基于时空不确定性的对流尺度集合预报效果评估检验   总被引：3，自引：0，他引：3  

马申佳  陈超辉  智协飞  何宏让  吴丹 《气象学报》2018,76(4):578-589

针对对流尺度天气系统的高度非线性特征和高分辨率模式预报结果存在时、空不确定性现象,以及当前邻域概率法主要考虑高分辨率预报结果的空间位移误差,而不能有效解决预报结果存在时间超前与滞后问题,将时间因素引入到邻域概率法中,结合一次强飑线过程进行对流尺度集合预报试验,并基于改进后的新型邻域概率法与分数技巧评分,对降水预报进行了不同时、空尺度的效果评估检验。结果表明:（1）邻域集合概率法和概率匹配平均法在极端降水的分数技巧评分远高于传统集合平均,弥补了集合平均对极端降水预报能力偏低的缺陷。（2）对于此类飑线过程的对流尺度天气系统而言,邻域半径为15—45 km的空间尺度能够改善降水位移误差的空间不确定性,并使其预报效果达到最优,其中15—30 km的邻域半径对于尺度更小的大量级降水事件预报能力更强。（3）对流尺度降水预报考虑时间尺度与降水强度存在着对应关系,不同时间尺度可以捕获到不同量级降水的时间不确定性。同时,时间尺度与空间尺度对于降水预报效果的影响是相互关联的。（4）改进的邻域概率法能够同时体现高分辨率模式预报结果在对流尺度降水事件上存在的时、空不确定性,实现了对流尺度降水在时、空尺度上的综合评估,并能为不同量级降水提供与其时、空尺度相匹配的概率预报结果。   相似文献   

Estimating the Correlated Observation-Error Characteristics of the Chinese FengYun Microwave Temperature Sounder and Microwave Humidity Sounder     

Ting WANG  Jianfang FEI  Xiaoping CHENG  Xiaogang HUANG  Jian ZHONG 《大气科学进展》2018,35(11):1428-1441

In operational data assimilation systems, observation-error covariance matrices are commonly assumed to be diagonal.However, inter-channel and spatial observation-error correlations are inevitable for satellite radiances. The observation errors of the Microwave Temperature Sounder(MWTS) and Microwave Humidity Sounder(MWHS) onboard the FengYun-3A(FY-3A) and FY-3B satellites are empirically assigned and considered to be uncorrelated when they are assimilated into the WRF model's Community Variational Data Assimilation System(WRFDA). To assimilate MWTS and MWHS measurements optimally, a good characterization of their observation errors is necessary. In this study, background and analysis residuals were used to diagnose the correlated observation-error characteristics of the MWTS and MWHS. It was found that the error standard deviations of the MWTS and MWHS were less than the values used in the WRFDA. MWTS had small inter-channel errors, while MWHS had significant inter-channel errors. The horizontal correlation length scales of MWTS and MWHS were about 120 and 60 km, respectively. A comparison between the diagnosis for instruments onboard the two satellites showed that the observation-error characteristics of the MWTS or MWHS were different when they were onboard different satellites. In addition, it was found that the error statistics were dependent on latitude and scan positions.The forecast experiments showed that using a modified thinning scheme based on diagnosed statistics can improve forecast accuracy.  相似文献   

基于模糊自整定PID的直升机飞行控制律设计     

苏延旭  王庆领 《南京气象学院学报》2018,10(2):131-137

在经典PID控制律基础上,引入模糊控制的概念设计模糊自整定PID控制律改进无人直升机姿态回路控制器,实现了PID控制器的参数在线自整定,并改善了控制器性能.通过Matlab对闭环系统进行算法仿真,表明模糊自整定PID控制器能够发挥优于传统PID控制器的控制性能.最后对所设计的控制器进行半物理仿真验证,通过对比典型输入指令下经典PID和模糊自整定PID两种控制器的控制效果,验证了模糊自整定PID对系统性能的优化.  相似文献   

二维切换系统FM状态空间模型的耗散稳定性分析与镇定控制     

李玲玲  杨荣妮 《南京气象学院学报》2018,10(2):185-191

针对二维切换系统的Fornasini-Marchesini（FM）状态空间模型,对系统耗散稳定性以及耗散镇定控制器的设计问题进行研究.首先,根据系统模型的特点,给出了二维系统（T,S,R）-δ-耗散性的定义,并提出二维切换系统渐近稳定和满足（T,S,R）-δ-耗散性的充分条件;然后利用稳定性条件和投影引理,设计了二维（T,S,R）-δ-耗散状态反馈控制器.最后,通过一个数值实例来验证所设计控制器的有效性.  相似文献   

2011年江西汛期降水低频分量的延伸期预报试验     

《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2018,12(1):71-75

利用2011年2-8月逐日降水量序列及东亚地区850hPa经向风场资料建立多变量时滞回归(multivariable lagged regression, MLR)模型,对5-7月江西降水10-30d和50-70d低频分量分别进行延伸期逐日预报实验。结果表明：2011年江西降水存在显著的10-30d和50-70d的振荡周期。降水50-70d低频分量延伸期预报技巧明显优于10-30d低频分量延伸期预报技巧,平均预报技巧高达0.86。降水50-70d低频分量延伸期预报可准确预报降水低频位相的正负转换,能为江西延伸期强降水过程发生的时段预测提供预报信号。  相似文献   

基于数值预报和随机森林算法的强对流天气分类预报技术   总被引：4，自引：2，他引：2  

李文娟  赵放  郦敏杰  陈列  彭霞云 《气象》2018,44(12):1555-1564

随机森林算法是当前得到较为广泛应用的机器学习方法之一,有着很高的预测精度,训练结果稳定,泛化能力强,解决多分类问题有明显优势。本文将随机森林算法应用于强对流的潜势预测和分类,分短时强降水、雷暴大风、冰雹和无强对流四种类别,基于2005—2016年NCEP 1°×1°再分析资料计算的对流指数和物理量,开展强对流天气的分类训练、0～12 h预报和检验,经2015—2016年独立测试样本检验表明,针对强对流发生站点的点对点检验,整体误判率为21. 9%,85次强对流过程基本无漏报,模型尤其适用于较大范围强对流天气。随机森林算法筛选的因子物理意义较为明确,和主观预报经验基本相符,模型准确率高,可用于日常业务。  相似文献   

云雷达和微波辐射计联合反演大气湿度廓线的初步研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

丁虹鑫  马舒庆  杨玲  车云飞 《气象》2018,44(12):1604-1611

利用中国气象局大气探测试验基地的微波辐射计亮温值、对应的云雷达测得的反射率因子和L波段探空数据,采用BP(back propagation)神经网络作为反演工具,反演得到大气垂直湿度廓线。将天气情况分为晴天、低云、中云和高云四种情况,对比不加入反射率因子的反演湿度廓线,分析两种反演方法在各高度层的均方根误差。对比结果表明,加入反射率因子的反演湿度廓线与探空廓线的相关系数平均值为0.862,均方根误差为14. 9%,而不添加反射率因子的相关系数平均值为0.763,均方根误差为19.2%。  相似文献   

欺骗攻击环境下带有传感器故障的大规模电网分布式状态估计     

武云发  张斌  李军毅  林文帅 《南京气象学院学报》2018,10(6):706-715

本文研究了欺骗攻击环境下带有传感器故障的大规模电网分布式状态估计问题.通过引入拓扑关系来描述分布式传感器节点之间的相互关系,使用随机Bernoulli序列描述欺骗攻击模型及其随机特性.基于Lyapunov方法证明了带有传感器故障的系统在遭受欺骗攻击环境下的均方稳定及H_∞稳定的充分条件,并基于LMI设计了满足H_∞性能指标的分布式状态估计器.最后通过数值仿真验证了所设计估计器的有效性.  相似文献   

基于卫星资料梯度信息的新型变分同化方法对于台风数值模拟的研究     

钟波  王云峰  马刚  马新园 《大气科学》2018,42(1):164-177

卫星资料凭着卫星遥感的全球性、连续性和高频次观测等优势,成为一种重要的非常规资料源,但卫星观测仍然存在各种各样的观测误差,其中包含由于观测偶然性所造成的统计学上的随机误差及仪器本身和辐射传输模式等造成的系统性偏差,这些误差在很大程度上影响了卫星资料的质量。文中提出了一种能有效订正卫星观测资料系统性偏差的梯度信息同化算法,该方法用一个梯度算子进行模式变量与观测变量的梯度变换,从而达到订正系统性偏差的目的。本文利用WRF（Weather Research Forecast）模式及其同化模式WRFDA（WRF Data Assimilation system）,以及AIRS（Atmospheric Infrared Sounder）资料,对台风“圆规”进行了实际的数值模拟和同化试验,数值结果表明,梯度信息同化方法能明显改善台风路径的模拟,在处理可信度较低的资料时仍然适用。另外,通过同化诊断分析,发现卫星资料的系统性偏差对于台风数值模拟有较大影响,而文中提出的梯度信息同化方法能较好的解决此类问题。  相似文献   

Learning from CDM SD tool experience for Article 6.4 of the Paris Agreement     

Karen Holm Olsen  Christof Arens  Florian Mersmann 《Climate Policy》2018,18(4):383-395

The Paris Agreement (PA) emphasizes the intrinsic relationship between climate change and sustainable development (SD) and welcomes the 2030 agenda for the global Sustainable Development Goals (SDGs). Yet, there is a lack of assessment approaches to ensure that climate and development goals are achieved in an integrated fashion and trade-offs avoided. Article 6.4 of the PA introduces a new Sustainable Mitigation Mechanism (SMM) with the dual aim to contribute to the mitigation of greenhouse gas emissions and foster SD. The Kyoto Protocol’s Clean Development Mechanism (CDM) has a similar objective and in 2014, the CDM SD tool was launched by the Executive Board of the CDM to highlight the SD benefits of CDM activities. This article analyses the usefulness of the CDM SD tool for stakeholders and compares the SD tool’s SD reporting requirements against other flexible mechanisms and multilateral standards to provide recommendations for improvement. A key conclusion is that the Paris Agreement’s SMM has a stronger political mandate than the CDM to measure that SD impacts are ‘real, measurable and long-term’. Recommendations for an improved CDM SD tool are a relevant starting point to develop rules, modalities, and procedures for SD assessment in Article 6.4 as well as for other cooperative mitigation approaches.

POLICY RELEVANCE

Research findings are relevant for developing the rulebook of modalities and procedures for Article 6.4 of the Paris Agreement, which introduces a new mechanism for mitigation of greenhouse gas emissions and sustainable development. Lessons learnt from the CDM SD tool and recommendations for enhanced SD assessment are discussed in context of Article 6 cooperative approaches, and make a timely contribution to inform negotiations on the rulebook agreed by the Conference of the Parties serving as the Meeting of the Parties to the Paris Agreement.  相似文献