别较大,但能较好地反映出区域降水的时间演变趋势,与实况较为接近,只是在降水量上存在一定的偏差,预报值较实况以偏大为主。(5)DCOEF对极端降水的预报缺乏稳定性,偏差大,尤其是对短时强降水所造成的极端降水事件预报能力弱。

摘要： 以江苏省为研究区域,收集了中国天气网2019-2020年逐日15 d天气预报数据,以实际温度数据与HS公式计算出的ET_(0)值为基准,采用RMSE、MAE等指标对ET_(0)预报效果进行了分析,采用准确率、漏报率、空报率以及ROC曲线等指标对降水预报进行了评价。结果表明:日低温预报的准确率比日高温预报的高,在相同天数的预报,准确率相差10%左右,江苏省未来1~7 d气温预报误差的RMSE值均在4.0°C以下,MAE值均在2.0°C以下,可以用于计算ET_(0)预报值;江苏全省未来1~7 d ET_(0)预报误差的MAE值均在1.5 mm/d以内,RMSE值基本都在2 mm/d以内,且东部的预报准确度比中西部的高;江苏省未来14 d降水预报的ROC曲线均在对角线以上,具有预报价值,江苏省未来降水预报对中雨及以上量级的降水漏报率和空报率最低,分别为0.08和0.34,且全省未来1天预报的准确率达到了0.9,未来14 d降水预报的准确率南北差异不大。

摘要： 基于ARPS模式和随机物理过程参数化扰动(stochastically perturbed parameterization)方法,通过10个2018年6—7月间的降水个例,讨论了针对BMJ积云降水参数化方案下不同参数化扰动方式对降水预报的影响。扰动方式包括扰动BMJ方案的温湿倾向和扰动BMJ方案的温湿参考廓线。试验的结果表明BMJ方案在华东区域的降水预报中存在湿偏差,即预报的降水事件多于相应的观测事件。这一偏差在系统性增加参考廓线湿度后仍然存在。BMJ方案对不同扰动方式的响应存在较大差异。扰动BMJ方案的温湿倾向对降水预报的影响较小,且集合离散度低。扰动BMJ方案的温湿参考廓线对降水预报影响显著,能够大幅增加集合离散度,其中对称的BMJ参考廓线扰动对预报技巧评分改进有限,原因是小雨的湿偏差有所增加,而非对称的BMJ参考廓线扰动(扰动均值大于1.0)能够有效提高预报技巧评分并降低湿偏差。此外,非对称扰动大幅改善了BMJ降水预报初期(0~3 h)的空间分布形态,并且改进了夜间降水预报的强度。非对称扰动评分较高的原因是减少了原BMJ方案在降水预报初期的的大范围虚假预报,避免了大气湿度的大范围下降,保障了预报后期的强降水预报能力。而BMJ方案温湿倾向量级较小则是造成倾向扰动方法效果不明显的重要原因。

摘要： 2021年汉江秋汛期出现了超20 a一遇的大洪水,其上游累计降雨量和丹江口水库累积来水量均突破其历史极值。如何有针对性做好气象保障服务,对气象部门而言是重大挑战。基于对2021年汉江异常秋汛水雨情特征的总结及其气象保障服务过程的回顾,指出汉江秋汛气象保障服务工作中存在的若干问题,提出不断提高汉江秋汛气象保障服务质量和效率的若干风险管理机制,可为今后做好汉江秋汛气象保障服务提供参考依据。

摘要： 准确的降水预报对山区小流域防洪减灾具有重要意义。选取浙南山区好溪流域典型降水场次,基于WRF(weather research and forecasting)模式,开展云微物理过程参数化方案和积云对流参数化方案敏感性分析,优选适用于好溪流域的物理过程参数化组合方案,提高好溪流域降水预报精度。研究结果表明:云微物理过程和积云对流参数化过程的方案选择及组合对降水预报影响显著,然而没有某一种组合方案的模拟效果对于所有场次的降水都是最佳的;综合考虑所有的典型降水场次,当云微物理参数化方案选择Lin(Purdue Lin)方案、积云对流过程参数化方案选择KF(Kain-Fritsch)方案时,降水预报精度最高。

摘要： 根据黄委党组关于落实“四预”措施及做好数字孪生黄河建设的相关要求,针对2021年黄河秋汛防御工作中暴露出的防汛会商工作短板,黄委组织有关单位开展黄河水旱灾害防御应用系统1.0版(黄河中下游防汛会商预演系统)开发工作。该系统聚焦黄河中下游,搭建具备“预报、预警、预演、预案”功能的防汛会商决策支撑应用。集成汇聚已建成的降水预报、洪水预报、防洪调度和洪水演进等模型计算结果,为汛期黄委防汛会商工作提供全流程的信息化决策支撑。按照防御局防汛会商工作要求,搭建了防汛会商应用模式和防汛演练应用模式。

摘要： 利用2014年1~12月和田地区皮山(51818)、和田(51828)、民丰(51839)三个站点降水量级进行检验,得出以下结论:1) 一般降水预报上,皮山(51818)和和田(51828) T639模式预报1~12月准确率较低,在10%以下,民丰(51839) 1~12月准确率较低,在3%以下;2) 各量级降水预报准确率上,皮山(51818) T639模式预报12~72 h对小量降水预报准确率为5%~11%,空报率较大,达91%,和田(51828) 12~72 h对小量降水预报准确率为10%,空报率较大,达84%,民丰(51839) 12~72 h对小量降水预报准确率为5%,空报率较大,达94%;3) 通过检验三个站点一年的降水资料发现,虽然T639模式预报产品已有很大发展,但降水预报准确率较低,在3%~10%,空报率较大,在81%~98%;4) 2014年,和田地区为降水偏少的干旱年份,年内只出现了2次较明显的天气过程,出现在夏季的6月18~24日和7月1~19日,这两次降水期间T639模式预报的降水预报准确率在15%~21%,其余时段全地区基本无降水,但模式预报空报率仍大,导致全年预报准确的下滑。

摘要： 基于站点实况和多模式客观集成预报(OCF)资料,以2019年1一12月降水数据为例,评估分析OCF对缙云站的降水预报效果,分别从12h降水预报正确率、TS评分、漏报率、空报率等方面分析,并就其中偏差明显的重大天气过程对照天气形势分析。结果表明:(1)随着降雨量级的增大,OCF的预报效果变差;(2)OCF预报的空报率明显大于漏报率;(3)OCF对缙云较大量级降水的敏感和低估与降水系统的移动方向有关。

摘要： 为充分利用降水,提高变量灌溉水分管理精度,将降水预报信息与变量灌溉制度结合生成变量灌溉处方图,在评估2016年和2017年不同降水等级预报准确率的基础上,研究了未来3d降水预报信息对冬小麦和夏玉米变量灌溉制度的影响.结果表明,2a冬小麦和夏玉米生育期内,预见期1,2,3d的降水预报信息准确率差异不大,无雨预报准确率最高,2a平均为83.3％,大雨和暴雨次之,为51.7％,中雨预报准确率最差,为23.0％.结合降水预报信息制定变量灌溉制度,2016年冬小麦和2017年夏玉米生育期内分别减少灌水量8mm和16mm.根据目前预报信息准确率,建议无雨和小雨预报时,直接按设计灌水定额灌溉;中雨预报时,可采用灌水定额的80％实施灌溉;大雨和暴雨预报时,可适当推迟灌溉.

摘要： 2016年3月8日起,欧洲中期天气预报中心全球模式(以下简称ECMWF模式)进行了全面升级.本文利用常规气象资料和ECMWF模式预报资料,对ECMWF模式改进前后(2015和2016年)春雨期(3-5月)的降水预报进行检验和对比分析,同时总结不同天气背景下,ECMWF模式降水预报的误差分布特征及原因.结果表明:升级后的模式在2016年春雨期整体的预报效果优于2015年同期,其中模式大尺度降水的调整对提升总降水的准确率有明显作用,而对流性降水的预报偏差成为预报误差的主要来源.当环流背景表现为北方无明显冷空气南下,江南和华南地区受南支槽前西南暖湿气流控制时,模式容易在西南地区预报过多的对流性降水,而其下游地区则往往存在少报或漏报.

摘要： 为提高和改进模式产品对汛期降水预报准确率,利用近两年3-7月江西省92个地面气象观测站逐日降水资料和欧洲中心高分辨率数值模式预报24～72h相应降水预报资料,采用Γ函数作为累积降水概率分布拟合函数,将模式预报降水累积概率分布与观测降水累积概率分布进行概率匹配,获得不同量级降水的预报订正值,并检验了订正前后预报评分变化,结果显示:模式预报对江西降水预报存在大雨以上量级多漏报、小雨多空报的现象;经预报-观测概率匹配订正法订正后可有效地修正模式预报系统性误差,对各等级降水有良好订正效果,尤其对暴雨的订正效果明显;时效越短订正效果越好.该订正法在业务中具有良好的应用效果.

摘要： 基于“频率匹配法”的思路,采用两种方法进行了集合降水预报的订正研究,一种方法是利用集合成员降水频率订正简单集合平均平滑效应的“概率匹配平均”法,另一种方法是利用实况降水频率订正集合成员降水预报系统偏差的“预报偏差订正”法,通过个例和批量试验,结果表明:概率匹配平均法可以矫正简单集合平均的平滑作用所造成的小量级降水分布范围增大而强降水被削弱的负作用,这种改进对强降水区更显著,并且集合系统离散度越大这种改进也越大;但该方法对预报区域内总降水量的预报没有改进作用,不能改善预报的系统性偏差.虽然预报偏差订正法对降水落区预报的改进有限,但可以订正模式降水预报的系统性误差,改进雨量预报以及集合预报系统的离散度特征和概率预报技巧;直接对集合平均预报进行偏差订正的效果优于单个成员偏差订正后的简单算术平均.在对每个集合成员的降水预报进行偏差订正后,概率匹配平均仍可改善其简单平均的效果,因此在实际业务中,应该综合采用上述两种方法,以获得在消除系统性偏差的同时各量级降水分布又合理的集合平均降水预报.

摘要： 众所周知,模式的降水预报效果强烈地依赖于中尺度云和水汽初值,当客观分析场不能正确地反映出中尺度高湿度区的存在时,预报结果与实际偏差很大,从而使数值预报具有很明显的Spin-Up的问题,表现为云和降水在模式预报的初期阶段有显著的延迟现象,因此国际上开展了对多种手段观测数据进行分析同化,改善模式初始场,从而改进短临预报精度.本研究主要开展了中国风云气象卫星资料改变模式初值,从而对短时天气预报中降水预报的影响研究.国家卫星气象中心搭建了LAPS-WRF分析预报系统，该系统用于短临预报个例试验中表明:模式冷启动1-6h内模拟降水强度明显偏弱，而融合卫星资料的模式热启动在模式积分的初始阶段就产生出较强的降水，有效地改善了短临预报效果，并且模式热启动对1-6h内云和降水预报的影响比较显著，其后随着积分时问的延长，冷、热启动试验模拟的云信息基本趋于一致，两者模拟降水问的差异也在缩小，因此模式热启动主要影响的是6h内降水的强度，卫星资料在其中产生正效果。

摘要： 以华中区域中尺度业务模式WRF3D为平台,使用MYJ、ACM2边界层方案完成了2012年7月的批量敏感试验,并与高时空分辨率实况降水数据作对比,重点关注不同边界层方案对我国中东部地区降水日变化的影响.结果表明,两种方案下的降水预报均对我国中东部地区清晨和午后并存的降水双峰值有所表现,且两者对清晨降水峰值的预报差异不大,但预报的午后降水峰值差异明显,尤其表现在峰值幅度上,位相上也略有差异.总体而言,ACM2方案下的降水日变化特征更接近实况.进一步对高分辨率模式输出的诊断表明,午后降水峰值主要由隐式降水决定.在此基础上,从模式中隐、显式降水产生机制的角度考察了不同边界层方案下降水日变化差异的可能原因.

摘要： 风是气象探测的重要要素之一,通过分析连续的风场资料可以得出相应的大气流场特征,低层大气流场变化与降水过程的触发以及发展有着密切联系,特别是低层切变线、辐合线等与对流云的产生密切相关,是提前预报对流云发展的主要气象因子之一.激光雷达是现代激光技术与传统雷达技术相结合的产物,其诞生于20世纪60年代,自其诞生以来激光雷达就因其具有高角度、距离和速度分辨率、出色的全天候工作能力以及强抗干扰能力等优势,受到国内外的关注与重视.激光测风雷达提供的高时空分辨率水平风资料能够较好的描述降水前后低层流场变化特征，为更准确的预报降水提供资料依据;通过对水平风资料分析发现，降水发生前儿个小时出现有高层气流动量下传现象，一定程度上可反映高低层已开始出现明显的动量及热量交换，这对降水的发生具有一定的指示意义;降水发生前两小时，低层风场出现波动，西南风低空急流的产生与加强对此次雷雨天气过程具有重要影响;降水前两小时低空急流指数的极速增大对降水预报具有一定的指示意义;降水前几个小时，600hpa高度以上冷平流范围明显扩大，600hpa以下暖平流强度也有明显增强，使得测站上空静力稳定度减小，大气层结趋于不稳定是产生此次雷暴天气过程的重要原因。

摘要： 受地质环境条件复杂、极端气候频发及人为活动加剧的影响,北京山洪泥石流灾害频发,影响了北京的城市和生态安全,严重地制约着北京市经济社会的可持续发展,已经成为当前防灾减灾中的突出问题.2014年在北京市科委的支持下,开展了“北京山洪泥石流预测预警关键技术研究与示范”项目,项目从全市山洪泥石流自然和社会经济属性调查、危险度评价入手,重点攻关山洪、泥石流预警降水精细化预报,基于多指标的山洪、泥石流临灾预警指标及其阈值,泥石流灾害早期预测等技术,建立山洪泥石流监测预警平台,实现降水预报与山洪泥石流预警的有效融合,研究成果可以为政府防灾减灾决策提供科学依据与参考.

摘要： 以龙岩市棉花滩水库作为典型单位,从发电型水库最主要敏感气象要素降水的预报服务出发,采用问卷调查法得出水电行业气象敏感度、气象要素最佳预报时效、临界值以及气象服务敏感度、需求度和满意度调查,对比分析法得出典型企业2014～2016年气象服务贡献率e平均值为2.9％,德尔菲法两轮调查得出龙岩市水电行业气象服务贡献率为2.0627％,2014～2016年龙岩市水电行业逐年气象服务效益值分别为1399、1543、3097万元.

摘要： 以龙岩市棉花滩水库作为典型单位,从发电型水库最主要敏感气象要素降水的预报服务出发,采用问卷调查法得出水电行业气象敏感度、气象要素最佳预报时效、临界值以及气象服务敏感度、需求度和满意度调查,对比分析法得出典型企业2014～2016年气象服务贡献率e平均值为2.9％,德尔菲法两轮调查得出龙岩市水电行业气象服务贡献率为2.0627％,2014～2016年龙岩市水电行业逐年气象服务效益值分别为1399、1543、3097万元.

摘要： 本发明公开了一种基于季节预报模式的季节降水相似预报方法，涉及气象学气候预测技术领域。包括如下步骤：根据历史季节模式预报信息，得到模式预报误差主分量和所述模式预报误差主分量对应的特征向量；判断所述模式预报误差主分量是否可预报，如果可预报，则进行时间系数的相似预报，如果不可预报，则进行时间系数的评估，将时间系数的相似预报结果和评估结果，与模式预报误差主分量对应的特征向量结合，合成模式预报误差；利用模式预报误差订正季节降水模式预报结果。本发明提供的技术方案，充分有效地利用了预报因子的演变信息，同时充分考虑了模式预报的时间尺度特征，极大的提高了预报人员的工作效率和预报结果的准确率。

摘要： 本发明属于气象预报技术领域，涉及一种基于数值天气预报和人工智能的降水客观预报方法。本发明基于数值天气预报和人工智能技术进行降水客观预报，可以在数值预报的基础上进一步提高降水预报准确率。通过对2020年4‑9月山东省国家级地面观测站24h降水和1h降水预报进行对比检验表明，该方法提供的24h降水晴雨预报评分高于业务上的数值模式直接预报，1h降水预报相对误差小于数值模式预报，展示出较好的预报优势，具有较高的应用价值。

摘要： 本发明提供一种集合降水预报与实时洪水概率预报的耦合方法，通过收集流域水文气象基础资料和集合预报降水数据，建立水文模型，得到集合洪水确定性预报，再进行误差实时校正的基础上，将校正后的集合洪水确定性预报转化为集合洪水概率预报，进而对获得的集合洪水概率预报进行加权融合，得到综合实时洪水概率预报。本发明耦合了集合降水预报信息和Copula‑BFS，可以同时考虑降水预报输入、水文模型参数和模型结构等不确定性的综合影响，定量估计洪水预报的总不确定性；此外，在进行洪水概率预报之前对相应的洪水确定性预报进行误差实时校正，可以提高洪水预报精度，改善洪水不确定性预报区间的性能。

摘要： 本发明公开了一种卫星短时临近降水预报系统，其特征在于，包括：第一子系统，第一子系统用于卫星资料的接收和处理；第二子系统，第二子系统用于云检测和云分类；第三子系统，第三子系统用于降水估算；第四子系统，第四子系统用于云迹风推导和降水预报；第一子系统连接第二子系统；第二子系统连接第三子系统；第四子系统分别连接第二子系统和第三子系统。本发明还公开了一种降水预报方法，先对卫星资料进行接收和处理，再进行云检测和云分类，再进行降水估算，最后进行临近降水预报。本发明能够提供丰富的气象产品，发布的时效性很好，发布频率很高，能够进行实时发布，能够对短时临近降水进行预报，预报的精确度也很高。

摘要： 本发明属于气象预报技术领域，涉及一种基于数值天气预报和人工智能的降水客观预报方法。本发明基于数值天气预报和人工智能技术进行降水客观预报，可以在数值预报的基础上进一步提高降水预报准确率。通过对2020年4‑9月山东省国家级地面观测站24h降水和1h降水预报进行对比检验表明，该方法提供的24h降水晴雨预报评分高于业务上的数值模式直接预报，1h降水预报相对误差小于数值模式预报，展示出较好的预报优势，具有较高的应用价值。

摘要： 一种基于集合预报的降水预报订正方法，其特征在于，包括：根据降雨类型通过集合预报成员的参数化方案确定参与订正的预报成员；根据所述降雨类型以及所预报成员从历史数据中选取训练期数据和滑动期数据；基于所述训练期数据构建订正模型；基于订正模型对所述滑动期数据进行订正，根据订正结果确定降水预报。本发明的技术方案有效降低了人工对降水数值修订的误差，实现了在当前预报水平下，针对现有降水预报数据，基于集合预报的结果，利用误差消除法对降水预报结果进行后订正处理，最大化预报数据的可用性。

摘要： 本发明公开降水预报与支持向量机耦合的河道洪峰水位实时预报方法。本发明以定量降水预报数据作为影响因子，采用支持向量机对河道未来洪峰水位进行预报。本方法采用定量降水预报对洪峰进行预报，可大幅度提前预见期，以当前降水预报信息实时预测未来洪峰水位，可根据天气变化及时修正预测结果，不断提高洪峰预报的精度和可靠性。本方法基于支持向量机建立降雨量、起涨水位等因素与洪峰水位的关系，相比河道洪水演算法，整个分析过程快速方便，容易被用户掌握使用。

摘要： 本发明提供一种集合降水预报与实时洪水概率预报的耦合方法，通过收集流域水文气象基础资料和集合预报降水数据，建立水文模型，得到集合洪水确定性预报，再进行误差实时校正的基础上，将校正后的集合洪水确定性预报转化为集合洪水概率预报，进而对获得的集合洪水概率预报进行加权融合，得到综合实时洪水概率预报。本发明耦合了集合降水预报信息和Copula‑BFS，可以同时考虑降水预报输入、水文模型参数和模型结构等不确定性的综合影响，定量估计洪水预报的总不确定性；此外，在进行洪水概率预报之前对相应的洪水确定性预报进行误差实时校正，可以提高洪水预报精度，改善洪水不确定性预报区间的性能。

摘要： 本发明提供了一种基于图卷积神经网络的站点定量降水预报方法和系统，包括：以目标区域内的所有站点为顶点，以站点之间的相似性为权重，构建目标区域内站点的带权向图；目标区域为待预报站点所在区域；基于对带权向图的图卷积操作，构建扩散卷积层；将扩散卷积层嵌入到预设门控循环神经网络，构建扩散卷积门控循环单元；基于扩散卷积门控循环单元，构建目标神经网络；目标神经网络包括循环神经网络层；循环神经网络层包括扩散卷积门控循环单元；利用目标神经网络对待预报站点进行定量降水预报。本发明缓解了现有技术中存在的因忽略降水的空间依赖性而导致的预报不准确的技术问题。

摘要： 本发明涉及一种基于天气雷达回波图像的降水预报方法，包括构建第一图像序列金字塔和第二图像序列金字塔，基于第一图像序列金字塔，得到云团前向运动特征量，基于第二图像序列金字塔，得到云团后向运动特征量；利用所述云团前向运动特征量、所述云团后向运动特征量以及线性外推法，得到所述区域的雷达降水预测信息。本发明在对雷达回波图像进行图像序列金字塔处理后，利用连续回波图变化信息，获取不同金字塔图层的运动特征，然后进行叠加处理，可以形成具有亚像元分辨率的云图运动场作为预报的特征计算，从而提高预报精度及计算速度。本发明还涉及一种基于天气雷达回波图像的降水预报装置、设备和存储介质。