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民航华北空管两代快速更新循环同化数值预报系统的检验评估 被引量：3
1
作者 许晨璐 袁慧玲 +1 位作者 吴玲芳 柳贵钧 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期523-532,共10页
民航华北空管气象中心自主研发了第一代快速更新循环同化数值预报系统(NMC-RAP)和更新的第二代快速循环同化数值预报系统(NMC-HRRR)。针对2020年和2021年6~8月华北区域3次大范围雷雨天气过程的雷达反射率的预报结果,从雷达回波的空间分... 民航华北空管气象中心自主研发了第一代快速更新循环同化数值预报系统(NMC-RAP)和更新的第二代快速循环同化数值预报系统(NMC-HRRR)。针对2020年和2021年6~8月华北区域3次大范围雷雨天气过程的雷达反射率的预报结果,从雷达回波的空间分布、航空雷暴临近预报系统(Aviation Thunderstorm Nowcasting System,ATNS)评分、主要机场对流预警的预报效果等角度,对两代快速更新循环同化数值预报系统的预报性能进行了对比分析。结果表明:1)两代系统均能较好体现雷达回波的空间分布特征,回波强度也与区域雷达拼图实况资料比较接近。对于强回波中心落区这样的关键预报,NMC-HRRR总能体现出更大的优势,与实况更吻合。2)两代系统的弱回波预报的ATNS评分均优于强回波。其中,NMC-HRRR 0~9 h内预报的强、弱回波评分整体较高,特别是0~360 min和第540分钟的强回波预报,显著优于NMC-RAP。3)NMC-HRRR在预报对飞行有影响的回波开始出现的时间方面优势明显。对5个主要机场强对流预警的整体评估,定量证明了NMC-HRRR相较NMC-RAP,在强、弱回波的定时、定点预报准确率及其时空分布的改进都是有显著效果的。 展开更多
关键词 民航气象 快速更新循环同化数值预报系统 雷达反射率 航空雷暴临近预报系统(ATNS)评分
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快速更新循环同化预报系统的汛期试验与分析 被引量：51
2
作者 陈子通 黄燕燕 +3 位作者 万齐林 薛纪善 丁伟钰 张诚忠 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期49-54,共6页
为了支持短时临近预报,利用新一代数值预报技术,结合高时空分辨的新一代探测所提供的观测信息,开发了基于快速更新循环同化的数值预报系统。基于GRAPES预报模式及其三维变分,开发了逐时循环同化,包括雷达、卫星、飞机、常规地面和探空... 为了支持短时临近预报,利用新一代数值预报技术,结合高时空分辨的新一代探测所提供的观测信息,开发了基于快速更新循环同化的数值预报系统。基于GRAPES预报模式及其三维变分,开发了逐时循环同化,包括雷达、卫星、飞机、常规地面和探空等观测资料的同化模块,并采用nudging技术,引入雷达回波,订正模式的初始云水、雨水等信息,实现快速更新预报。多种测试和汛期连续试验表明,系统运行稳定可靠。逐时同化场合理,与实况基本一致。通过1个月的滚动预报综合分析和个例预报分析均表明,预报稳定有效,与观测分布基本一致,初步具备开展短时临近预报的能力。 展开更多
关键词 临近预报 数值预报 快速循环同化
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卫星资料循环同化应用对区域数值预报效果影响分析 被引量：17
3
作者 刘君 黄江平 +3 位作者 董佩明 张文军 严仕尧 张长国 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第2期156-165,共10页
为提高卫星资料在同化系统中的利用率及验证卫星微波资料对区域数值预报效果的影响,本文以2008年8月1—31日为研究时段,利用WRF模式及其WRF-3DVAR同化模块,设计并构建了卫星微波资料的快速循环同化方案,分析循环同化方案对数值预报的改... 为提高卫星资料在同化系统中的利用率及验证卫星微波资料对区域数值预报效果的影响,本文以2008年8月1—31日为研究时段,利用WRF模式及其WRF-3DVAR同化模块,设计并构建了卫星微波资料的快速循环同化方案,分析循环同化方案对数值预报的改进效果。结果表明,相比于单时次同化,循环同化方案使各预报要素的相关系数在一定程度上得到改善,均方差也呈现减小的趋势。此外,对研究时段内暴雨和台风个例的具体分析显示,循环同化方案能够有效改善降水和台风路径的预报。 展开更多
关键词 区域数值预报 卫星微波观测 快速循环同化 WRF-3DVAR
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集合变分混合同化方案在快速循环同化系统中的应用研究 被引量：5
4
作者 张涵斌 李玉焕 +3 位作者 陈敏 冯琎 范水勇 沈海波 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第6期1349-1363,共15页
基于北京市气象局快速循环同化系统RMAPS-ST以及对流尺度集合预报系统RMAPS-EN,构建了En-3DVAR集合变分混合同化系统,将该系统应用到业务快速循环同化系统中并进行试验,分别在冷启动与循环启动环境下对比了混合同化系统(Hybrid)与三维变... 基于北京市气象局快速循环同化系统RMAPS-ST以及对流尺度集合预报系统RMAPS-EN,构建了En-3DVAR集合变分混合同化系统,将该系统应用到业务快速循环同化系统中并进行试验,分别在冷启动与循环启动环境下对比了混合同化系统(Hybrid)与三维变分(3DVAR)的同化预报效果。获得的结论如下:单点试验结果表明,混合同化系统分析增量的分布与集合预报离散度分布具有较好的对应关系;在冷启动和循环启动中,三维变分的分析增量都表现出各向同性的特点,混合同化分析增量均表现出一定的流依赖特征;降水个例分析表明,在冷启动环境中,Hybrid与3DVAR效果相当,而在循环启动中,Hybrid的降水预报相对于3DVAR有较明显的改进效果;批量试验检验结果表明,冷启动中,Hybrid与3DVAR的评分大致相当,而在循环启动中,Hybrid相对于3DVAR的评分有明显改进;集合离散度和背景场误差的相关性分析表明二者在循环启动环境下具有更好的相关性。 展开更多
关键词 集合变分混合同化 快速循环同化系统 区域集合预报 三维变分
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基于BJ-RUC模式预报产品的北京冬半年道面温度预报模型 被引量：6
5
作者 董颜 尤焕玲 +1 位作者 郭文利 闵晶晶 《气象》 CSCD 北大核心 2017年第10期1241-1248,共8页
选用2012年11月1日至2013年3月30日3 km分辨率BJ-RUC模式输出的气象要素与5个道面站数据(A1027,A1325,A1412,A1414,A1512)温度进行统计分析,按不同起报时次(08、14和05时)分别建立三类逐步回归统计模型预报未来24 h逐时道面温度,选出最... 选用2012年11月1日至2013年3月30日3 km分辨率BJ-RUC模式输出的气象要素与5个道面站数据(A1027,A1325,A1412,A1414,A1512)温度进行统计分析,按不同起报时次(08、14和05时)分别建立三类逐步回归统计模型预报未来24 h逐时道面温度,选出最优模型预报2013年11月至2014年3月道面温度。结果表明:道面温度与RUC输出的2 m温度、短波辐射显著相关,与长波辐射、湿度次相关;有显著气象因子参与的回归模型预报的道面温度好于仅加入前一天对应时刻道面温度的回归模型,预报准确度可提高25%以上,误差减少1℃以上;滚动筛选不同起报时次预报时段可将模型预报误差控制在±3℃以内,且预报早高峰温度好于晚高峰,白天好于夜间,晴天好于其他天气类型。 展开更多
关键词 道面温度 北京快速更新循环数值预报系统(BJ-ruc)预报 回归模型
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北京一次冬季回流暴雪天气过程的数值分析 被引量：56
6
作者 李青春 程丛兰 +1 位作者 高华 丁海燕 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第11期1380-1388,共9页
回流天气是华北地区冬、春、秋季节产生降雨(雪)的主要天气类型,预报员常常因对回流天气系统结构特征认识不足和诊断失误而导致预报的失败,是降雨(雪)预报的难点和重点。利用北京地区高分辨率快速循环同化中尺度数值预报系统(BJ-RUC)对2... 回流天气是华北地区冬、春、秋季节产生降雨(雪)的主要天气类型,预报员常常因对回流天气系统结构特征认识不足和诊断失误而导致预报的失败,是降雨(雪)预报的难点和重点。利用北京地区高分辨率快速循环同化中尺度数值预报系统(BJ-RUC)对2010年1月2—3日一次典型的回流暴雪天气过程进行模拟,分析数值模式的模拟能力,研究各层主要影响系统结构特征及形成暴雪的关键性条件,探讨典型回流暴雪天气过程的形成机理。主要结论为:数值模式对此次暴雪过程的近地面回流冷空气、中低层低值系统及变化特征、主要降雪时段和降雪量模拟效果较好,对降雪落区的模拟存在一定偏差。低层回流偏东风遇到地形后引起垂直运动主要在低层800 hPa以下,所产生的降雪量不大,而其与上游850～700 hPa低涡系统发展东移其前部的上升运动汇合所形成的大范围、深厚、强烈的上升运动是产生明显降雪的关键性条件。上游低涡系统前部西南暖湿气流相对应的大湿度区移近是产生较强降雪的重要条件。持续的低层回流冷空气湿度较大,对于低层大气起到水汽输送的作用。回流冷空气使低层大气维持长时间的水汽输送并与其上层东移的大湿度区相结合,增加湿层厚度,有利于降雪持续而形成较强降雪。降雪开始时间和降雪强度的变化与对流层中下转偏南风的时间和偏南风风速增大有关。 展开更多
关键词 暴雪 回流 快速循环数值预报系统ruc 数值模拟
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Bi-RNN与GMS耦合的金属露天矿井涌水量预测
7
作者 赵誉兴 李向文 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期155-169,共15页
【目的】在矿井实际生产过程开始前,准确预测涌水量对预防矿井潜在水害事故和保障安全生产具有重要的直接指导作用。【方法】为提升以大气降水为主要补给来源的露天矿井涌水量预测的准确性与稳定性,提出一种结合双向循环神经网络(bidire... 【目的】在矿井实际生产过程开始前,准确预测涌水量对预防矿井潜在水害事故和保障安全生产具有重要的直接指导作用。【方法】为提升以大气降水为主要补给来源的露天矿井涌水量预测的准确性与稳定性,提出一种结合双向循环神经网络(bidirectional recurrent neural network,Bi-RNN)和地下水数值模拟系统(groundwater modeling system,GMS)的涌水量预测耦合模型。该模型通过对全球预报系统数据(global forecast system,GFS)提供的研究区内历史预报降水与实际降水之间差值的波动规律进行分析,利用Bi-RNN对预报降水数据进行校正,将校正后的降水数据输入GMS中以预测南北2个开采区的涌水量。同时,采用传统的大井法和补给模数大井法对开采区涌水量进行预测,并对比不同方法的预测结果。【结果和结论】结果表明:北部开采区耦合模型预测结果为294 m^(3)/d,大井法预测结果为276.651~940.613 m^(3)/d,补给模数大井法预测结果为287.241 m^(3)/d;南部开采区耦合模型预测结果为1 160 m^(3)/d;大井法预测结果为3 330.107~5 090.944 m^(3)/d,补给模数大井法预测结果为1 108.575 m^(3)/d。研究表明,所建立的耦合模型在预测露天矿井涌水量方面取得了一定成果,作为一种结合多数据源的预测方法具有一定优势。该模型为解决矿井涌水量问题提供了新的思路和技术支持,具有较高的理论价值和实际应用潜力。 展开更多
关键词 露天矿井 涌水量预测 双向循环神经网络 全球预报系统 地下水数值模拟系统 深度学习
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三种探空资料在各类强对流天气中的应用对比分析 被引量：58
8
作者 魏东 孙继松 +2 位作者 雷蕾 杨波 时少英 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第4期412-422,共11页
使用2007和2008年5-9月常规探空资料、微波辐射计和风廓线数据构建的特种探空资料以及BJ-RUC模式探空资料计算的常用热动力物理参量,比较了在冰雹、雷暴大风和短时暴雨等强天气中特种探空和常规探空的各参量之间的差异,探讨了特种探空... 使用2007和2008年5-9月常规探空资料、微波辐射计和风廓线数据构建的特种探空资料以及BJ-RUC模式探空资料计算的常用热动力物理参量,比较了在冰雹、雷暴大风和短时暴雨等强天气中特种探空和常规探空的各参量之间的差异,探讨了特种探空在强对流天气判别中定量应用的可靠性,最后选取不同强对流天气个例,详细对比分析了三种探空的物理参量在不同强对流天气发生前后的演变趋势。结果表明:(1)特种探空与常规探空的热动力物理参量在三种不同强天气中的表现基本一致。与常规探空相比,特种探空数据的时间分辨率高,各物理参量的变化特征表现更明显,能更详细地描述强天气发生前后大气状态的变化。(2)由特种探空计算的多种物理参量在不同强天气的酝酿、发展过程中差别明显,在强天气发生前3～6小时的变化趋势尤其明显,对于3类强天气的判别具有明确的短时临近预报意义。(3)与特种探空相比,模式探空的多数物理参量在强天气发生前后的变化趋势一致,低空垂直风切变最接近,而少数表征大气热力性质的物理参数的数值和转折时间仍有一定差别,尤其是模式对潜热释放过程的描述能力明显不足,几乎不能描述强对流云团发展过程中对流层中上层强烈的增温过程。因此,在使用模式探空参量制作强对流天气的潜势预报时,须辅以特种探空的实时探测数据计算的物理参量,对模式预报结果进行订正。 展开更多
关键词 特种探空 微波辐射计 风廓线 强对流天气 BJ-ruc(快速更新循环同化预报系统)
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