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基于多尺度混合滤波的GRAPES_3Dvar及其在实际暴雨预报中的应用分析 总被引：3，自引：0，他引：3
为提高暴雨的数值模拟和预报效果,在生成初值的同化分析中保证中小尺度信息的引入十分重要。为改善GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)区域三维变分同化系统对中小尺度信息的引入,本文利用气候态背景误差样本估计变量误差的水平协相关尺度,进而利用三个不同水平特征尺度的递归滤波器对统计结果予以拟合,以替代原有单一尺度的递归滤波方案。利用新方案对2015年6月1—2日江汉平原的暴雨过程进行同化和预报,研究结果表明:新方案的功率谱衰减较慢,通过单点试验和分析场分析发现,新同化方案引入了更多的α中尺度信息;在暴雨个例的预报中发现,利用新同化方案后湿度场、散度场和涡度场在分析场和预报场中更加接近实际情况,降水预报技巧明显提高。通过能量谱分析发现,新方案与原方案相比反映出更多的α中尺度信息;新方案对江汉平原地区暴雨预报具有正效果,在α中尺度内出现了低层辐合、高层辐散及湿度增加等有利于降水的要素。在暴雨个例的基础上,本文进行16d的批量试验,结果显示新方案对降水的预报技巧明显提高,与个例结果一致。 相似文献
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华南中尺度暴雨数值预报的不确定性与集合预报试验 总被引：50，自引：0，他引：50
利用非静力MM5模式,分析了不同积云对流参数化方案对华南暖区暴雨数值预报的不确定性影响,进行了中尺度暴雨模式扰动集合预报试验。不同对流参数化方案的对流凝结加热引起不同的局地温度扰动,通过大气内部的热力动力过程,导致垂直速度的差异,进而影响网格尺度和次网格尺度降水时间、地点和强度。后续降水再通过凝结潜热释放形成新的扰动源。不同积云对流参数化方案还可引起扰动源能量传播方式不同,最终使模拟大气的动力和热力结构有差异。针对物理过程的不确定性,使用两种模式扰动方法构造集合预报扰动模式,第一种方法是随机组合不同积云对流参数化方案和边界层方案,第二种方法是扰动Grell积云对流参数化方案中主要参数振幅。集合预报结果表明,第一种方法的集合预报效果优于第二种方法,仅扰动参数振幅值似乎还不足以反映华南暴雨预报的不确定性。单一的确定性预报在暴雨落区和强度方面的可信度不稳定,集合产品能给华南暴雨过程提供更有用价值的指导预报,具有较高的应用价值。 相似文献
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多层递阶方法是运用现代控制论中系统辨识观点提出的一种新的数值预报方法；谐谱分析便于揭示不同纬圈上不同尺度的波动特征。本文应用其结合方案对梅雨期大-暴雨中期过程进行试验。比较分析表明，以增长记忆的多层递阶预报模型效果最佳。经试报及业务使用该方案效果较好。 相似文献
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基于ARPS3DVAR+WRF (Advanced Regional Prediction and 3-dimensional variational System)快速同化模式对西南地区近几年发生的4次强降水过程进行模拟试验,对12 h降水预报结果采用升尺度方法,计算邻域平均预报、站点概率预报,最终形成邻域概率预报,并细致分析了这三种预报的特点与效果,讨论了升尺度窗区尺度给不同量级降水带来的影响,最后结合AROC评分与邻域空间检验FSS讨论业务概率预报应用的最佳尺度。结果表明:升尺度邻域平均预报在小雨与大暴雨量级降水上表现不稳定,对中雨的预报提高不明显,但是对大雨与暴雨预报有较好的改善效果;站点概率预报具有一定的误导性,而邻域概率预报可以弥补其缺憾,越高分辨率的模式有更多的降水样本,在降水不确定性上能给出更好的概率分级信息;相对邻域平均的升尺度预报TS检验结果,基于邻域概率的FSS和AROC分析有更好的预报技巧指导意义;36 km升尺度窗区既能消除一定程度的强降水预报不确定性,同时也可以保留适当的对流尺度特征,为最佳升尺度窗区。 相似文献
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基于全球集合预报系统(GEFS)资料,利用WRF中尺度模式及GEFS动力降尺度获取区域集合预报初值场,通过对同化后的分析场进行模式积分实现华南前汛期区域集合预报。对2019年6月10日的一次华南前汛期暴雨过程进行不同同化方案的试验:混合同化(Hybrid)、三维变分(3Dvar)、集合卡尔曼滤波(EnKF)和对比试验(Ctrl)四组试验的对比分析,探讨具有不同背景误差协方差矩阵的同化方案对区域集合预报集合扰动和集合离散随时间演变特征的影响,评估不同试验的降水模拟效果。(1) Hybrid对模式初始场有较好的改善作用,而3DVar和EnKF对初始场的改善作用不明显。(2) 对风场、温度场和湿度场,在前期预报中Hybrid的预报误差小于3DVar和EnKF,在中后期的预报中,3DVar和EnKF的预报误差得到改善,且好于Hybrid。同样,集合扰动能量,Hybrid和Ctrl在前期预报发展好于3DVar和EnKF,而在中后期的预报3DVar和EnKF好于Hybrid和Ctrl。(3) 从24 h累积降水评分中,整体上同化试验好于Ctrl,3DVar和EnKF好于Hybrid,且3DVar对大中雨级别的降水评分较好,而EnKF对暴雨以上级别的降水评分较好。(4) 对于集合统计检验分析,同化试验的AUC值都大于Ctrl的AUC值,24 h累积降水量阈值在10~100 mm的AUC值,3DVar最好;而125 mm阈值的AUC值,EnKF最好。 相似文献
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《高原气象》2020,(4)
基于ECMWF高分辨率数值模式物理量诊断产品,利用逻辑回归法开展江西定量降水客观预报试验,并进行检验和改进。结果表明:(1)初始方案中直接提取预报因子单站建模所得到的预报结果较数值模式原始输出降水改进效果有限,但在经过降水分区优化、多倍数暴雨样本扩充、本地气候频率降水订正等改进步骤后,各等级降水预报均较初始方案TS有不同程度的提高。(2)2018年降水试验结果表明,改进方案的晴雨、各等级降水预报TS均高于EC模式降水和预报员,其中大雨、暴雨以上量级相对数值模式以及预报员的订正提高率达到1/4～1倍。(3)本方案预报产品对强天气尺度强迫下、落区相对集中的暴雨天气有较好的识别能力;而在暖区暴雨、盛夏副热带高压边缘暴雨、高架对流等强降水落区分散且范围较小的情况下,或是当模式对天气形势、主雨带预报有明显系统性偏差时,无法有明显改进。 相似文献
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广西特大暴雨过程中两类中尺度系统的模式预报能力研究 总被引：1，自引：1，他引：0
针对2008年6月12日广西特大暴雨个例,利用华南野外试验获得的高时空分辨率资料,采用Barnes滤波方法,分离了其中的中尺度系统。对比雷达观测资料和模式模拟结果,发现在不同的降水阶段,造成暴雨的中尺度系统类型不同。暖湿气流中的中尺度涡旋造成了对流降水,冷暖空气交汇带上的中尺度涡旋增强了层积混合降水。通过滤波前后包含不同尺度信息的初值进行模式积分,发现基流稳定的暖湿气流中的弱扰动,不能通过模式积分过程产生,基流变化较大的冷暖空气交汇带上的中尺度扰动,可以通过模式积分产生,AREM模式对不同类型的中尺度系统具有不同的预报能力。 相似文献
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WRF模式不同云微物理参数化方案及水平分辨率对降水预报效果的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
利用WRF模式和GFS资料对一次大尺度天气系统作用下的暴雨过程进行了回报,分析了WRF模式不同降水方案和3种不同的水平分辨率（45km,15km和5km）对降水预报效果的影响。结果表明：①对于大尺度强迫作用较强的暴雨,尤其是层状云降水为主的暴雨,云微物理过程方案对降水的影响远大于积云参数化方案对降水的影响。②WRF模式不同的微物理过程方案对各等级降水量的预报效果差别较大。其中Kessler方案的TS评分明显随降水量级的增加而减小,其他6个方案的TS评分都呈现＂两头大,中间小＂的特点,即小雨和暴雨的TS评分较高,而中雨和大雨的TS评分较低。③对于小雨量级的降水,Lin方案的预报效果最好;对于中雨和大雨量级的降水,WSM 3方案的预报效果最好;对于暴雨量级的降水,WSM 5方案的预报效果最好;整体预报效果最好的是WSM 3方案,其次是WSM 5方案,Kessler方案最差。④WRF模式的降水预报效果并不总是随水平分辨率的提高而提高。模式水平分辨率的提高存在明显的阈值（15km左右）,当模式的水平分辨率提高到超过这一阈值以后,预报效果开始转差。 相似文献
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湖北省集中暴雨特征分析 总被引：1，自引：3，他引：1
定义了湖北省集中暴雨的标准。对1954年以来发生在湖北省的符合标准的12个集中暴雨过程作了详尽的分析,发现集中暴雨为3场以上的暴雨组成:第1场为冷锋暴雨,即东亚大槽建立形成的暴雨,强度较弱;第2场为高原涡(槽)叠在切变线和露点锋上形成的暴雨,强度较强,常常为特大暴雨,或有较弱暴雨夹在其中;第3场为低槽形成的暴雨,强度较弱。归纳出了集中暴雨的环境条件,大中尺度天气学特征,得出了一些有用的结论,对湖北集中暴雨的预报有参考价值。 相似文献
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利用NCEP资料,根据降水实况分布及各物理量分层平面分布,每隔6 h对特大暴雨中心区所在经、纬向带各物理量场作经、纬向垂直剖面图,结合高空观测图对郑州市两次特大暴雨发生的大环流形势场、触发特大暴雨发生的各物理量场进行诊断分析。结果表明:1)连续性特大暴雨区出现在低空急流轴的前方,一方面是由于低空急流前方水平辐合较强,另一方面低空急流对暖湿空气的输送,使大气不稳定度加强;局地短时性特大暴雨过程主要是冷空气侵入使冷暖湿空气团在郑州上空交汇,其对流不稳定能量释放所致。2)辐合线对暖湿空气的抬升运动起到动力加强作用,是触发中尺度雨团的根源,也是特大暴雨产生的根源。3)连续性暴雨发生、发展时,高空的反气旋起主导作用;局地短时性暴雨发生时,中低空的气旋辐合起主导作用。4)短时性特大暴雨天气,前期有较强的不稳定层结;连续性暴雨天气刚发生时,其前期存在较强的不稳定层结,在暴雨连续发生过程中不一定有强不稳定层结。5)连续性暴雨需要较强的水汽输送带,局地短时性暴雨不要求有明显的水汽输送。 相似文献
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利用2009-2019年安顺市6个国家站和77个区域站的逐日和逐小时降水资料、 Micaps资料,对安顺市大暴雨的时空分布特征及物理量进行分析,结果表明：安顺市年平均大暴雨日数为10.1d,年平均影响范围为54.1站次,5-9月是大暴雨出现的集中期,6月大暴雨出现频次最高,影响范围最广,大暴雨的主要发生时段和最强影响时段出现在夜间到早晨;区域性大暴雨比局地性大暴雨出现时间晚,结束时间早,6月是区域性大暴雨和局地性大暴雨出现最多的月份,5-7月局地性大暴雨出现的频率最高;安顺主要出现单日大暴雨,持续2d以上的大暴雨只出现过16次;大暴雨总日数的空间分布有两个高频区和两个低频区,总量的空间分布与总日数基本一致,强度的空间分布呈南强北弱,总站次的空间分布呈南多北少;在5月预报大暴雨天气时要更注重分析T85和T75,6-7月产生大暴雨时对能量和中低层的水汽含量的要求高于其它月份。 相似文献
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湿有效能量对暴雨等灾害性天气的形成、发展和维持等具有重要作用。该文利用改进的计算湿有效能量表达式, 计算了1998年5月14—15日、5月23—24日和6月8—9日广东省三次暴雨的湿有效能量, 分析了暴雨区湿有效能量的时间演变特征、空间演变特征、水平积聚以及与暴雨的关系。结果表明:暴雨过程前后湿有效能量有显著差异, 暴雨开始时湿有效能量高, 暴雨过后湿有效能量低, 前后相差6×105 J/m2以上; 三次大降水时段都是在南北湿有效能量差最大值附近, 在大降水前, 南北湿有效能量差数值的增大主要是由于长江中游的低能区的加强和南扩造成的; 长江中游的低能区对三次暴雨大降水有重要影响, 这说明中纬度对广东省暴雨的重要性; 大降水时段处于湿有效能量平均积聚量最强的时候, 此时, 广东省的积聚量远高于长江中游地区。 相似文献
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阿克苏地区大降水天气的气候特征 总被引：1，自引：0，他引：1
根据1961—2006年阿克苏地区气象观测站资料,从时空分布及地形影响等方面对局地和系统性大降水进行了分析;普查了20世纪90年代以来大降水天气资料,探讨了大降水的预报指标。结果表明:阿克苏地区大降水次数自20世纪80年代开始明显增加,50%以上发生在夏季,大降水集中出现在1～3h之内,1h降水量≥10mm一般出现在下午,傍晚是高峰期。局地大降水发生次数远多于系统大降水,有78.4%的局地大降水出现在西部和山区,东部和南部以系统大降水为主。大降水的主要影响系统是巴尔喀什湖低槽和中亚低槽,中低层切变线、辐合线的暖湿区和高能区与大降水落区有很好的对应关系。 相似文献
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利用云南和贵州188个气象台站1980~2014年的逐日降水资料,得到了云贵高原的年平均总降水量、年平均暴雨量、暴雨频率、暴雨贡献率和暴雨的月分布情况,探讨了近35年云贵高原暴雨的分布特征和年际变化特征。结果表明:云贵高原的年降水量分布大体上呈南多北少,整体上由南向北递减。暴雨的贡献率占16%左右,云贵高原最早1月就会出现暴雨,最晚6月出现暴雨天气,暴雨集中出现在4~11月,夏季平均暴雨日数2.5天。1980~2014年暴雨降水量偏多年与暴雨降水量偏少年差别不大,暴雨量在近35年内未出现明显的变化趋势。通过小波分析得出云贵高原的年降水,年暴雨都存在多时间尺度特征,不同的时间尺度表现出不同的循环交替。至今暴雨增多的等值线未出现闭合,降水还有增加的趋势。 相似文献
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利用1961-2012年吉林省逐日降水资料、暴雨灾情资料、逐年GDP和人口资料采用灰色关联度分析方法建立重大暴雨过程指数及灾损指数,利用相关分析法对重大暴雨过程造成损失的影响因素进行探讨,采用多元回归法建立重大暴雨过程影响损失评估模型,并进行拟合和试评估检验。结果表明：吉林省重大暴雨过程造成的损失与前7 d雨量及重大暴雨过程指数相关显著;利用前7 d雨量和重大暴雨过程指数建立的影响损失评估模型拟合和试评估效果均较好,可在实际业务中应用;由于在重大暴雨过程发生前,评估因子就可获得,因此,可以对其灾害损失进行定量预评估,在实际业务中指导意义较大。 相似文献
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近40年我国暴雨的年代际变化特征 总被引：45，自引：9，他引：45
利用1961～2000年全国610个测站逐日降水资料和暴雨定义, 分析我国近40年暴雨发生频率的年代际时空变化特征.分析结果表明, 我国夏季暴雨多发生在长江中下游、华南、四川中东部、黄淮地区和华北东部, 夏季暴雨发生频率具有明显的年代际变化, 且各地区暴雨的年代际变化有一定差异.分析结果还表明, 我国东部季风区夏季暴雨与洪涝的关系非常密切, 特别是90年代江淮流域暴雨对洪涝的贡献明显增大.作者还初步讨论了夏季暴雨发生频率年代际变化的气候背景, 指出: 70年代末开始的华北暴雨减少可能与赤道中、东太平洋海表面温度的年代际变化有关, 而90年代长江以南暴雨增多则可能与热带西太平洋偏东方向热对流的年代际变化有关. 相似文献