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基于机器学习的风场预报订正方法研究
引用本文:许立兵,孔扬,周峥,王安喜,梁逸爽.基于机器学习的风场预报订正方法研究[J].陕西气象,2023(1):15-20.
作者姓名:许立兵  孔扬  周峥  王安喜  梁逸爽
作者单位:1国家超级计算无锡中心;2无锡九方科技有限公司;3宁波市气象局;4宁波市气象灾害应急预警中心;1国家超级计算无锡中心;2无锡九方科技有限公司;5清华大学地球系统科学系
基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFB0505000);宁波市“科技创新2025”重大专项(2019B10025);宁波市气象科技计划项目(NBQX2020003B)
摘    要:为了实现更准确的站点风预报,结合中尺度数值模式WRF预报结果和自动气象站观测数据,采用反距离加权插值法,将模式网格和观测站点的数据进行融合构建训练集,利用3种机器学习方法对WRF预报的风场结果进行订正,优化风场预报准确率。其中随机森林模型实现风速的预报均方根误差(RMSE)平均降低了18.22%,风向降低了15.97%;LightGBM模型对于风速、风向的RMSE平均降低了18.60%和17.56%;深度神经网络模型对于风速、风向的RMSE平均降低了5.53%和9.10%。对2020年宁波市9个大风过程进行检验,利用LightGBM模型对于3个站点预报进行订正,结果表明风速的RMSE从4.61 m/s下降到2.14 m/s,平均降低了53.58%,风向的RMSE从30.31°下降到18.20°,平均降低了39.95%。

关 键 词:WRF模式  机器学习  模型解释  大风检验
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