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新型往返平漂式探空资料对长江中下游数值预报质量的影响
1
作者 张鑫 王秋萍 +3 位作者 马旭林 张旭鹏 成巍 夏元彩 《大气科学》 北大核心 2025年第1期245-256,共12页
对于新型观测系统的建立,准确客观地评估其性能对系统的完善和发展具有重要的意义。我国新一代往返平漂式探空系统(Round-trip Drifting Sounding System,RDSS)创新性地突破了传统探空观测模式,通过一次释放实现“上升—平漂—下降”三... 对于新型观测系统的建立,准确客观地评估其性能对系统的完善和发展具有重要的意义。我国新一代往返平漂式探空系统(Round-trip Drifting Sounding System,RDSS)创新性地突破了传统探空观测模式,通过一次释放实现“上升—平漂—下降”三段式观测,拓展了现有探空观测的能力和范围。本文利用基于伴随模式的预报敏感性方法(Forecast Sensitivity to Observations,FSO),研究了长江中下游目标区数值预报质量对新型探空观测资料的敏感性。结果表明:试验时段内同化常规观测资料均能够不同程度地减小预报误差,提高预报质量,其中风场和温度观测的贡献最为显著。新型探空试验资料对长江中下游目标区预报具有显著正贡献,71.4%时次的预报误差有了进一步的减小。经向风和湿度观测对预报质量的改善最为明显。新型探空风场观测对预报误差的贡献具有明显的空间差异,预报误差减小的大值区主要分布在试验站本站及其附近区域;整层新型探空风场、温度、湿度观测对预报质量的正贡献比较显著,仅对流层中低层的纬向风观测对预报质量呈现弱的负贡献。 展开更多
关键词 数值预报 资料同化 预报敏感性 往返平漂式探空系统
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CMA数值预报模式在线交互式试验管理系统 被引量：2
2
作者 王彬 胡江凯 +4 位作者 崔应杰 周斌 孙婧 赵春燕 娄盼星 《应用气象学报》 北大核心 2025年第1期110-120,共11页
数值预报研发试验是改进数值预报模式性能的主要技术手段。模式试验管理系统是支持研发试验不可或缺的工具平台。面向数值预报统筹研发工作机制需要,并借鉴国内外相关研究工作,设计数值预报模式在线交互式试验管理系统。该系统采用浏览... 数值预报研发试验是改进数值预报模式性能的主要技术手段。模式试验管理系统是支持研发试验不可或缺的工具平台。面向数值预报统筹研发工作机制需要,并借鉴国内外相关研究工作,设计数值预报模式在线交互式试验管理系统。该系统采用浏览器/服务器软件部署架构,提供模板编辑-流程编排-实例构建功能,支持灵活快捷设计模式试验,所有模块完全打通、一站式访问使用,通过个例数据治理、程序代码制品缓存等手段提升用户体验。系统实现对模式试验全过程的支持,包括模式试验的设计定义、试验实例的创建运行、作业监控管理、结果可视化与检验分析。系统已于2023年上线业务运行,多场景支持数值预报国省统筹研发。 展开更多
关键词 数值预报模式 模式试验 试验管理系统 在线 交互式
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利用地面格点Nudging改进华南前汛期暖区强降水的数值预报
3
作者 郑宇豪 尹金方 +1 位作者 许先煌 李丰 《大气科学》 北大核心 2025年第2期587-602,共16页
数值模式对华南前汛期暖区强降水的再现能力存在显著的不确定性。2020年5月29日在广东省沿海发生了一次暖区强降水事件,所有数值预报几乎都漏报了此次降水。本研究采用地面格点Nudging技术设计了8组试验,探讨了格点Nudging地面观测资料... 数值模式对华南前汛期暖区强降水的再现能力存在显著的不确定性。2020年5月29日在广东省沿海发生了一次暖区强降水事件,所有数值预报几乎都漏报了此次降水。本研究采用地面格点Nudging技术设计了8组试验,探讨了格点Nudging地面观测资料对数值模拟结果的影响。结果表明,Nudging地面全气象要素(控制试验,EXP1)能够较好地再现广东省沿海岸线线状对流的发生发展时空演变及其强降水。Nudging不同地面要素的敏感性试验表明,Nudging地面水汽直接决定了对流的触发,主要是由于Nudging地面水汽在3小时之内迅速将对流层低层相对湿度从80%增加到趋近于饱和(99%),同时显著降低了对流抑制能、抬升凝结高度和自由对流高度;Nudging地面温度增大了位温扰动,增加了热浮力,一定程度上有助于对流的触发和组织,未Nudging地面温度时对流的发生发展明显滞后,且对流系统组织较松散;Nudging地面风场有助于修正近地层西南风风向,使对流演变和降水量更接近观测。最后开展了6组试验探讨了Nudging时长对模拟结果的影响,结果显示Nudging地面全气象要素6小时的模拟效果与控制试验几乎一致,可较好地再现此次暖区强降水过程。尽管水汽在前3小时之内迅速增加,但一定时间(3小时)的水汽维持有助于对流的快速发展。因此,在模式积分前期(6小时),采用格点Nudging地面加密观测资料一定程度上可改善华南暖区强降水的数值预报性能。 展开更多
关键词 地面格点Nudging 华南前汛期 暖区强降水 数值预报
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CMA-GFS驱动长三角主要大气污染物数值预报 被引量：1
4
作者 周广强 许建明 +3 位作者 殷长秦 毛卓成 余钟奇 瞿元昊 《中国环境科学》 北大核心 2025年第7期3593-3603,共11页
为强化区域大气环境数值预报的自主可控和对空气质量预报预警业务的支撑能力,基于华东区域大气环境数值预报系统研制了CMA-GFS驱动数值预报系统,分析了2023年7月4日~2024年7月3日长三角地区主要大气污染物的预报效果及其与NCEP-GFS和EC... 为强化区域大气环境数值预报的自主可控和对空气质量预报预警业务的支撑能力,基于华东区域大气环境数值预报系统研制了CMA-GFS驱动数值预报系统,分析了2023年7月4日~2024年7月3日长三角地区主要大气污染物的预报效果及其与NCEP-GFS和ECMWF驱动预报效果的差异.结果显示,CMA-GFS驱动预报对主要污染物具有良好的预报效果,相关系数一般超过0.7、均方根误差约为观测均值的30%~70%,不同时效的预报能力接近;不同污染物的预报效果之间存在性能差异和空间不同,北部优于南部,PM_(2.5)和O_(3)预报效果较好,PM10系统性低报而其他要素不同程度高报.CMA-GFS驱动的预报效果略优于ECMWF驱动而与NCEP-GFS驱动相当,但相互之间的差异一般不超过5%.评估结果证实了CMA-GFS应用于长三角地区空气质量数值预报的适用性,但不同表现的预报偏差表明还需要开展针对性的数值预报技术改进和应用方法研究. 展开更多
关键词 CMA-GFS 数值预报 空气质量 大气污染 WRF-Chem
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一种CMA数值预报模式代码质量检测方法与实现
5
作者 李佳静 杨泽 +3 位作者 王彬 刘易凡 董泽信 孟涛 《应用气象学报》 北大核心 2025年第2期155-163,共9页
中国气象局(CMA)数值预报的统筹研发对支撑平台的能力建设提出了更高要求,其中一个重要方面就是对数值预报模式代码的质量检测能力。目前缺乏有效针对数值预报模式代码的质量检测方法和工具,尤其对于性能缺陷和大规模代码的检测不能满... 中国气象局(CMA)数值预报的统筹研发对支撑平台的能力建设提出了更高要求,其中一个重要方面就是对数值预报模式代码的质量检测能力。目前缺乏有效针对数值预报模式代码的质量检测方法和工具,尤其对于性能缺陷和大规模代码的检测不能满足需要。为解决上述问题,该文针对子程序定义、数组操作和I/O操作等常见编程规则设计检测方法。该方法采用程序代码解析、抽象语法树匹配和流敏感的静态程序检测等关键技术,其中对分支和循环语句的分析方法有效避免了路径爆炸问题。基于该方法的检测工具在数值预报科创平台V1.0代码协同开发栏目提供使用,并应用于CMA区域数值模式的国省统筹研发。 展开更多
关键词 数值预报模式代码 代码质量 抽象语法树匹配 流敏感程序分析 有穷状态机
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最大熵增模型在业务数值预报系统中的应用研究
6
作者 张亦洲 张瑞 +4 位作者 赵平 苗世光 王迎春 全继萍 贾春晖 《气象学报》 北大核心 2025年第2期350-365,共16页
准确计算地表热通量对理解陆-气相互作用和提升天气预报、预测能力具有十分重要的科学意义和实用价值。目前数值天气预报模式中普遍采用的基于莫宁-奥布霍夫相似理论(Monin-Obukhov Similarity Theory,MOST)计算地表热通量的方法具有局... 准确计算地表热通量对理解陆-气相互作用和提升天气预报、预测能力具有十分重要的科学意义和实用价值。目前数值天气预报模式中普遍采用的基于莫宁-奥布霍夫相似理论(Monin-Obukhov Similarity Theory,MOST)计算地表热通量的方法具有局限性,而国际上近年来提出的用最大熵增(Maximum Entropy Production,MEP)模型计算地表热通量的方法具有优势并取得较好效果,越来越广泛地应用于陆-气交换过程研究。为了评估MEP模型在业务数值预报系统中的适用性,以及其与模式系统中现有常用地表热通量计算方法的差异,研究将MEP模型引入北京市气象局现有业务数值预报系统(CMA-BJ模式),用于计算地表感热、潜热和土壤热通量,替换模式中原有基于MOST的方法。针对2022年6—8月开展模拟试验,评估业务数值预报系统采用MEP模型后对陆面和大气要素及降水的预报效果。结果表明:在CMA-BJ模式中采用MEP模型,能够显著改善模式对地表能量平衡及陆面和边界层热、动力过程的模拟,提高模式对边界层内温度、湿度和风的模拟能力,最终提高降水尤其是强降水的预报准确度,华北地区和长江流域暴雨的TS(Threat Score)评分分别提高了20%和10%,预报降水的日变化特征也与实况更接近、相关系数更大。这些结果表明,将MEP模型应用于数值天气预报模式及相关业务系统是可行的。 展开更多
关键词 最大熵增模型 地表热通量 数值天气预报模式 降水
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数值预报AI气象大模型国际发展动态研究 被引量：22
7
作者 黄小猛 林岩銮 +3 位作者 熊巍 李佳皓 潘建成 周勇 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期46-54,共9页
数值预报是研究地球系统的重要工具,有助于加深科学家对大气、海洋、气候和环境等复杂系统之间相互作用和变化过程的理解,在防灾减灾、气候变化和环境治理等方面发挥着不可或缺的作用。随着模式复杂度和分辨率的提高,传统数值模式在气... 数值预报是研究地球系统的重要工具,有助于加深科学家对大气、海洋、气候和环境等复杂系统之间相互作用和变化过程的理解,在防灾减灾、气候变化和环境治理等方面发挥着不可或缺的作用。随着模式复杂度和分辨率的提高,传统数值模式在气候变化研究和气候预测方面取得了迅速的进展,但也面临一些挑战,需要得到数据同化、集合耦合、高性能计算和不确定性分析等多方面的支持。而近年来,“AI+气象”的交叉研究在气象领域引起了广泛关注。基于多种深度学习架构的人工智能大模型,依托强大的计算资源和海量的数据进行训练,能够以新的科学范式进行高效数值预报。气象大模型不断涌现,一些科技公司如华为、英伟达、DeepMind、谷歌、微软等,以及国内外高校如清华大学、复旦大学、密歇根大学、莱斯大学等发布了多个涵盖临近预报、短时预报、中期预报和延伸期预报等不同领域的气象大模型。这标志着人工智能与气象领域的交叉融合已经达到新的高度。尽管气象大模型在现阶段取得了较大突破,但其发展仍然面临弱可解释性、泛化能力不足、极端事件预报强度偏低、智能预报结果过平滑、深度学习框架能力需要拓展等诸多挑战。 展开更多
关键词 数值预报 地球系统模式 深度学习 气象大模型
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基于主客观环流分型的强降水数值预报MODE检验方法及其在2019年暖季东北地区的应用 被引量：5
8
作者 齐铎 崔晓鹏 +4 位作者 陈力强 黄丽君 刘松涛 卜文惠 王承伟 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期1113-1130,共18页
本文构建了基于主客观环流分型的强降水数值预报空间检验(MODE)方法框架,并利用该框架对欧洲中期天气预报中心全球模式(ECMWF)和中国气象局区域中尺度数值天气预报模式(CMA_MESO)的2019年暖季东北地区强降水预报进行检验。结果表明,201... 本文构建了基于主客观环流分型的强降水数值预报空间检验(MODE)方法框架,并利用该框架对欧洲中期天气预报中心全球模式(ECMWF)和中国气象局区域中尺度数值天气预报模式(CMA_MESO)的2019年暖季东北地区强降水预报进行检验。结果表明,2019年暖季东北地区54个强降水日的环流型可分为:西风槽型(15个)、副热带高压影响型(13个)、急流型(5个)、西部(12个)和东部冷涡型(9个)。其中,西风槽型和急流型以区域性强降水为主,模式对其强降水发生与否的预报能力强,TS评分较高;西部、东部冷涡型强降水的局地性强,模式对其强降水发生与否的预报能力差,TS评分低;副热带高压影响型也以区域性强降水为主,模式对其强降水发生与否的预报能力也比较强,但是对其强降水质心位置、强度、面积等属性预报偏差较大,TS评分也相对较低。另外,从两种模式预报性能对比看,CMA_MESO强降水强度和面积预报较实况普遍偏强,虽然其预报的TS评分一般高于ECMWF,但其对强降水预报的空报率也都比ECMWF大,对强降水的属性预报偏差一致性一般也低于ECMWF,其预报的可订正性整体上不及ECMWF。 展开更多
关键词 主客观融合环流分型 东北冷涡客观识别 强降水 数值预报 MODE检验
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顾及分类与定量误差订正的数值预报降水统计后处理方法 被引量：1
9
作者 李伶杰 王银堂 +4 位作者 云兆得 刘勇 王磊之 苏鑫 徐勇 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期48-61,共14页
采用统计后处理方法的数值预报降水是延长水文预报有效预见期的重要途径,已有统计后处理方法不能同时订正预报降水的分类和定量误差,且对预报降水有效预见期的影响关注不足。提出耦合经验分位数映射模型(EQM)和伯努利-元高斯模型(BMGD)... 采用统计后处理方法的数值预报降水是延长水文预报有效预见期的重要途径,已有统计后处理方法不能同时订正预报降水的分类和定量误差,且对预报降水有效预见期的影响关注不足。提出耦合经验分位数映射模型(EQM)和伯努利-元高斯模型(BMGD)的统计后处理方法EQM-BMGD,建立用于有效预见期评价的综合精度指标,应用于汉江流域。研究结果表明:EQM-BMGD集成了2种单一方法的优势,并输出了更高精度的预报降水;订正后面平均预报降水各预见期晴雨预报准确率(O P)和绝对平均误差(E MA)的增益均超过了10%,预见期222~228 h的O P仍接近0.7且E MA低于0.7 mm/(6 h),有效预见期延长18~66 h;在栅格尺度上,所有栅格在预见期96~102 h的O P和E MA增益分别超过10%和20%,除西南少数栅格外,O P超过0.8同时E MA控制在1.0 mm/(6 h)以下,北部部分栅格有效预见期延长了18~54 h。EQM-BMGD被证实能够兼顾分类和定量误差的削减,丰富了数值预报降水统计后处理方法的选择。 展开更多
关键词 数值预报降水 统计后处理 经验分位数映射 伯努利-元高斯分布 有效预见期
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SSIM在高分辨率降水数值预报产品空间检验中的应用 被引量：3
10
作者 陈百炼 杨富燕 +2 位作者 陈子通 彭芳 曾莉萍 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期537-546,共10页
引入图像结构相似度指数SSIM应用于高分辨率降水数值预报产品的空间检验,通过对SSIM应用场景和算法的适用性改进,提出了适用于0-1化降水格点场空间检验的SSIM应用方法,并针对SSIM指标不能正确反映降水场中雨带位置变化的缺陷进行了改进... 引入图像结构相似度指数SSIM应用于高分辨率降水数值预报产品的空间检验,通过对SSIM应用场景和算法的适用性改进,提出了适用于0-1化降水格点场空间检验的SSIM应用方法,并针对SSIM指标不能正确反映降水场中雨带位置变化的缺陷进行了改进,提出了修正的SSIM*指标。应用该新方法选取2020年夏季贵州地区的暴雨个例,对中国气象局/广东省区域数值天气预报重点实验室华南区域中尺度模式输出的高分辨率降水预报产品进行了空间检验,并与采用另外两种检验方法即MODE和邻域法的检验结果进行了比较。结果表明改进的SSIM方法在高分辨率降水数值预报场空间检验中有较好的应用效果,三种方法得到的检验结果在有无预报能力的定性评价上差异不大,而新的SSIM*指标与MODE的MMI指标表现较为接近,且在对个例预报能力的评价上更为合理。该方法以0-1化降水格点场作为空间检验对象,能够得到其它方法所不能得到的降水场整体检验特征和分项检验特征,提供从雨区面积、雨带结构及其平均位置多个方面评估预报性能的参考指标,且计算简单无主观参数设定,得到的检验结果具有唯一确定性,克服了当前MODE方法在应用中的缺点,具有较大的推广应用价值,值得进一步深入研究。 展开更多
关键词 降水数值预报 0-1化格点场 空间检验 SSIM应用
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内蒙古区域数值预报对探空和地面观测资料的敏感性试验研究 被引量：2
11
作者 姚乐宝 沈丹 +6 位作者 孟雪峰 孙鑫 孟智勇 黄晓璐 叶飞 刘林春 孙永刚 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第2期144-158,共15页
基于内蒙古睿图预报系统的低分辨率版本和WRFDA-FSO诊断工具,评估2021年7月现有探空和地面观测对内蒙古睿图预报系统预报的影响。该方法计算代价相对低廉,并允许根据观测变量、观测类型、气压层次、地理区域等观测的子集对观测影响进行... 基于内蒙古睿图预报系统的低分辨率版本和WRFDA-FSO诊断工具,评估2021年7月现有探空和地面观测对内蒙古睿图预报系统预报的影响。该方法计算代价相对低廉,并允许根据观测变量、观测类型、气压层次、地理区域等观测的子集对观测影响进行划分。代价函数为以干总能量为度量的背景场和分析场的预报误差之间的差异。结果表明:观测影响的总体总和为负,观测对预报起正贡献作用。对12 h预报误差减小贡献最大的观测来自探空观测的动力变量(U、V风分量)。而单时次单位数量平均观测影响,探空观测的贡献约为地面观测的1/2。探空观测对12 h预报误差减小从近地面层至模式层顶均保持正贡献作用,并在对流层中低层和对流层高空急流层存在两个极大值区域;地面观测在850 hPa以下低层正贡献占比明显。探空观测在被同化系统同化时均总体具有有利的影响,也反映出探空观测数据稳定、质量较高的特征;地面观测对12 h预报误差减小起正贡献作用次数最多的区域在河套地区尤为显著。同时,探讨了需进一步提高地面观测资料同化率的问题。 展开更多
关键词 数值预报 资料同化 基于伴随的预报对观测敏感性(FSO) 观测影响
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数值预报模式垂直坐标发展与改进综述 被引量：1
12
作者 程锐 宇如聪 +2 位作者 徐幼平 黄静 沈晓晶 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第1期16-27,共12页
大气具有斜压性质和层结特性,对于大气三维运动及静止大气热力状态的刻画离不开垂直坐标的选择。垂直坐标更是构建数值预报模式的基础,经常根据不同的垂直坐标形式来区分不同类型的大气动力框架,如几何高度框架、等压面框架和等熵面框... 大气具有斜压性质和层结特性,对于大气三维运动及静止大气热力状态的刻画离不开垂直坐标的选择。垂直坐标更是构建数值预报模式的基础,经常根据不同的垂直坐标形式来区分不同类型的大气动力框架,如几何高度框架、等压面框架和等熵面框架等。伴随垂直坐标的发展,模式预报性能在不断提升,模式版本也在不断演进。本文简要回顾了垂直坐标的发展历史,重点介绍了目前国内外主要非静力业务模式垂直混合坐标的处理思路与方法,同时指出模式垂直分辨率及预报变量垂直分布形式的选择考量。最后对数值预报模式垂直坐标设计与应用进行总结,并给出未来发展展望。 展开更多
关键词 数值预报模式 垂直坐标 地形追随 阶梯地形 混合垂直坐标
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数值预报中气象卫星资料同化前处理技术进展 被引量：6
13
作者 马刚 黄静 +5 位作者 巩欣亚 希爽 薛蕾 李娟 张鹏 龚建东 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期142-155,共14页
在数值天气预报变分同化中,利用同化前处理将卫星资料完成有效信息优选、资料拼接和稀疏化、初级通道选择、下边界参数耦合等处理,实现卫星资料同化对数值天气预报业务的正贡献,是决定海量卫星资料同化效率、质量和效果的重要环节。针... 在数值天气预报变分同化中,利用同化前处理将卫星资料完成有效信息优选、资料拼接和稀疏化、初级通道选择、下边界参数耦合等处理,实现卫星资料同化对数值天气预报业务的正贡献,是决定海量卫星资料同化效率、质量和效果的重要环节。针对多种格式的卫星资料,中国气象局研发标准格式的高时效卫星资料拼接等技术,有效减小整轨卫星资料时间滞后对数值天气预报业务的负面影响。对于风云气象卫星资料,将云和降水检测、资料质量分析等处理置于同化前处理中,实现多光谱资料融合的同化预质量控制,保证了风云卫星微波温度探测资料和红外高光谱资料的同化正贡献。利用统一资料格式对预处理卫星资料进行再处理,拓展针对卫星成像和主动探测资料的处理,将卫星资料同化的部分质量控制功能置于卫星资料同化前处理中,是风云卫星资料同化前处理技术发展的重要趋势。 展开更多
关键词 数值天气预报 气象卫星资料 同化前处理
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浙江沿海基于浮标的有效波高分析和数值预报订正
14
作者 姚日升 肖王星 +3 位作者 涂小萍 朱佳敏 周凯 庞琦烨 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2024年第3期44-53,共10页
基于2010年10月―2022年12月浙江沿海5个浮标站观测资料和2020—2022年欧洲中期天气预报中心细网格模式海浪和海面10 m风预报资料,对浮标站的风、浪相关性进行分析,对有效波高预报进行评估和订正方法研究。0~240 h预报偏差和均方根误差... 基于2010年10月―2022年12月浙江沿海5个浮标站观测资料和2020—2022年欧洲中期天气预报中心细网格模式海浪和海面10 m风预报资料,对浮标站的风、浪相关性进行分析,对有效波高预报进行评估和订正方法研究。0~240 h预报偏差和均方根误差表明:模式对远岸浮标的预报比实况稍偏大,对近岸浮标预报则略偏小,预报不稳定性随预报时效的延长而增大。远离海岸的浮标站24 h预报与实况的相关性高于近岸站,两者的相关系数分别约为0.94和0.85。有效波高预报存在一定系统偏差,且是预报误差的主要来源。近岸浮标有效波高预报值小于观测值,远岸浮标的预报值偏差则随着有效波高的增大由正转负,负偏差的绝对值逐渐增大。对于远岸浮标,仅针对有效波高进行预报和实况的一元一次回归就有很好的订正效果,但近岸浮标受地形影响大,海浪预报的误差更大,同时引入有效波高和10 m风速作为预报因子,进行二元一次回归的订正效果更好。订正方程应用到同类型的周边海区浮标站仍然有很好的订正效果,可推广到浙江沿海同类型海区。 展开更多
关键词 有效波高 海面10 m风 数值预报 订正 浙江沿海
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中国河口海岸风暴潮及海洋动力三维数值预报模型(CHINACOAST)研究Ⅰ:模型结构与设置 被引量：3
15
作者 汤立群 申锦瑜 +2 位作者 刘大滨 季小梅 陈洁 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第12期1-7,共7页
以POM为基础,采用Semi-prognostic方法对POM动量方程的压力项进行修正,以减少模型运行过程中的漂移问题;采用三重双向嵌套技术,在中国的河口及沿海建立了三重嵌套的风暴潮及三维海流、温盐数值预报模型CHINACOAST。对三维内模态基本方... 以POM为基础,采用Semi-prognostic方法对POM动量方程的压力项进行修正,以减少模型运行过程中的漂移问题;采用三重双向嵌套技术,在中国的河口及沿海建立了三重嵌套的风暴潮及三维海流、温盐数值预报模型CHINACOAST。对三维内模态基本方程、初边值条件、模型驱动力,特别是多河流入海的淡水径流和温盐边界设定、模型求解方法以及模型参数设置等作了较为详细的介绍。 展开更多
关键词 中国河口海岸风暴潮及海洋动力三维数值预报模型 风暴潮 海洋动力 数值预报
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基于知识图谱的海洋数值预报数据推荐算法 被引量：7
16
作者 李忠伟 高东 +1 位作者 刘昕 吴金燠 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第5期1385-1391,共7页
为解决海洋数值预报研究人员面对复杂多样的研究任务时难以及时准确地从种类繁多的海洋数值预报数据中找到所需数据的问题,提出基于知识图谱的海洋数值预报数据推荐算法。利用海洋数值预报文献提取研究任务及海洋数值预报数据构建知识图... 为解决海洋数值预报研究人员面对复杂多样的研究任务时难以及时准确地从种类繁多的海洋数值预报数据中找到所需数据的问题,提出基于知识图谱的海洋数值预报数据推荐算法。利用海洋数值预报文献提取研究任务及海洋数值预报数据构建知识图谱,基于知识图谱计算海洋数值预报数据实体之间的相似度,同时融合在研究人员用户行为下海洋数值预报数据的相似度,进行排序选取相似度较高的海洋数值预报数据进行推荐。实验结果表明,推荐精确率及召回率分别为67.14%、62.49%。 展开更多
关键词 海洋数值预报 海洋数值预报文献 研究任务 知识图谱 用户行为 相似度 数据推荐
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尺度适应重力波拖曳方案在高分辨率数值预报中的应用研究 被引量：1
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作者 张涵斌 史永强 +2 位作者 卢冰 夏宇 吴志鹏 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期789-802,共14页
随着数值模式分辨率越来越高,在复杂地形区域仅考虑高层重力波拖曳作用和地形阻塞作用具有局限性,WRFv4.3模式中新型重力波拖曳方案在原有大尺度重力波拖曳和地形阻塞作用基础上新加入了边界层小尺度重力波拖曳作用,且对湍流地形拖曳作... 随着数值模式分辨率越来越高,在复杂地形区域仅考虑高层重力波拖曳作用和地形阻塞作用具有局限性,WRFv4.3模式中新型重力波拖曳方案在原有大尺度重力波拖曳和地形阻塞作用基础上新加入了边界层小尺度重力波拖曳作用,且对湍流地形拖曳作用增加了描述,从而可以达到尺度适应。为了验证新的重力波拖曳方案的效果,本文基于华北区域3 km对流可分辨模式开展了2021年冬季重力波拖曳参数化方案应用试验,对比分析了三组试验方案:不开启重力波拖曳、原有的仅考虑大尺度重力波拖曳和阻塞作用的方案以及新型的尺度适应方案的模拟结果。试验结果表明:原有重力波拖曳方案仅考虑重力波拖曳和大尺度地形阻塞,在3 km模式中对复杂地形附近整层风场影响较大,但是正效果有限;新型尺度适应重力波拖曳方案在3 km分辨率模式中大尺度重力波拖曳和阻塞拖曳作用为0,仅由边界层内小尺度重力波拖曳和湍流地形拖曳起作用,能够达到尺度适应效果;由于高层重力波拖曳为0,开启新型重力波拖曳会降低低空尤其是边界层内风场预报正偏差,对高空风场无影响;对模拟区域的统计检验结果表明,新型重力波拖曳方案可以有效减少地形复杂区域近地面风场预报的误差,但对温度等其它要素的改善有限。 展开更多
关键词 重力波拖曳 尺度适应 数值天气预报 参数化方案 强风预报
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城市空气污染数值预报模式系统及其应用 被引量：52
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作者 韩志伟 杜世勇 +2 位作者 雷孝恩 鞠丽霞 王勤耕 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2002年第3期202-206,共5页
介绍了城市空气污染数值预报模式系统,并利用该系统对济南市空气污染进行了预报.结果表明,该系统具有较好的预报性能;预报与实测值之间有较好的相关性;空气质量级别的预报效果更好,对SO2、PM10和NO2 3项污染物的级别预报准确率分别为84.... 介绍了城市空气污染数值预报模式系统,并利用该系统对济南市空气污染进行了预报.结果表明,该系统具有较好的预报性能;预报与实测值之间有较好的相关性;空气质量级别的预报效果更好,对SO2、PM10和NO2 3项污染物的级别预报准确率分别为84.6%,83.2%和94.6%,其总体级别预报准确率达到87.5%.研究结果还显示,济南市的SO2污染已得到明显改善,机动车尾气污染相对较轻,而PM10的污染比较严重,已上升为首要污染物,其来源、扩散、转化机制及其控制措施的研究是目前济南市面临的首要问题. 展开更多
关键词 模式系统 城市空气污染 数值预报 空气质量级别 三项污染物 准确率
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GRAPES非静力数值预报模式的三维变分资料同化系统的发展 被引量：75
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作者 马旭林 庄照荣 +1 位作者 薛纪善 陆维松 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期50-60,共11页
为了减少分析变量与模式状态变量之间的插值误差,改善业务预报模式的初值质量,在GRAPES等压面三维变分资料同化系统的基础上,研究发展了针对GRAPES区域模式的非静力模式变量三维变分资料同化系统(GRAPES m3DVAR)。该资料同化系统的垂直... 为了减少分析变量与模式状态变量之间的插值误差,改善业务预报模式的初值质量,在GRAPES等压面三维变分资料同化系统的基础上,研究发展了针对GRAPES区域模式的非静力模式变量三维变分资料同化系统(GRAPES m3DVAR)。该资料同化系统的垂直坐标及其分析变量的水平分布格式、垂直跳点方案与GRAPES预报模式保持完全一致。由于垂直坐标的变化和非静力关系,m3DVAR分析系统中设计了求解动力学约束方程的新方案。通过有效的高精度数学方案,避免了地形追随坐标下平衡方程的非线性项造成的复杂计算,有效解决了非静力平衡条件下求解平衡方程中非线性项的切线性方程和伴随方程引起的困难。重新构造各种观测算子,并考虑了质量场和风场之间的平衡约束关系、背景误差协方差结构,实现对探空、地面资料、船舶报等常规观测的同化。理想单点试验和实际资料的多变量资料同化分析结果表明,非静力模式变量三维变分资料同化系统能够正确地描写多变量之间的相互作用以及物理约束关系,分析结果合理,能够有效减少原等压面三维变分资料同化系统的分析与模式变量之间需要相互插值、变换产生的误差,在一定程度上提高了分析场质量,对预报模式的初值具有一定改善。 展开更多
关键词 GRAPES 非静力模式 资料同化 数值预报
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城市空气污染数值预报系统CAPPS及其应用 被引量：62
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作者 朱蓉 徐大海 +2 位作者 孟燕君 程丛兰 邵德民 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期267-278,共12页
城市空气污染数值预报系统CAPPS ,是在ADPIC的概念的基础上经过积分求得的大气平流扩散的多尺度箱格预报模型。它不需要污染源的源强资料就可预报出城市空气污染潜势指数 (PPI)和污染指数 (API) ,克服了由污染源调查本身具有的不确定性... 城市空气污染数值预报系统CAPPS ,是在ADPIC的概念的基础上经过积分求得的大气平流扩散的多尺度箱格预报模型。它不需要污染源的源强资料就可预报出城市空气污染潜势指数 (PPI)和污染指数 (API) ,克服了由污染源调查本身具有的不确定性给城市空气污染的数值预报所带来的困难。该文对CAPPS系统在北京市和上海市进行数值预报的结果进行了分析检验 ,并与国际上几种光化学污染预报模式的预报结果进行比较。结果表明 ,就预报值与监测值的线性相关系数来说 ,CAPPS系统的预报水平与其他发达国家的模式预报水平相当。此外 ,CAPPS系统的污染指数等级预报准确率 (北京市和上海市 )平均达到61 .5%。 展开更多
关键词 CAPPS 污染指数 城市空气质量 箱格模式 城市空气污染数值预报系统
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