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行业专项成果综述-副热带季风区季节内强降水事件预报方法研发及业务化应用

发布者:张岳   来源:   发布时间:2020/10/22 16:14:45   标签:   浏览次数:685

项目编号GYHY201306030

研究周期2013年1月-2015年12月

国拨经费108万元

项目负责人穆海振

项目骨干成员】陈伯民     李震坤 汪佳伟   杨雅薇 沈钟平   居丽丽 孙国武 陈菊英 李巧萍 梁潇云 何金海     魏晓雯  

项目承担单位】上海市气候中心

项目协作单位】国家气候中心 南京信息工程大学 中国气象科学研究院 上海中心气象台

主要研究成果

通过本项目研究,加深了对大气低频活动规律的认识,揭示低频系统与副热带季风区强降水事件相互联系的观测统计事实及其机理,深化对季节内强降水事件可预报性研究。基于低频天气图技术和关键区低频波方法形成了适合我国副热带季风区季节内强降水事件发生时段和强度预报方法,对未来10-30天强降水事件预报进行客观检验,预报准确率高于气候平均态预报水平。项目形成季节内强降水事件预报业务流程和技术规范,预报方法和系统平台实现在副热带季风区省级相关业务单位业务化应用。具体如下:

1)观测事实和机理研究。

选取长江中下游夏季大范围持续性强降水过程,并针对汛期的不同阶段以及低频降水的不同频段对其进行分类,分别讨论了形成各类强降水过程的可能机制。明确了长江下游地区及其三个分区的5天滑动最大降水过程的气候变化特征和部分前兆物理因子。采用集合经验模态分解(EEMD)方法,分析了上海汛期强降水的气候态季节内振荡(CISO)特征,明确了影响上海强降水过程的大气季节内振荡系统。利用海气耦合模式,评估了模式对强降水过程的预测性能,开展了海温对强降水过程影响的敏感性数值试验。

2)预测方法研究。

选取长江中下游夏季大范围持续性强降水过程,并针对汛期的不同阶段以及低频降水的不同频段对其进行分类,分别讨论了形成各类强降水过程的可能机制。揭示了近65年来长江下游地区及其三个分区太湖区、沿江区和鄱阳湖区的最大5天滑动过程降水量的气候分布特征,从大气、海洋、气温和天文等方面对其前兆预报因子及其集成方法进行了探讨和研究,发现上一年太阳活动异常偏强年,长江下游及其三个分区的最大5天滑动过程降水量比常年偏小的概率都高于其气候概率。

利用多年历史资料总结出与上海地区强降水过程密切关联的700 hPa 低频系统活动关键区,建立上海地区汛期延伸期强降水过程低频预测模型,低频图方法对上海汛强降水过程预测的准确率平均为67.3%4年中每年均高于50%,其中2013年最高为83.3%

基于MJO信息建立上海汛期逐候回归物理模型预测模型,预测未来2-10候(约10-50天)逐候降水趋势,在为把握延伸期降水变化趋势,同时为汛期延伸期强降水过程及入梅、出梅预测提供背景预测信息,从汛期候降水量的整体预测效果来看,2年预测综合Ps评分分别达到6254分(图6.3.1),平均为58分,且各年均比气候概率预测评分高,平均高8.5分。

3)系统平台开发。

建设和完善“月内重要过程与趋势预测系统”,系统采用C++语言开发人机交互界面作为主程序控制整个平台的运行,绘图采用MICAPS 3.3 部分绘图软件系统可直接在WINDOS 7.0WIN XP环境下安装运行。MAPFS系统的通用性可确保在不同省(区、市)本地化推广应用。系统还可作为延伸期过程预测、月趋势预测科研工作的辅助工具。另外,系统还预留可供未来新增模块扩充的接口。系统含过程预测、背景预测和预测检验(只针对延伸期过程预测客观检验)功能,其中过程预测包括低频图方法模块、低频波方法模块等其他过程预测方法,预测检验包含延伸期强降水过程预测客观检验功能模块。牵头编制《全国月内强降水过程预测数据传输业务规定》、《月内强降水过程预测检验评分方法》、《月内强降水过程预测检验评分方法》等技术规范。

 

成果应用情况

MAPFS系统实现全国省级业务化应用,系统应用情况调查显示,90%省级业务单位在开展延伸期过程预测业务时不同程度使用MAPFS系统,70%的单位使用低频图和低频波方法模块。MAPFS系统成为省级业务单位开展延伸期强降水等重要天气过程预测业务的支撑系统。

 

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