检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2024年第1期44卷 15-27页

作者：周恒左廖鹏杨宏陈恒蕤落义明潘峰仝纪龙刘永乐兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

分别应用数值模式及机器学习模型对兰州市2019年7月近地面臭氧浓度进行模拟,以对比不同方法下模拟效果的差异.其中,数值模式部分选用了3种不同的化学机理(CBMZ、RADM2、CB06r3),结果显示CBMZ化学机理模拟效果优于其他2种化学机理,RADM2... 详细信息

分别应用数值模式及机器学习模型对兰州市2019年7月近地面臭氧浓度进行模拟,以对比不同方法下模拟效果的差异.其中,数值模式部分选用了3种不同的化学机理(CBMZ、RADM2、CB06r3),结果显示CBMZ化学机理模拟效果优于其他2种化学机理,RADM2高估了兰州市近地面臭氧浓度,CB06r3则有些低估.机器学习部分则选用了两种模型(XGBoost、PSO-BP),结果表明在缺少大气污染物排放清单的情况下,仅使用气象数据,无论是单个站点还是空间分布,2种机器学习模型均表现较好,且XGBoost模型在模拟近地面臭氧空间分布上表现更优.整体来看,2种机器学习模型相较于数值模式计算速度更快,但受其输入数据的影响较明显,对于更高空间分辨率的模拟研究及污染过程分析仍然需要依靠数值模式.因此,应该根据不同的需求及数据条件选择更合适的方法进行近地面臭氧模拟.

关键词：臭氧数值模式化学机理机器学习

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沙尘气溶胶数值模式与资料同化的研究进展、问题与展望

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地球科学进展 2024年第8期39卷 813-822页

作者：范亚伟杜鹤强杨胜飞颜长珍刘秀帆刘欣雷中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

沙尘气溶胶对气候变化、生态环境和人类生命健康均会产生严重影响,亟待对其进行系统性研究。数值模式是研究沙尘气溶胶的有效工具,能够模拟沙尘的起动、传输、扩散及清除等过程。然而,由于起沙参数化方案的不完整及模式输入场的不确定性... 详细信息

沙尘气溶胶对气候变化、生态环境和人类生命健康均会产生严重影响,亟待对其进行系统性研究。数值模式是研究沙尘气溶胶的有效工具,能够模拟沙尘的起动、传输、扩散及清除等过程。然而,由于起沙参数化方案的不完整及模式输入场的不确定性,导致数值模式的模拟结果存在较大误差。以此为立足点,论述沙尘气溶胶观测方式、数值模式发展历程、起沙参数化方案进展以及资料同化研究进展。并基于目前的研究现状,分析现阶段利用数值模式进行沙尘气溶胶研究过程中存在的问题,进一步提出未来的发展方向。通过全面回顾沙尘气溶胶数值模拟的研究进程,以期为相关领域研究提供参考和启发。

关键词：沙尘气溶胶数值模式遥感观测起沙参数化方案资料同化

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云降水和人工影响天气暖云催化数值模式研发与应用进展

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地球科学进展 2024年第7期39卷 671-684页

作者：沈淑婧史月琴刘卫国花少烽孙晶中国气象局人工影响天气中心中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室北京100081

暖性云系是主要的降水云系之一,也是开展人工影响天气作业的重要对象,使用催化数值模式进行机理研究、催化预估和效果评估,将为人工影响天气作业提供关键依据和科学指导。针对半个多世纪以来的暖云催化数值模式发展,在系统介绍和对比基... 详细信息

暖性云系是主要的降水云系之一,也是开展人工影响天气作业的重要对象,使用催化数值模式进行机理研究、催化预估和效果评估,将为人工影响天气作业提供关键依据和科学指导。针对半个多世纪以来的暖云催化数值模式发展,在系统介绍和对比基于总体积水、分档、拉格朗日超级粒子及混合微物理方案的吸湿性催化模式研发进展的基础上,全面阐述了系列模式围绕播撒型盐粉及燃烧型焰剂在人工增雨、消雾、消减雨、实际催化效果评估以及暖云催化机理研究方面的应用,剖析了当前研究中存在的问题和不足,并对未来研发和应用重点方向进行展望。将对深入发展暖云催化数值模式并基于其开展云降水机理研究和我国人工影响天气业务应用具有重要的指导意义。

关键词：暖云催化数值模式微物理方案人工影响天气

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与数值模式预报结合的冬季延伸期强降温过程预测方法及业务化应用

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高原气象 2023年第2期42卷 495-505页

作者：陈伯民周坤信飞马俊靳利梅上海市气候中心上海200030 上海市青浦区气象局上海201700 上海成生科技有限公司上海200090

首先对NCEP-CFSv2模式预报的2017年1-3月和10-12月1~30天700 hPa 8个关键区低频波效果做了定量评估,然后,在此基础上将模式1~30天低频波预报结果和低频波预测模型相结合,在2018年1-4月和2018年11月至2019年1月对上海地区做了15次延伸期... 详细信息

首先对NCEP-CFSv2模式预报的2017年1-3月和10-12月1~30天700 hPa 8个关键区低频波效果做了定量评估,然后,在此基础上将模式1~30天低频波预报结果和低频波预测模型相结合,在2018年1-4月和2018年11月至2019年1月对上海地区做了15次延伸期强降温过程业务预测,结果显示:(1)模式预报的关键区低频波位相和演变趋势与实况高度吻合,预报的延伸期(11~30天)关键区低频波与实况相关系数达0.839;预报的延伸期(3~6候)关键区低频波趋势平均准确率达83.3%,准确率为100%的比例高达45.8%。(2)15次延伸期强降温过程业务预测的平均准确率、Cs评分和Zs评分分别为61.2%,0.149和0.158,并准确给出2018年年初和年末两次最强降温过程发生时段,预报时效分别为18天和16天,显示出一定的预测技巧;评分结果显著高于未应用CFSVv2模式结果的2015年和2016-2017年1月同期业务预测。

关键词：延伸期强降温过程预测低频波数值模式

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中国区域3种数值模式的地面气象要素预报初步评估

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气候与环境研究 2022年第2期27卷 299-314页

作者：岳艳霞任芝花刘娜石岩石家庄市气象局石家庄050081 国家气象信息中心北京100081

ECMWF和GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)预报产品是国内目前主要的应用服务产品。为了了解ECMWF和GRAPES预报产品的性能,使用户在实际应用中,根据需求可选择性地应用上述预报产品,本文利用中国气象局2421... 详细信息

ECMWF和GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)预报产品是国内目前主要的应用服务产品。为了了解ECMWF和GRAPES预报产品的性能,使用户在实际应用中,根据需求可选择性地应用上述预报产品,本文利用中国气象局2421个国家级自动站和8155个地面天气站(骨干站)逐时观测资料对2017年7月和11月、2018年1月和4月的ECMWF确定性预报模式(C1D)和我国研发的区域数值预报模式GRAPES_MESO、全球数值预报模式GRAPES_GFS的气温、地表温度、湿度、风速预报资料在中国区域的适用性进行了评估。结果表明:与各观测要素实况相比,3个模式均存在系统误差。地表温度预报易低估、风速预报易高估;3个模式预报能力普遍存在明显的区域差异、季节差异和昼夜变化。青藏地区3个模式预报能力明显低于其他地区。3个模式气温、风速的预报能力春季最差,湿度预报能力夏季最优,地表温度白天的预报能力秋冬季低于春夏季。GRAPES_MESO模式气温、风速的预报能力没有明显的昼夜变化;在分析的所有气象要素中,3个模式均为湿度的预报准确率最低,GRAPES_MESO模式的地表温度预报准确率最高,GRAPES_GFS模式和C1D模式风速预报准确率最高。

关键词：数值模式地面气象要素评估

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多种数值模式在本溪市气温预报中的检验及误差分析

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现代农业科技 2024年第1期 140-142页

作者：王焕毅崔曜鹏崔景轩魏海宁秦瑜唐秋艳张翘本溪市气象局辽宁本溪117000

对EC 2 m、美国十天和智能网格3种数值模式2021年1月至2022年12月本溪市城镇气温预报的准确率进行检验,并对预报误差进行了分析。结果表明:美国十天全年预报准确率明显优于其他两种产品,为75.6%~86.9%;逐月检验结果显示,最低气温在6—9... 详细信息

对EC 2 m、美国十天和智能网格3种数值模式2021年1月至2022年12月本溪市城镇气温预报的准确率进行检验,并对预报误差进行了分析。结果表明:美国十天全年预报准确率明显优于其他两种产品,为75.6%~86.9%;逐月检验结果显示,最低气温在6—9月之间预报准确性最好,最高气温的预报,美国十天和智能网格各月相差不大,EC 2 m存在较大差异。平均绝对误差,3种数值模式的最低气温预报准确率差距较小,均小于2℃,最高气温预报准确率存在较大差别;误差离散度美国十天表现最好;EC 2 m最高气温系统偏差最明显。本溪市美国十天最低(高)气温年准确率和逐月准确率都比较高,具有较高的参考价值。

关键词：数值模式气温预报检验误差辽宁本溪

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人工智能与数值模式相结合的海面动力要素短期预报方法研究

人工智能与数值模式相结合的海面动力要素短期预报方法研究

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作者：臧统晖齐鲁工业大学

学位级别：硕士

沿海区域向来是人口稠密区,居民海上作业频繁,突发的海面动力要素(在本文中海面动力要素指海面风速和浪高)会对沿海居民的生产生活产生巨大的影响,因此进行精确的海面风速预报尤为重要。当前海面上进行气象预报的方法基本上依靠数值模... 详细信息

沿海区域向来是人口稠密区,居民海上作业频繁,突发的海面动力要素(在本文中海面动力要素指海面风速和浪高)会对沿海居民的生产生活产生巨大的影响,因此进行精确的海面风速预报尤为重要。当前海面上进行气象预报的方法基本上依靠数值模式方法,然而数值模式预报出来的气象要素往往会在海面上存在偏差,与真实的观测有差别。前人进行了大量的研究来提高海面气象要素预报精度,其中包括大量同化试验,通过同化气象观测数据确实可以提高海面气象要素预报精度,但其会增加大量的积分开销,使得数值模式积分过程变得更加漫长,而后处理修正这种经验性方法方便快捷,也可以提高海面气象要素预报精度。因此本文通过人工智能与数值动力相结合的方法,建立了海面风速预报模型,探索提高区域海面风速预报精度的方法,并在黄渤海地区进行模型验证。本文的研究分为两部分,首先研究的是基于人工智能算法与数值模拟的海面风浪单站预报方法,其次是以单站预报试验为基础,结合径向基函数插值算法研究区域海面风速预报方法。本文采用COAWST数值模式对海面的气象数据进行模拟,通过MOS、BPNN、LSTM和CNN算法对数值模式结果进行修正,使用集合平均算法集合几种修正算法的优势建立海面风浪单站预报模型。在2022年9月的验证期内,验证评估海面风浪单站预报模型的预报精度,试验发现,目前集合预报方法在三个浮标站对海面上风浪修正的平均误差相较于COAWST原预报方法均降低90%以上,单一修正算法中卷积神经网络对海面风浪预报修正后的平均误差也远低于COAWST原预报。其次本文采用海面风浪单站预报模型试验中预报精度最高的单一修正算法CNN对陆地台站处的风速进行修正,采用径向基函数插值算法将修正后的风速插值至区域海面上,建立区域海面风速短期预报模型。同样在2022年9月的验证期内,验证评估区域海面风速短期预报模型的预报精度,试验发现,区域修正算法相较于COAWST原预报平均均方根误差降低了28%,在台风期平均均方根误差降低了34%;区域海面风速预报模型预报的海面风速数据相较于COAWST原预报平均均方根误差降低了36%,在台风期平均均方根误差降低了39%,平均均方根误差低于其他插值算法。

关键词：数值模式人工智能动力要素短期预报

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数值模式在区域能见度预报中的释用分析

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2025年第2期 122-125页

作者：吴俊辉王淳锦朱成鑫中国飞行试验研究院气象台陕西西安710089

利用2020—2021年陕西关中区域44个自动站逐小时能见度数据,以及CMA_MESO数值预报数据,采用时空序列PredRNN-V2深度学习算法,对陕西关中区域(107.04°~110.52°E,33.8°~35.72°N)进行能见度预报建模,输出0—12h逐小时... 详细信息

利用2020—2021年陕西关中区域44个自动站逐小时能见度数据,以及CMA_MESO数值预报数据,采用时空序列PredRNN-V2深度学习算法,对陕西关中区域(107.04°~110.52°E,33.8°~35.72°N)进行能见度预报建模,输出0—12h逐小时能见度预报产品;使用EC欧洲细网格数据输出12—72h逐三小时雾的潜势预报。为评估模型性能,采用预兆评分TS和HSS评分对预报结果进行评估。结果表明:基于PredRNN-V2深度学习方法构建的能见度预报模型对低于2km预报的整体TS和HSS评分分别达到0.54和0.67,模型对低于2km的低能见度预报具有较出色的表现;在0—7h的预报时效内,该模型对低能见度过程的发展趋势、落区有较好的预报效果,但在低能见度(<1km)的强度和范围,以及7h之后的预报表现上仍有提升空间;雾的潜势预报能够给出雾发生的概率和落区以及发展趋势,在实际业务中具有一定的参考和使用价值。

关键词：能见度预报循环神经网络数值模式

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2021年夏季青海全球数值模式降水预报检验

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青海科技 2024年第3期31卷 127-134页

作者：张宁瑾谢天蓉梅成红赵璐王倩青海省气象台西宁810008

基于站点观测和全球数值模式(ECMWF、CMA-GFS)24 h降水预报资料,采用TS评分、空报率等方法进行检验和对比分析。结果表明:ECMWF、CMA-GFS模式对小雨的TS评分较高且稳定,中、大、暴雨的TS评分随着降水量级的增加而随之递减。ECMWF、GFS... 详细信息

基于站点观测和全球数值模式(ECMWF、CMA-GFS)24 h降水预报资料,采用TS评分、空报率等方法进行检验和对比分析。结果表明:ECMWF、CMA-GFS模式对小雨的TS评分较高且稳定,中、大、暴雨的TS评分随着降水量级的增加而随之递减。ECMWF、GFS模式对青海省祁连山区、青南地区的小雨命中率较高,东部河谷地区次之,而柴达木盆地的小雨命中率最低。两种模式对东部河谷地区的大雨有一定命中率,但命中率低,约在0.09~0.50之间,其中ECMWF模式的大雨命中率高于CMA-GFS模式。

关键词：数值模式降水预报检验夏季青海

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不同数值模式对江淮地区梅汛期暴雨模拟的对比分析

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气象科学 2024年第2期44卷 328-337页

作者：张文月闵锦忠南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/大气科学学院南京210044

从降水偏差特征、预报技巧和对象诊断分析3个角度评估了欧洲中期天气预报中心模式(EC)、华东区域中心区域数值模式(WARMS)和江苏区域模式(PWAFS)对2020年江淮地区梅汛期11次典型暴雨过程的预报性能,并分析了各模式的优点及不足。结果表... 详细信息

从降水偏差特征、预报技巧和对象诊断分析3个角度评估了欧洲中期天气预报中心模式(EC)、华东区域中心区域数值模式(WARMS)和江苏区域模式(PWAFS)对2020年江淮地区梅汛期11次典型暴雨过程的预报性能,并分析了各模式的优点及不足。结果表明:(1)24 h观测日平均累计降水主要分布在大别山—江苏淮北以及大别山—皖南山区,相应的模式降水偏差大值区与主要雨带位置有较好的对应关系,其中,EC在大别山和皖南山区存在明显干偏差,在江苏淮北地区则出现系统性北偏。WARMS和PWAFS两种区域模式均在大别山和皖南山区上游地区和下游浙江地区出现大范围湿偏差,而在江苏淮北地区出现干偏差;(2)24 h预报技巧评分结果表明,EC对暴雨及以下量级的TS评分最高,但大暴雨量级PWAFS最优,原因是EC对大暴雨量级出现较高漏报。对比WARMS和PWAFS两家区域模式可见,PWAFS在几乎各量级的空报和漏报率都低于WARMS,因此TS评分也高于WARMS;(3)通过MODE对象诊断分析发现,EC对降水位置预报最稳定,PWAFS对降水强度和范围的预报效果最优,但对雨带位置的预报不够稳定。总得来说,PWAFS的预报性能略优于WARMS,与EC相比在对降水强度和雨带范围的刻画上也具有优势,但预报稳定性尚有待提高。

关键词：数值模式江淮梅雨暴雨对象诊断分析

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