利用2017—2022年汛期(4—9月)湖南省1912个地面观测站降水实况和欧洲中心中期天气预报一体化预报系统(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts-Integrated Forecasting System,ECMWFIFS)最优因子集,在一种U型语义分割网络...利用2017—2022年汛期(4—9月)湖南省1912个地面观测站降水实况和欧洲中心中期天气预报一体化预报系统(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts-Integrated Forecasting System,ECMWFIFS)最优因子集,在一种U型语义分割网络(U-Net模型)基础上结合残差网络和注意力机制网络,构建了逐时降水订正预报模型(SARU),并将模型2023年汛期预报结果与最优TS评分订正法(OTS)以及中国气象局上海数值预报模式系统(CMA-SH9)进行对比。(1)SARU模型整体的晴雨准确率、相关系数(COR)、平均绝对误差(MAE)、偏差(BIAS)分别为0.87、0.17、0.35、0.73,皆优于OTS模型和CMA-SH9模式,尤其在湘中地区,SARU模型对于预报趋势和量级有明显优势,其空报率和漏报率比例基本相当,OTS模型漏报率远超空报率,CMA-SH9则正好相反。(2)SARU模型对于分级降水频次的预报较OTS模型和CMA-SH9模式更接近实况,尤其是20mm以上降水频次,预报偏少27.29%,远优于OTS模型预报的偏少85.54%和CMA-SH9模式的偏多95.50%。(3)对于小时雨量[5,10)、[10,20)和≥20 mm这三个级别的降水,SARU模型TS、命中率(POD)、空报率(FAR)、漏报率(MAR)皆最优,尤其短时强降水,SARU模型较CMA-SH9模式有明显优势,而OTS模型的预报能力则明显不足。(4)湖南存在明显的夜雨特征,夜间时段(北京时02—08时)短时强降水频次明显高于其他时段。SARU模型很好地把握了夜间短时强降水特征,TS在夜间明显升高,尤其是在北京时05时达到峰值(0.07左右),明显优于CMA-SH9模式和OTS模型。展开更多
为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪...为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪水过程逐渐增多。致洪暴雨中心主要位于汉江上游南部和西部,即汉江流域南侧的米仓山、大巴山一带,安康水库以上的沿江河谷一带,及外方山南麓和伏牛山西南坡处的丹江河段。洪水峰值呈现单峰、双峰和多峰型。单峰型洪水过程持续时间最短,多峰型持续时间最长。从过程最大降水开始至洪峰出现,平均历时43 h,当起始入库流量超过4500 m 3·s^(-1)以上时,洪峰形成所需时长将大为缩短。从大尺度环流特征来看,汉江上游秋汛期降水偏多与欧亚中高纬阻塞系统强盛,西太洋副热带高压偏强、偏西,南亚高压及副热带西风急流偏北密切相关,高空辐散场大值区对应汉江上游所在区域,低层至高层的垂直运动增强,有利于致洪暴雨的发生。汉江上游秋汛期大洪水年源自阿拉伯海经由印度半岛和南海南部向北输送的水汽异常增多、西太平洋向西输送的水汽异常增多,为致洪暴雨的发生提供了异常充足的水汽供给。展开更多
受登陆北上台风“利奇马”等影响,2019年8月9~12日山东省出现连续暴雨,其中10日夜间出现降雨峰值。利用中国气象局上海台风研究所(Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration,简称CMA-STI)热带气旋最佳路径数...受登陆北上台风“利奇马”等影响,2019年8月9~12日山东省出现连续暴雨,其中10日夜间出现降雨峰值。利用中国气象局上海台风研究所(Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration,简称CMA-STI)热带气旋最佳路径数据、山东省自动气象站逐时降雨量、常规观测资料、中国风云二号地球静止气象卫星(FY-2G)0.1°×0.1°逐小时云顶相当黑体亮温和美国环境预报中心(National Center of Environmental Prediction,简称NCEP)1°×1°逐6 h再分析等资料,主要运用纬向风局地变化方程与大气动能方程,诊断分析降雨明显增幅与高、低层风场变化的关系。结果表明:(1)暴雨主要影响系统有高低空急流、500 hPa西风槽、850 hPa台风倒槽及“利奇马”本体环流等。10日200 hPa中纬度大尺度西南风急流东南移影响鲁西北,当天08:00(北京时,下同)850 hPa因双台风活动而形成的大尺度东南风急流突然北伸越过山东省。台风倒槽对流云与本体环流对流云先、后北移经鲁中,累积效应造成该地区10日夜间雨量最大。(2)10日20:00850 hPa章丘站东北侧出现了过程最快东风增幅,纬向运动方程诊断结果表明,东风平流是东风增加最主要原因,地转偏向力项则不利于东风增加。(3)10日20:00章丘站200 hPa西南风风力明显加大形成急流,10日08:00至11日08:00青岛站850 hPa维持东南风低空急流。同时位于高空急流右后侧与低空急流左前方是鲁中附近10日夜间降雨增幅的重要原因。章丘200 hPa与青岛850 hPa都是在最大风力之前12 h动能增加最快。动能方程诊断表明,最有利于鲁西北高空急流形成的是位能平流项,最有利于鲁东南低空急流形成的是动能垂直通量散度项。(4)10日20:00至13日08:00“利奇马”本体环流一直在影响山东,暴雨期间山东中部地形的动力作用也一直存在,而降雨的峰值是出现在10日夜间,说明10日20:00前后高、低空急流的耦合可能是山东暴雨增幅的主要影响因子。其主要作用至少有加强山东中部的垂直运动、整层水汽输送与静力不稳定度等方面。展开更多
文摘利用2017—2022年汛期(4—9月)湖南省1912个地面观测站降水实况和欧洲中心中期天气预报一体化预报系统(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts-Integrated Forecasting System,ECMWFIFS)最优因子集,在一种U型语义分割网络(U-Net模型)基础上结合残差网络和注意力机制网络,构建了逐时降水订正预报模型(SARU),并将模型2023年汛期预报结果与最优TS评分订正法(OTS)以及中国气象局上海数值预报模式系统(CMA-SH9)进行对比。(1)SARU模型整体的晴雨准确率、相关系数(COR)、平均绝对误差(MAE)、偏差(BIAS)分别为0.87、0.17、0.35、0.73,皆优于OTS模型和CMA-SH9模式,尤其在湘中地区,SARU模型对于预报趋势和量级有明显优势,其空报率和漏报率比例基本相当,OTS模型漏报率远超空报率,CMA-SH9则正好相反。(2)SARU模型对于分级降水频次的预报较OTS模型和CMA-SH9模式更接近实况,尤其是20mm以上降水频次,预报偏少27.29%,远优于OTS模型预报的偏少85.54%和CMA-SH9模式的偏多95.50%。(3)对于小时雨量[5,10)、[10,20)和≥20 mm这三个级别的降水,SARU模型TS、命中率(POD)、空报率(FAR)、漏报率(MAR)皆最优,尤其短时强降水,SARU模型较CMA-SH9模式有明显优势,而OTS模型的预报能力则明显不足。(4)湖南存在明显的夜雨特征,夜间时段(北京时02—08时)短时强降水频次明显高于其他时段。SARU模型很好地把握了夜间短时强降水特征,TS在夜间明显升高,尤其是在北京时05时达到峰值(0.07左右),明显优于CMA-SH9模式和OTS模型。
文摘为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪水过程逐渐增多。致洪暴雨中心主要位于汉江上游南部和西部,即汉江流域南侧的米仓山、大巴山一带,安康水库以上的沿江河谷一带,及外方山南麓和伏牛山西南坡处的丹江河段。洪水峰值呈现单峰、双峰和多峰型。单峰型洪水过程持续时间最短,多峰型持续时间最长。从过程最大降水开始至洪峰出现,平均历时43 h,当起始入库流量超过4500 m 3·s^(-1)以上时,洪峰形成所需时长将大为缩短。从大尺度环流特征来看,汉江上游秋汛期降水偏多与欧亚中高纬阻塞系统强盛,西太洋副热带高压偏强、偏西,南亚高压及副热带西风急流偏北密切相关,高空辐散场大值区对应汉江上游所在区域,低层至高层的垂直运动增强,有利于致洪暴雨的发生。汉江上游秋汛期大洪水年源自阿拉伯海经由印度半岛和南海南部向北输送的水汽异常增多、西太平洋向西输送的水汽异常增多,为致洪暴雨的发生提供了异常充足的水汽供给。
文摘受登陆北上台风“利奇马”等影响,2019年8月9~12日山东省出现连续暴雨,其中10日夜间出现降雨峰值。利用中国气象局上海台风研究所(Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration,简称CMA-STI)热带气旋最佳路径数据、山东省自动气象站逐时降雨量、常规观测资料、中国风云二号地球静止气象卫星(FY-2G)0.1°×0.1°逐小时云顶相当黑体亮温和美国环境预报中心(National Center of Environmental Prediction,简称NCEP)1°×1°逐6 h再分析等资料,主要运用纬向风局地变化方程与大气动能方程,诊断分析降雨明显增幅与高、低层风场变化的关系。结果表明:(1)暴雨主要影响系统有高低空急流、500 hPa西风槽、850 hPa台风倒槽及“利奇马”本体环流等。10日200 hPa中纬度大尺度西南风急流东南移影响鲁西北,当天08:00(北京时,下同)850 hPa因双台风活动而形成的大尺度东南风急流突然北伸越过山东省。台风倒槽对流云与本体环流对流云先、后北移经鲁中,累积效应造成该地区10日夜间雨量最大。(2)10日20:00850 hPa章丘站东北侧出现了过程最快东风增幅,纬向运动方程诊断结果表明,东风平流是东风增加最主要原因,地转偏向力项则不利于东风增加。(3)10日20:00章丘站200 hPa西南风风力明显加大形成急流,10日08:00至11日08:00青岛站850 hPa维持东南风低空急流。同时位于高空急流右后侧与低空急流左前方是鲁中附近10日夜间降雨增幅的重要原因。章丘200 hPa与青岛850 hPa都是在最大风力之前12 h动能增加最快。动能方程诊断表明,最有利于鲁西北高空急流形成的是位能平流项,最有利于鲁东南低空急流形成的是动能垂直通量散度项。(4)10日20:00至13日08:00“利奇马”本体环流一直在影响山东,暴雨期间山东中部地形的动力作用也一直存在,而降雨的峰值是出现在10日夜间,说明10日20:00前后高、低空急流的耦合可能是山东暴雨增幅的主要影响因子。其主要作用至少有加强山东中部的垂直运动、整层水汽输送与静力不稳定度等方面。
