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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
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
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登陆热带风暴Bilis（2006）暴雨特征及其可能原因 总被引：3，自引：1，他引：2
利用NCEP/NCAR 1°×1°格点再分析资料、FY-2C TBB（black bright temperature）资料及中国740站降水资料,对0604号强热带风暴Bilis登陆后的暴雨特征及其可能原因进行诊断分析,结果表明：（1）Bilis登陆过程中强降水中心位于风暴中心西北侧沿岸,主要影响福建和浙江两省;进入内陆后强降水中心向风暴中心以西转移,最后在风暴中心西南侧聚集,主要影响广东东北部、福建、江西和湖南南部。（2）西北太平洋副热带高压的稳定少动为Bilis陆上西行过程中产生持续性降水提供了稳定的背景场。（3）Bilis西南部季风环流的发展增强为Bilis登陆后强降水的产生提供了必要的水汽条件。（4）涡合并和自激增长形成的中尺度系统与风暴涡旋的相互作用,是Bilis登陆后产生强降水的可能机制。 相似文献
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论述了南昌市城市暴雨积水仿真系统的数学原理和开发成果,并应用实况降水对该系统的模拟精度进行测试。结果表明:大多数(62.6%)模拟计算结果的绝对误差在10 cm以内,只有极少数(2.4%)实际积水与模拟结果的误差超过30 cm。暴雨积水等级试验结果表明,中度以上暴雨积水地段的预报准确率达98%,轻度积水和无积水地段的预报准确率达92%。总体来看,暴雨积水趋势(等级)预报基本准确,定量(积水深度)预报有误差,平均相对误差为6%,模型的预测结果与实况基本相符。通过人工给定不同强度的雨量来模拟南昌市两个重点积水地段的积水过程,得到结论:当降水强度达到20 mm/h时,开始产生积水,降水强度超过30 mm/h时将产生严重积水;两个积水点因排水条件不一样,退水时间差异较大。排水条件差的地段,中—大雨需要15 h退完,暴雨需要24 h以上才能退完;在不同降水强度和排水条件下,最大积水深度出现的时间有明显区别;在暴雨情况下,绝大部分(76%)积水点的最大积水深度出现在2~3 h内。此外,讨论了模拟误差产生的原因。 相似文献
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温州多普勒天气雷达(CINRAD-SA)建于面临东海的大罗山顶(海拔714m),探测环境较好,它对0414号台风云娜(Rananim)进行了系统性跟踪探测,取得了完整的基数据资料。应用该多普勒天气雷达连续探测资料,配合地面中尺度自动站加密观测资料,通过云娜台风登陆前后的螺旋云带、台风"眼"眼壁、垂直累积含水量和降水量与眼区速度谱宽、台风内中尺度环流等分析,研究了登陆前后台风强度和雷达径向速度的演变特征;同时使用MM5(V3.6)中尺度数值模式结合雷达数值产品分析,就地形对台风演变特征的影响进行了研究,初步揭示了地形影响的一些主要演变特征。研究发现:云娜台风中心登陆之前,位于海上的台风"眼"眼壁在8km高度以下基本垂直,在8km高度以上"眼"的直径明显增大。当台风登陆时,由于受地形影响,其眼壁出现向前或向右前方倾斜,台风"眼"内回波由低层向高层"填塞"。台风眼"填塞"后,台风环流重又加强,使得强回波主体(＞35dbz)仍可保持眼壁轮廓并能持续相当一段时间,这一现象在数值试验中得到了证实;在台风暴雨系统中垂直累积液态水含量(VIL)相同时,由于液态水含量的密实程度不同"降水效率"差异极大,有时可使降水量的差异达到2.5倍甚至更大;台风登陆时,眼壁速度谱宽急剧变化,从到达陆地眼壁前部的低层起到高层增大。多普勒速度谱宽的这种变化与低空西南急流的维持与否相一致。在3~5km高度以上,谱宽较为稳定,表明该高度层的西南急流稳定维持;台风登陆时,受到地形和山脉影响,最大风速半径及台风环流强度随时间的推延,低层最大环流中心移速减慢、最大风速半径开始缩小;台风暴雨的降雨强度与其气旋性涡旋的动力辐合上升强度趋于一致,从多普勒径向速度场产品可以直观地识别、判断和分析辐合辐散运动与冷暧平流的迭加风场。强降水区集中在台风的右前侧,与台风回波强度的不对称结构相一致,并有明显的"眼"的形状。台风环流在乐清砩头、永嘉中堡附近喇叭口状地形幅合作用显著;东南气流与北雁荡山脉形成的较大夹角,对暖湿气流强迫抬升作用十分明显。 相似文献
5.
The dynamics of tropical cyclone is investigated in a nondivergent,barotropic model with no basic flow.The effect of linear beta term on the movement and development of tropical cyclone is emphatically demonstrated.The streamfunction tendency due to the symmetric component of linear beta term appears in a dipole-like pattern with an east-west symmetry,which maintains and intensifies the large-scale beta gyres and causes the tropical cyclone to have a westerly moving component.The streamfunction tendency due to the asymmetric component of linear beta term arises in an ellipse pattern with a north-south major axis,which weakens the tropical cyclone.The streamfunction tendency due to the asymmetric component of linear beta term and the intensity of large-scale cyclonic beta gyre synchronously vary in a fluctuating manner with time. 相似文献
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The Advanced Research Weather Forecasting (ARW) model was used to simulate the sudden heavy rainstorm associated with the remnants of Typhoon Meranti in September 2010. The results showed that the heavy rainfall was produced when the remnant clouds redeveloped suddenly, and the redevelopment was caused by rapid growth of micro/mesoscale convective systems (MCSs). As cold air intruded into the warm remnant clouds, the atmosphere became convectively unstable and frontogenesis happened due to strong wind shear between weak northerly flow and strong southwesterly flow in the lower levels. Under frontogenesis-forcing and warm-air advection stimulation in updrafts, vertical convection developed intensely inside the remnant clouds, with MCSs forming and maturing along the front. The genesis and development of MCSs was due to the great progress vertical vorticity made. The moist isentropic surface became slantwise as atmospheric baroclinity intensified when cold air intruded, which reduced the convective instability of the air.Meanwhile, vertical wind shear increased because the north cold air caused the wind direction to turn from south to north with height. In accordance with slantwise vorticity development (SVD), vertical vorticity would develop vigorously and contribute greatly to MCSs. Buoyancy, the pressure gradient, and the lifting of cold air were collectively the source of kinetic energy for rainfall. The low-level southwesterly jet from the western margin of the Western Pacific Subtropical High transported water and heat to remnant clouds. Energy bursts and continuous water vapor transportation played a major role in producing intense rainfall in a very short period of time. 相似文献
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冷空气和热带低压共同作用下的一次暴雨预报失败原因分析 总被引：3，自引：2，他引：1
利用NCEP再分析资料、高空、地面观测资料和雷达资料分三个阶段,从水平、垂直方向分析了2014年8月18—20日冷空气和热带低压共同作用下的浙江暴雨过程中水汽输送、垂直运动过程,以及对流不稳定特征,总结预报失败原因。结果表明:(1)第一阶段浙北的暴雨主要是由冷锋引起的,但南海热带低压的存在加强了西南暖湿气流,使得北方冷空气与西南暖湿气流相遇,产生变形场锋生作用。预报偏小的原因主要是没有注意到热带低压的存在和影响,其次是对降水时间的长度也估计不足。(2)第二阶段浙中南的大暴雨,水汽主要是由热带低压东侧和南侧的偏南或西南气流输送的。热带低压在福建登陆后,与冷空气相遇,移动缓慢,导致低层在浙南有中尺度辐合线长时间维持。两个系统耦合,产生了强烈的上升运动,低层又有不稳定能量释放,最终产生了大暴雨。预报偏小的原因是对热带低压的作用估计不足(包括水汽、动力和不稳定能量方面)。(3)第三阶段预报偏大的原因主要是数值预报误差较大。得出的一些启示:预报暴雨时要注意分析降水时间长度,也应重视分析热力条件,以及对数值预报的订正应用。热带系统和中纬度系统相遇,往往会造成大暴雨,主要原因是两个系统耦合会造成强烈的上升运动,同时两个系统对峙会使强降水区长时间维持在同一个地方,热带系统附带的急流又提供了充足的水汽、能量,所以实际雨量往往会比数值预报更大。 相似文献
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新一代天气雷达在台风监测及短期临近预警中的作用越来越大,但当前CINRAD雷达针对台风的监测产品仍不能满足需求。通过对近年来登陆浙江的热带气旋雷达回波参数的分析和计算发现,监测、诊断近海台风,除了考虑回波的强度、大小、高度及结构等传统因素外,以雷达资料计算台风的最大风圈半径、切向旋转环流速度等参数,可便捷快速地分析台风的强度及影响范围;台风环平均强度(或台风环平均降水率)在登陆前后变化明显,环状平均降水主峰值的半径均呈现增大态势,主峰极值与次峰极值在量级上的差距加大更为显著。研究表明,当台风临近时,利用雷达密切监测回波的演变、及时提取和分析有关参数,对台风研究及提升台风临近预警能力都具有重要意义。 相似文献
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The Advanced Weather Research and Forecasting Model (ARW) is used to simulate the local heavy rainstorm process caused by Typhoon Matsa over the northeastern coast of Zhejiang Province in 2005. The results show that the rainstorm was caused mainly by the secondary spiral rainband of the Stationary Band Complex (SBC) structure. Within the secondary spiral rainband there was a strong meso-β-scale convergence line generated in the boundary layer, corresponding very well to the Doppler radar echo band. The convergence line comprised several smaller convergence centers, and all of these convergence columns inclined outward. Along the convergence line there was precipitation greater than 20 mm occurring during the following one hour. During the heavy rainstorm process, the Doppler radar echo band, convergence line, and the precipitation amount during the following one hour, moved and evolved synchronously. Further study reveals that the vertical shear of radial wind and the low-level jet of tangential wind contributed to the genesis and development of the convergence columns. The combined effect of the ascending leg of the clockwise secondary circulation of radial wind and the favorable environment of the entrance region of the low-level jet of tangential wind further strengthened the convergence. The warm, moist inflow in the lower levels was brought in by the inflows of the clockwise secondary circulation and uplifted intensely at the effect of convergence. In the convectively instable environment, strong convection was triggered to produce the heavy rainstorm. 相似文献
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梅雨锋上边界层中尺度扰动涡旋的个例研究 总被引：2，自引：1，他引：1
运用实况自动站、高时空分辨率的雷达和数值模拟资料,对2009年7月24日的梅雨锋暴雨过程进行了分析,结果表明:(1)锋面南侧的暖区弱降水环境内,近地面的风场会有扰动涡旋出现,随着扰动涡旋趋于稳定和向上发展,降水迅速加强,形成短时暴雨,并伴随有大风出现。(2)偏西气流从边界层开始发展并加强为急 流,在向东推进的过程中逐渐抬升,形成了一支从边界层倾斜入对流层低层的急流轴;而偏南气流与偏北风相遇之后,不仅形成风向的辐合和切变,而且在空间上被抬升,形成了一支斜升入流。(3)在近地面风场的切变和 辐合作用下,锋生与辐合同步加强,边界层内的涡度也逐渐增强,由此带动了扰动的发生发展,扰动涡旋在边界层内率先形成,随后,在急流的东传和抬升影响下,扰动涡旋也逐步向东移动、向上发展。(4)近地面风速的加强、风向的辐合切变导致了扰动涡旋的发生和形成,并逐渐发展,这是边界层中尺度扰动涡旋发生发展的动力 因子。 相似文献