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江淮梅雨江淮梅雨11、梅雨形势预报2、中期预报技术3、长期预报技术1、梅雨形势预报2梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点31、梅雨锋系在130°E以西,梅雨锋是较暖的极地大陆气团和南方季风气团的界面,湿度梯度大;在130°E以东,则是较凉的极地海洋气团和热带气团的界面,温度梯度大。2、低空急流和水汽输送梅雨和低空急流关系密切,暴雨时,皆有低空急流存在。在梅雨期间有70%以上的天数出现低空急流。79%的低空急流伴有暴雨,而83%的暴雨则伴有低空急流。1、梅雨锋系在130°E以西,梅雨锋是较暖的极地4梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点51、入梅前五天的副高120°E上的脊线在18°N以北,且五天中的日平均温度有3天≥22℃;2、入梅的头五天中必须有4天雨日(包括郊县气象站);3、若梅雨有分段现象,则每段梅雨结束后的平均气温必须都在22℃或以上,否则属晚春连阴雨。要点要点6思路:(1)从太平洋副热带高压脊的活动着眼第一,太平洋高压中心从东经140°E以东增强西进到巴士海峡偏东的洋面上,其中心在北纬22°--27°之间。第二,东亚低压槽东移减弱,在我国大陆有西风带高压脊和变性高压(出现正△H24区)并入太平洋高压中。第三,入梅前,台湾东南洋面有台风北上,促使太平洋高压西伸北进,强度增强。第四,太平洋高压西南方,南海或印度半岛的低压向西北方移动,太平洋高压脊线北跳至18°N以北。思路:7(2)从青藏高原和印度地区环流形势着眼高原上空(东经80°)有高压脊建立印度的西南季风爆发梅雨在1-2星期内开始(3)短期预报地面:有一条冷锋从西北南下,到长江流域成为东西向的准静止锋。700或850毫巴:横槽或东西向切变线。西南涡或西北涡随冷槽东移。(2)从青藏高原和印度地区环流形势着眼8梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点9梅雨期的地面形势

梅雨期的地面天气形势是为东高西低的气压场。在长江中下游地区,形成一条稳定的降雨带。这条雨带在短时间里也往往有比较小的南北摆动。

第一,锋面特别稳定。中下游带来了持续的阴雨天气;第二,梅雨锋的南北两侧冷暖空气性质—湿度;

第三,它的降雨区在南北方向上很狭窄,但其降水强度强烈。梅雨期的地面形势梅雨期的地面天气形势是10中高纬西风带环流特征

1、梅期亚洲地区急流(西风带)主要锋区的三种类型(1)入梅前西风急流已经显著北移至42.5°N或以北--梅期短、梅雨量少。(2)前期急流偏南,维持在32.5°N(或37.5°N),后期北移至42.5°N或以北--梅雨量一般属正常到偏多。(3)整个梅期急流都稳定在32.5°N~37.5°N之间,间或南北摆动--梅雨量偏多,梅期偏长。中高纬西风带环流特征1、梅期亚洲地区急流(西风带)主要锋区112、西风带阻塞系统—贝加尔湖—鄂霍次克海阻塞高压(东阻)的作用(1)稳定少变,致使梅雨天气过程稳定,持续时间较长。(2)它们对西风带有分支作用。(3)在阻塞高压的西南方和东南方的冷涡。2、西风带阻塞系统—贝加尔湖—鄂霍次克海阻塞高压12西太平洋副热带高压的动态特征

1、入梅后副热带高压持续增强,脊线稳定北移--短梅、旱梅。2、入梅后,副热带高压脊线在20°N~25°N之间摆动,出梅前发生突跳--梅期偏长,梅雨量偏多。3、入梅后,副热带高压处于减弱、南退周期,这类梅期的特点是梅期偏长。西太平洋副热带高压的动态特征1、入梅后副热带高压持续增强,13直接影响梅雨的天气系统

造成梅雨降水的天气系统主要是700或850毫巴上的江淮切变线及其上的低涡,在地面图上表现为静止锋和气旋波。直接影响梅雨的天气系统造成梅雨降水的天气系统主要是700或14梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点15(1)正常梅雨:长江中下游地区正常的梅雨约在6月中旬开始,7月中旬结束。梅雨期长约20-30天,雨量在200-400毫米之间。

a、6月16日08时500百帕图1976年梅雨(1)正常梅雨:长江中下游地区正常的梅雨约在6月中旬开始,716c、7月15日02时地面图c、7月15日02时地面图17(2)早梅雨:通常把“芒种”以前开始的梅雨,统称为"早梅雨"。(3)迟梅雨:通常把6月下旬以后开始的梅雨称为迟梅雨。(2)早梅雨:通常把“芒种”以前开始的梅雨,统称(3)迟梅雨181969年梅雨a、6月24日08时500百帕图b、7月17日08时500百帕图1969年梅雨19(4)特长梅雨:1954年6月初就开始了,直到八月初才“出梅”。梅雨期长达两个月。

1954年7月平均500hPa天气形势(4)特长梅雨:1954年6月初就开始了,直到八月初才“出梅20(5)“短梅”和“空梅”:出现机会,平均为十年中1-2次。

(6)倒黄梅:维持时间不长,短则一周左右,长则十天半月。

(5)“短梅”和“空梅”:出现机会,平均为十年中1-2次。

21梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点22(1)造成早梅雨的基本原因是西太平洋副热带高压的北跳提早发生,使得我国东半部主要的降雨带突然从南岭以南移到长江中下游。

开梅早型环流特征(1)造成早梅雨的基本原因是西太平洋副热带高压的北跳提早发23(2)迟梅雨:在对流层的中部一直维持着一支强劲的西风,抑制了西北太平洋副高的北抬,使得长江中下游的雨带久久不能建立。开梅迟类环流特征(2)迟梅雨:在对流层的中部一直维持着一支强劲的西风,抑制24(3)特长梅雨:主要原因是“出梅”特别迟。第一,西北太平洋副热带高压位置比正常年份偏南。第二,有一个强大的高气压,长期停留在西伯利亚上空。“阻塞”在高空西风带的通道上,使西风急流分成两支。(3)特长梅雨:主要原因是“出梅”特别迟。25(4)“短梅”与“空梅”:通常是副热带高压与北方冷空气两者活动不协调的结果。

(5)“倒黄梅”:是东亚上空大气运动初夏到盛夏的季节转变过程中发生反复所造成的。(6)梅雨异常的出现,并不是长江中下游孤立的天气气候现象,全球范围内大气运动的异常与海水温度异常变化、全球火山活动、太阳黑子的活动等都有很大的关系。(4)“短梅”与“空梅”:通常是副热带高压与北方冷空气两(26梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点27大气环流特征:

1、中、高纬的阻塞形势有利于冷空气分股南下,尤其是东阻(贝加尔湖—鄂霍次克海),有利于暴雨和连续暴雨的发生。2、大尺度天气系统的阻滞、调整、强烈发展、系统叠加,均有利于暴雨的持续和雨量增大。3、有西南或东南季风伴随低空急流的入流通道,有利于充足的水汽不断地汇合到暴雨区,使暴雨天气持续。大气环流特征:28江淮切变线:冷锋式切变(偏北风-西南风)暖锋式切变(东南风-西南风)静止锋式切变(偏东风-偏西风)江淮切变线:29在低层35°N以北的西风带中,有小槽东移并且因移速北面快南面慢而逐渐顺转,最后成东西向切变线。低层850-700百帕上,河西走廊有高压脊或小高压中心东移。其南侧东北-偏东气流与副热带高压西北侧的西南气流构成切变线。在低层,我国西南地区常有低涡或倒“V”形槽向东北方向发展,与北方西风带小槽连成一体,是切变线形成的一个有利条件。西太平洋副高呈东西向,强而稳定。当140°E以西的副高脊线位于18-25°N之间时,对江淮切变线的形成最为有利。切变线形成后,在低层温度场上常表现为南侧暖中心,北侧冷中心。在低层35°N以北的西风带中,有小槽东移并且因移速北面快南面30西南涡:

北槽南涡型,持续时间较短。东西向切变型,持续时间较久,易造成连续性暴雨。暖脊东撤型,北方变性高压与副高之间有暖切变形成,低涡沿暖切变东传。东北-西南向切变型,北方低槽东移时,南段受副高阻挡顺转成为东北-西南切变线。西南涡:31梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点32预报要点:(1)在5、6、7月内阴雨结束前后副高脊线在27°N以北(副高中心在日本东南方)或副高中心在120--130°E,25°N以北,且日平均温度≥27℃(2)在7月份当副高脊线到30°N以北,晴天在6天以上,最高气温在30℃以上,之后再出现连阴雨,则此雨属夏雨,不属梅雨。预报要点:33预报思路:(1)键是120°E副热带高压脊线是否北跳至27°N以北。(2)东经125°以东的太平洋高压脊线北跳达4个纬距时,东经125°以西的副热带高压脊线也迅速北跳,长江流域出梅。(3)青藏高原高压东移与太平洋高压合并,太平洋高压脊北跳,长江流域出梅。此外,河套附近的西风带暖高压脊东移与太平洋高压脊合并西伸时,长江流域出梅。预报思路:34(4)影响江淮的低槽是否明显北缩,江淮以南转成一致的西南气流。地面图上主要雨带北移,长江流域梅雨结束。(5)在西太平洋菲律宾以东,关岛以西地区有台风生成发展,向偏北方向移动,太平洋高压断裂分为两个中心,大陆上副热带高压北移控制长江流域,长江流域出梅;此外,如华南有台风登陆,太平洋高压加强西伸北跳,导致长江流域出梅。(6)梅雨后期,如有冷空气侵袭鄂霍次克海和乌拉尔阻塞高压,使之崩溃,鄂霍次克海阻塞高压的残存部分与太平洋高压合并,太平洋高压北跳,长江流域出梅。(4)影响江淮的低槽是否明显北缩,江淮以南转成一致的西南气流35梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点365-6月份,当加尔各答500hPa稳定西风结束,出现东西风相间连续3天120°E副高脊线≥20°N连续3天115°E、120°E、125°E经度上588线平均位置≥25°N或115°E、120°E、125°E584线平均位置满足≥30°N,≤35°N连续3天120°E上,-8℃等温线位置≥35°N入梅环流调整日特征

5-6月份,当加尔各答500hPa稳定西风结束,出现东

37出梅环流调整日特征120°E的副高脊线≥27°N(或115°E、

120°E、125°E的588线平均位置31°N)120°E,-8℃等温线位置≥40°N入梅偏早环流调整日特征东亚地区有明显的阻塞系统印缅槽发展完好巴湖槽(贝湖槽)稳定出梅环流调整日特征120°E的副高脊线≥27°N(或115°38入梅偏迟环流调整日特征东亚(60°E以东)环流平直西风带无阻塞系统出梅偏早环流调整日特征副高主体明显增强,6月下旬后期-下旬,有592线副高中心西进华南大陆西风带中纬度巴湖到贝湖地区过早地转西南气流,切断了冷空气的南输入梅偏迟环流调整日特征东亚(60°E以东)环流平直出梅偏早环39出梅偏迟环流调整日特征副高偏弱,且主体偏东(相对于7月下旬)我国东北地区切断冷涡深厚,对120°E副高脊线第二次北跳起了抑制作用旱梅环流调整日特征印缅槽入梅前后发展不明显90°E以西、40°N以南的东亚副高偏强、偏西涝梅环流调整日特征印缅槽发展完好中纬度在入梅时就形成阻塞高压出梅偏迟环流调整日特征副高偏弱,且主体偏东(相对于7月下旬)401、梅雨形势预报2、中期预报技术3、长期预报技术1、梅雨形势预报41中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征421、一个中期天气过程,往往包括若干短期天气过程,包括若干天气系统的生消发展。2、中期天气过程不仅在时间尺度上与短期天气过程不同,而且在空间尺度上也不同。3、中期天气过程既受大气初始状态的制约,又受外界能源(主要是非绝热加热)的影响。1、一个中期天气过程,往往包括若干短期天气过程,包括若干天气43中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征44(1)要素气候图:如多年平均的各旬降水量图、雨季始迄期、多雨少雨时段分布、气温图、早晚霜冻出现的均值图和极端图、冷空气活动表等等。(2)环流气候图表:有旬或月的多年平均环流场、槽脊活动频率图、副高位置和强度资料等。1、各种气候资料图表(1)要素气候图:如多年平均的各旬降水量图、雨季始迄期、多雨45(3)物理量气候图:主要有平均基本气流分布图、急流分布图、低纬合成风资料、长波及超长波各分波位相角最易出现的地理位置等资料。(4)影响系统气候图:主要有不同月份台风路径频率图、台风强度分布图、台风生成源地分布图、气旋活动频率图、西南低涡活动频率图、冷高压活动频率图以及关键的或重要的天气过程模式等。(3)物理量气候图:主要有平均基本气流分布图、急流分布图、低46(1)时间平均图:常用的时间平均图有500hPa旬平均、候平均图、3天滑动平均图以及相应的距平图、变高图等资料。(2)空间平均图:表达大尺度环流演变还可以应用空间平均图及其距平图、变高图。通过分析环流形势的逐日连续变化及距平和变高演变趋势,可以帮助确定超长波的调整和转换。2、各种时间、空间平均图(1)时间平均图:常用的时间平均图有500hPa旬平均、候平473、各种滤波合成图和高层天气图(1)合成波高度图:超长波合成图,它是由波数为1-3波合成的,长波合成图,是4-6波加平均场的合成图。(2)高层天气图:指100hPa以上的平流层天气图,如50hPa、25hPa、10hPa天气图。3、各种滤波合成图和高层天气图(1)合成波高度图:超长波合成484、各种环流指数和特征量的时间演变曲线图及时空剖面图西风环流指数曲线、低纬环流振动曲线、关键区特征曲线及各种要素演变曲线等。在实际业务中采用了很多种时间剖面图、槽脊活动时间剖面图、超长波或各分波时间剖面图、能量时间剖面图、低纬气流时间剖面图等。4、各种环流指数和特征量的时间演变曲线图及时空剖面图49中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征501、掌握天气气候特点

2、分析大型环流的演变

3、结合应用中期数值预报结果

4、单站气象要素实况演变的应用

1、掌握天气气候特点3、结合应用中期数值预报结果51中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征521、典型个例法2、归纳个例法

3、平均图法

4、按预报量分类法

5、按预报因子分类法

1、典型个例法53中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征54我国数值天气预报的发展历史年份发展内容1954开始数值预报理论的研究1955用图解法两层模式作出500hPa24小时预报1959用计算机制做亚欧和北半球范围的正压和斜压过滤模式预报1965发布北半球500hPa正压预报1973原始方程3层绝热模式业务试验1980A模式(欧亚范围3层半隐式原始方程绝热模式,48小时预报)1982B模式1(北半球5层显式原始方程非绝热模式,72小时预报)1982B模式2(亚洲范围5层显式原始方程非绝热模式,36小时预报)1990T42(北半球9层半隐式原始方程非绝热谱模式,五天预报)1990LAFS(亚洲范围15层显式原始方程非绝热模式,48小时预报)1993T63(全球16层半隐式原始方程非绝热谱模式,七天预报)1995HLAFS(亚洲范围15层显式原始方程非绝热模式,48小时预报)1995MTTP(西北太平洋/南海地区热带气旋路径预报模式,48小时预报)1997T106(全球19层半隐式原始方程非绝热谱模式,十天预报)1997核污染源扩散轨迹预报1997中尺度数值天气预报系统我国数值天气预报的发展历史年份发展内容1954开始数值预报理55产生数值预报误差的主要原因1、数值模式所描述的大气运动物理过程是有限的2、次网格过程参数化问题难以精确处理3、初始场不可能绝对准确4、计算过程中的舍入误差在所难免一是观测误差。二是资料密度问题。三是客观分析造成的误差。产生数值预报误差的主要原因1、数值模式所描述的大气运动物理过56数值预报误差的分析和订正天气系统预报误差分析系统漏报、空报和能正确作出预报的情况系统强度预报误差情况(偏强、正确、偏弱)系统移速预报误差情况(偏快、正确、偏慢)气象要素预报误差分析降水预报的误差分析,地面风、空中风、高度(气压)、气温等要素的误差分析。

数值预报误差的分析和订正天气系统预报误差分析57数值预报产品的定量应用方法

(1)PP法

PP法是1959年由美国的克莱因提出的。它用历史资料中与预报对象同时间的实际气象参数作预报因子,建立统计关系。即在建立统计预报方程时,预报对象和预报因子都是同时的观测(或诊断)值,而且预报因子是指数值预报能够输出,且用历史天气资料稍作加工就可以得到的量。数值预报产品的定量应用方法(1)PP法58(2)MOS法

MOS法是1972年由美国气象学家格莱恩和劳里提出并投入业务预报使用的。MOS方法直接把数值预报模式的输出产品作为预报因子,并与预报时效对应时刻的天气实况(预报对象)建立统计关系。(2)MOS法59应注意的几个问题注意天气气候规律的应用关于小概率天气预报中的样本过滤(消空)问题注意再加工因子的使用不同时效的数值预报产品的应用问题应注意的几个问题60(3)卡尔曼滤波方法在PP和MOS方法中,从大量资料统计而得到的预报方程的回归系数是固定不变的。而卡尔曼滤波方法中预报方程中的回归系数是随时间变化的。预报每向前延伸一步,都将预报结果与观测进行比较,其差别(预报误差)将以适当的方式反馈到回归系数的变化方程中去。通过利用前一时刻预报误差的反馈信息来及时修正预报方程,以提高下一时刻的预报精度。(3)卡尔曼滤波方法61需要注意的几个问题:

预报对象的选择。预报因子的选择。递推滤波的时间间隔。预报精度。预报滞后现象需要注意的几个问题:62(4)人工神经元网络神经网络有很多种结构模型,通常一般采用BP(BackPropagation)网络,它是一种单向传播的多层前向网络。BP网络基本结构示意图(4)人工神经元网络BP网络基本结构示意图63资料的准备:选取预报对象。选取预报因子(系统的输入)。选取训练样本。资料的准备:64学习训练:构造神经网络结构。设置网络的初始权值。如取0.4为初值。确定学习精度(如历史概括率>90%),以决定学习训练结束的时机。逐个对输入的样本计算其输出从输出层到输入层的后一层(隐层),计算反差,反向传输修正权值。当输出与期望不一致时,重复前面的学习过程,直至达到精度要求或产生振荡(不能收敛)学习训练:65(5)综合集成方法

预报方法集成预报模式集成预报时效集成集合预报集成综合预报集成(5)综合集成方法66基本技术:加权平均法

投票集成法多元决策加权法线性回归集成法神经网络集成法多层递阶集成法基本技术:加权平均法投票集成法671、梅雨形势预报2、中期预报技术3、长期预报技术1、梅雨形势预报681、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征691、长期天气过程的非绝热性影响长期天气过程的非绝热因子有很多,其中主要的有太阳活动、冰雪覆盖、陆地温度异常,海温等。2、长期天气过程的全球性长期天气过程是全球性的,这些过程应该看成是大气总环流的振荡过程。1、长期天气过程的非绝热性701、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征71一、太阳活动

二、海温

1、海洋的巨大面积与质量2、海洋的巨大热惯性一、太阳活动二、海温1、海洋的巨大面积与质量2、海洋的巨大热72三、冰雪覆盖地球上的冰雪覆盖大致可分为三部分:海冰、大陆积雪和大陆冰盖。典型冷夏和热夏年北半球冬春积雪面积(106平方公里)欧亚积雪面积北美积雪面积北半球积雪面积冷夏年19721976平均24.122.923.514.014.314.238.037.237.6热夏年19701975平均17.920.819.413.214.213.731.135.033.1三、冰雪覆盖典型冷夏和热夏年北半球冬春积雪面积(106平方公731月北极海冰与6月海平面气压相关场1月北极海冰与6月海平面气压相关场74四、亚洲季风一般用10°-50°N范围内,110°E与160°E之间的气压差来表示东亚季风的强度。预报夏季风的强弱则根据4月份夏季风来临的早晚来确定,一般夏季风来临早,当年夏季风正常到偏强的占85%;夏季风来临晚,当年夏季风正常到偏弱的占100%。四、亚洲季风预报夏季风的强弱则根据4月份夏季风来临75夏季风强年夏季风正常年夏季风弱年1961(I)1960(I)1988(I)1981(I)1990(I)1964(I)1963(II)1959(I)1989(II)1973(I)1975(II)1962(II)1985(I)1994(I)1977(I)1957(II)1965(II)1982(II)1966(I)1958(I)1953(I)

1954(III)

1987(III)1972(II)1978(I)

1991(III)

1983(III)1984(II)1992(I)1971(II)1955(III)1974(III)1952(III)1993(III)1969(III)1979(II)1956(II)1980(III)1968(III)1967(I)1986(III)1970(III)1976(I)I类雨带占73.3%II类雨带占26.7%III类雨带占0.0%I类雨带占35.7%II类雨带占35.7%III类雨带占28.6%I类雨带占14.2%II类雨带占21.4%III类雨带占64.3%夏季风强度指数和我国夏季雨带类型的关系

I类雨带:雨带主要位于黄河流域及其以北II类雨带:雨带主要位于黄河与长江之间III类雨带:雨带主要位于长江流域及其以南夏季风强年夏季风正常年夏季风弱年1961(I)1957(II76四月份夏季风来临早迟与夏季风强弱的关系

四月夏季风来临早四月夏季风来临迟1964(强)1956(弱)1983(正)1954(正)1961(强)1958(正)1984(正)1962(强)1973(强)1977(强)1985(强)1978(正)1963(强)1988(强)1959(强)1994(强)1952(弱)1979(弱)1975(强)1981(强)1992(正)1989(强)1966(正)1960(强)1980(弱)1990(强)1991(正)1967(弱)1968(弱)1972(正)1982(正)1986(弱)1974(弱)1957(正)1965(正)1969(弱)1955(弱)1987(正)1993(弱)1970(弱)1971(弱)1976(弱)1953(正)强年占55.5%正常年占29.6%弱年占14.9%强年占0.0%正常年占37.5%弱年占62.5%四月份夏季风来临早迟与夏季风强弱的关系四月夏季风来临早四月77五、OLR(向外长波辐射)

OLR反映了下垫面(海表)或云顶所放出的长波辐射。前者决定于海表温度,后者决定于云顶温度及云量。而云顶温度又主要决定于对流的强度,因此OLR能反映热带对流的强度。五、OLR(向外长波辐射)781、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征791、环流指数与指数循环环流指数是用于定量描述大范围环流的一种特征量,指数循环则是反映环流交替转换的基本规律。经向度(经向环流指数)指数循环西风(纬向环流)指数1、环流指数与指数循环经向度(经向环流指数)西风802、大气活动中心特征量副高特征量面积指数强度指数平均脊线位置西伸脊点北界位置东亚槽特征量东亚槽强度东亚槽位置极涡特征量(强度、位置)2、大气活动中心特征量811、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征821、经验方法持续性方法许多气象变量都呈现出某种程度的持续性,持续性的强度有强烈的季节和地理变化。周期或准周期性一是观测到的周期性必须是一个真实物理过程的再现,而不是样本分析过程中人为造成的;二是该周期性相应的功率谱必须足够大,说明该周期不是预报变量的随机性而造成的。已经发现普遍而始终存在的周期性是准两年振荡。1、经验方法832、物理统计方法

1、韵律分析法从天气谚语中确定韵律利用天气现象或天气过程间隔时间频数分布表确定韵律2、物理统计方法1、韵律分析法842、秩相关秩相似法秩相关秩相似法是利用求秩相关系数的方法去普查预报因子,并对秩相关系数进行显著性检验,将达到一定信度标准的因子选取为相似分析指标,作为相似预报因子,再利用相似预报因子与历史做相似分析,求出相似系数,确定相似对象,最后建立预报方程。(1)秩相关秩相似法比较简单,定量且使用效果比较稳定。(2)预报因子尽可能多一些。2、秩相关秩相似法853、多层递阶预报方法多层递阶预报就是将单一的气象要素或某些相关联的气象要素组合成随时间变化的数据,且看成一个一维或多维的时间序列,用时间序列分析的方法进行多层分析和多层递阶预报,建立输入—输出模型。特点:能充分考虑系统的时变特性。3、多层递阶预报方法864、大气环流的EOF分析EOF分析即经验正交函数分析,是指用来分解气象要素场的特征向量是由给定的气象要素场序列本身具有的特征所确定的。基本思路:将气象场分解为只与时间或空间有关的两部分,与空间有关的部分由正交函数组成,称为特征向量;与时间有关的部分表示正交函数随时间的变化,称为时间系数。4、大气环流的EOF分析875、谐波分析谐波分析也叫波谱分析,就是把等压面高度场沿纬圈作富里埃级数展开,求出波数n=1,2…等分波的振幅和位相角等特征量,再把波数1-3或4-6的分波叠加在一起,求出对应于超长波或长波的合成高空形势图。5、谐波分析883、动力学方法和动力统计学方法

1、大气环流模式预报从实际的初值开始计算,做出未来月或季节的预报,这相当于用短期天气预报的方法进行外延。月预报季节预报3、动力学方法和动力统计学方法1、大气环流模式预报892、概率预报蒙特卡洛方法滞后平均预报方法

2、概率预报901、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征911、东北夏季低温东北夏季温度指数与ENSO现象的关系(斜线柱体标出ENSO事件发生的年份)1、东北夏季低温东北夏季温度指数与ENSO现象的关系(斜线柱922、我国东部的夏季降水异常厄尔尼诺年、反厄尔尼诺年与中国夏季三类雨型厄尔尼诺年当年次年反厄尔尼诺年当年次年1957-1958II类I类1955-1956III类II类1963-1964II类I类1964-1965I类II类1965-1966II类I类1967-1968I类III类1969-1970III类III类1970-1971III类II类1972-1973II类I类1973-1974I类III类1976-1977I类I类1975-1976II类I类1982-1983II类III类2、我国东部的夏季降水异常厄尔尼诺年、反厄尔尼诺年与中国夏季93历次ENSO事件与长江中下游地区梅雨趋势的关系事件年代长江中下游梅雨趋势当年次年开始增暖出现在冬秋季的ENSO事件1953-19541969-19701982-19831986-19871953年(0+)1969年(+)1982年(0+)1986年(0-)1954年(+)1970年(+)1983年(+)1987年(+)开始增暖出现在春夏季的ENSO事件1957-19581963-19641965-19661972-19731966-19771957年(0+)1963年(-)1965年(-)1972年(-)1976年(0-)1958年(-)1964年(0+)1966年(0-)1973年(-)1977年(-)历次ENSO事件与长江中下游地区梅雨趋势的关系事件年代长江中943、太平洋副高强度和西伸程度的年际变化赤道东太平洋SST(实线)与西太平洋副高面积指数(虚线)长期变化的关系3、太平洋副高强度和西伸程度的年际变化赤道东太平洋SST(实954、西太平洋台风活动西太平洋和南海的编号及登陆台风1951-1990年历年平均值ElNino年平均反ElNino年平均进入180以西太平洋和南海的编号台风个数28.1个24.8个30.9个登陆我国的台风个数7.0个5.6个7.6个4、西太平洋台风活动西太平洋和南海的编号及登陆台风1951-961、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征97

美国100个站:5天--温度距平预报准确率为75%,降水距平预报的准确率为59%

月---温度距平预报准确率为61%,降水距平预报的准确率为52%

季---温度距平预报准确率为58%,降水距平预报的准确率为51%对于一些剧烈天气或局地预报,尤其是台风和气旋的发展,强雷暴和暴雨的爆发等现象,还不能完全依靠机器作出,预报员的经验仍具有相当的地位。并且报预的途径也应是多种方法的综合应用。

美国100个站:对于一些剧烈天气或98谢谢!谢谢!99江淮梅雨江淮梅雨1001、梅雨形势预报2、中期预报技术3、长期预报技术1、梅雨形势预报101梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点1021、梅雨锋系在130°E以西,梅雨锋是较暖的极地大陆气团和南方季风气团的界面,湿度梯度大;在130°E以东,则是较凉的极地海洋气团和热带气团的界面,温度梯度大。2、低空急流和水汽输送梅雨和低空急流关系密切,暴雨时,皆有低空急流存在。在梅雨期间有70%以上的天数出现低空急流。79%的低空急流伴有暴雨,而83%的暴雨则伴有低空急流。1、梅雨锋系在130°E以西,梅雨锋是较暖的极地103梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点1041、入梅前五天的副高120°E上的脊线在18°N以北,且五天中的日平均温度有3天≥22℃;2、入梅的头五天中必须有4天雨日(包括郊县气象站);3、若梅雨有分段现象,则每段梅雨结束后的平均气温必须都在22℃或以上,否则属晚春连阴雨。要点要点105思路:(1)从太平洋副热带高压脊的活动着眼第一,太平洋高压中心从东经140°E以东增强西进到巴士海峡偏东的洋面上,其中心在北纬22°--27°之间。第二,东亚低压槽东移减弱,在我国大陆有西风带高压脊和变性高压(出现正△H24区)并入太平洋高压中。第三,入梅前,台湾东南洋面有台风北上,促使太平洋高压西伸北进,强度增强。第四,太平洋高压西南方,南海或印度半岛的低压向西北方移动,太平洋高压脊线北跳至18°N以北。思路:106(2)从青藏高原和印度地区环流形势着眼高原上空(东经80°)有高压脊建立印度的西南季风爆发梅雨在1-2星期内开始(3)短期预报地面:有一条冷锋从西北南下,到长江流域成为东西向的准静止锋。700或850毫巴:横槽或东西向切变线。西南涡或西北涡随冷槽东移。(2)从青藏高原和印度地区环流形势着眼107梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点108梅雨期的地面形势

梅雨期的地面天气形势是为东高西低的气压场。在长江中下游地区,形成一条稳定的降雨带。这条雨带在短时间里也往往有比较小的南北摆动。

第一,锋面特别稳定。中下游带来了持续的阴雨天气;第二,梅雨锋的南北两侧冷暖空气性质—湿度;

第三,它的降雨区在南北方向上很狭窄,但其降水强度强烈。梅雨期的地面形势梅雨期的地面天气形势是109中高纬西风带环流特征

1、梅期亚洲地区急流(西风带)主要锋区的三种类型(1)入梅前西风急流已经显著北移至42.5°N或以北--梅期短、梅雨量少。(2)前期急流偏南,维持在32.5°N(或37.5°N),后期北移至42.5°N或以北--梅雨量一般属正常到偏多。(3)整个梅期急流都稳定在32.5°N~37.5°N之间,间或南北摆动--梅雨量偏多,梅期偏长。中高纬西风带环流特征1、梅期亚洲地区急流(西风带)主要锋区1102、西风带阻塞系统—贝加尔湖—鄂霍次克海阻塞高压(东阻)的作用(1)稳定少变,致使梅雨天气过程稳定,持续时间较长。(2)它们对西风带有分支作用。(3)在阻塞高压的西南方和东南方的冷涡。2、西风带阻塞系统—贝加尔湖—鄂霍次克海阻塞高压111西太平洋副热带高压的动态特征

1、入梅后副热带高压持续增强,脊线稳定北移--短梅、旱梅。2、入梅后,副热带高压脊线在20°N~25°N之间摆动,出梅前发生突跳--梅期偏长,梅雨量偏多。3、入梅后,副热带高压处于减弱、南退周期,这类梅期的特点是梅期偏长。西太平洋副热带高压的动态特征1、入梅后副热带高压持续增强,112直接影响梅雨的天气系统

造成梅雨降水的天气系统主要是700或850毫巴上的江淮切变线及其上的低涡,在地面图上表现为静止锋和气旋波。直接影响梅雨的天气系统造成梅雨降水的天气系统主要是700或113梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点114(1)正常梅雨:长江中下游地区正常的梅雨约在6月中旬开始,7月中旬结束。梅雨期长约20-30天,雨量在200-400毫米之间。

a、6月16日08时500百帕图1976年梅雨(1)正常梅雨:长江中下游地区正常的梅雨约在6月中旬开始,7115c、7月15日02时地面图c、7月15日02时地面图116(2)早梅雨:通常把“芒种”以前开始的梅雨,统称为"早梅雨"。(3)迟梅雨:通常把6月下旬以后开始的梅雨称为迟梅雨。(2)早梅雨:通常把“芒种”以前开始的梅雨,统称(3)迟梅雨1171969年梅雨a、6月24日08时500百帕图b、7月17日08时500百帕图1969年梅雨118(4)特长梅雨:1954年6月初就开始了,直到八月初才“出梅”。梅雨期长达两个月。

1954年7月平均500hPa天气形势(4)特长梅雨:1954年6月初就开始了,直到八月初才“出梅119(5)“短梅”和“空梅”:出现机会,平均为十年中1-2次。

(6)倒黄梅:维持时间不长,短则一周左右,长则十天半月。

(5)“短梅”和“空梅”:出现机会,平均为十年中1-2次。

120梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点121(1)造成早梅雨的基本原因是西太平洋副热带高压的北跳提早发生,使得我国东半部主要的降雨带突然从南岭以南移到长江中下游。

开梅早型环流特征(1)造成早梅雨的基本原因是西太平洋副热带高压的北跳提早发122(2)迟梅雨:在对流层的中部一直维持着一支强劲的西风,抑制了西北太平洋副高的北抬,使得长江中下游的雨带久久不能建立。开梅迟类环流特征(2)迟梅雨:在对流层的中部一直维持着一支强劲的西风,抑制123(3)特长梅雨:主要原因是“出梅”特别迟。第一,西北太平洋副热带高压位置比正常年份偏南。第二,有一个强大的高气压,长期停留在西伯利亚上空。“阻塞”在高空西风带的通道上,使西风急流分成两支。(3)特长梅雨:主要原因是“出梅”特别迟。124(4)“短梅”与“空梅”:通常是副热带高压与北方冷空气两者活动不协调的结果。

(5)“倒黄梅”:是东亚上空大气运动初夏到盛夏的季节转变过程中发生反复所造成的。(6)梅雨异常的出现,并不是长江中下游孤立的天气气候现象,全球范围内大气运动的异常与海水温度异常变化、全球火山活动、太阳黑子的活动等都有很大的关系。(4)“短梅”与“空梅”:通常是副热带高压与北方冷空气两(125梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点126大气环流特征:

1、中、高纬的阻塞形势有利于冷空气分股南下,尤其是东阻(贝加尔湖—鄂霍次克海),有利于暴雨和连续暴雨的发生。2、大尺度天气系统的阻滞、调整、强烈发展、系统叠加,均有利于暴雨的持续和雨量增大。3、有西南或东南季风伴随低空急流的入流通道,有利于充足的水汽不断地汇合到暴雨区,使暴雨天气持续。大气环流特征:127江淮切变线:冷锋式切变(偏北风-西南风)暖锋式切变(东南风-西南风)静止锋式切变(偏东风-偏西风)江淮切变线:128在低层35°N以北的西风带中,有小槽东移并且因移速北面快南面慢而逐渐顺转,最后成东西向切变线。低层850-700百帕上,河西走廊有高压脊或小高压中心东移。其南侧东北-偏东气流与副热带高压西北侧的西南气流构成切变线。在低层,我国西南地区常有低涡或倒“V”形槽向东北方向发展,与北方西风带小槽连成一体,是切变线形成的一个有利条件。西太平洋副高呈东西向,强而稳定。当140°E以西的副高脊线位于18-25°N之间时,对江淮切变线的形成最为有利。切变线形成后,在低层温度场上常表现为南侧暖中心,北侧冷中心。在低层35°N以北的西风带中,有小槽东移并且因移速北面快南面129西南涡:

北槽南涡型,持续时间较短。东西向切变型,持续时间较久,易造成连续性暴雨。暖脊东撤型,北方变性高压与副高之间有暖切变形成,低涡沿暖切变东传。东北-西南向切变型,北方低槽东移时,南段受副高阻挡顺转成为东北-西南切变线。西南涡:130梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点131预报要点:(1)在5、6、7月内阴雨结束前后副高脊线在27°N以北(副高中心在日本东南方)或副高中心在120--130°E,25°N以北,且日平均温度≥27℃(2)在7月份当副高脊线到30°N以北,晴天在6天以上,最高气温在30℃以上,之后再出现连阴雨,则此雨属夏雨,不属梅雨。预报要点:132预报思路:(1)键是120°E副热带高压脊线是否北跳至27°N以北。(2)东经125°以东的太平洋高压脊线北跳达4个纬距时,东经125°以西的副热带高压脊线也迅速北跳,长江流域出梅。(3)青藏高原高压东移与太平洋高压合并,太平洋高压脊北跳,长江流域出梅。此外,河套附近的西风带暖高压脊东移与太平洋高压脊合并西伸时,长江流域出梅。预报思路:133(4)影响江淮的低槽是否明显北缩,江淮以南转成一致的西南气流。地面图上主要雨带北移,长江流域梅雨结束。(5)在西太平洋菲律宾以东,关岛以西地区有台风生成发展,向偏北方向移动,太平洋高压断裂分为两个中心,大陆上副热带高压北移控制长江流域,长江流域出梅;此外,如华南有台风登陆,太平洋高压加强西伸北跳,导致长江流域出梅。(6)梅雨后期,如有冷空气侵袭鄂霍次克海和乌拉尔阻塞高压,使之崩溃,鄂霍次克海阻塞高压的残存部分与太平洋高压合并,太平洋高压北跳,长江流域出梅。(4)影响江淮的低槽是否明显北缩,江淮以南转成一致的西南气流134梅雨的特点入梅的预报要点及思路梅雨的环流背景正常梅雨和异常梅雨异常梅雨的成因梅雨期间区域性连续暴雨和特大暴雨的预报出梅的预报要点及思路梅雨预报模型梅雨的特点1355-6月份,当加尔各答500hPa稳定西风结束,出现东西风相间连续3天120°E副高脊线≥20°N连续3天115°E、120°E、125°E经度上588线平均位置≥25°N或115°E、120°E、125°E584线平均位置满足≥30°N,≤35°N连续3天120°E上,-8℃等温线位置≥35°N入梅环流调整日特征

5-6月份,当加尔各答500hPa稳定西风结束,出现东

136出梅环流调整日特征120°E的副高脊线≥27°N(或115°E、

120°E、125°E的588线平均位置31°N)120°E,-8℃等温线位置≥40°N入梅偏早环流调整日特征东亚地区有明显的阻塞系统印缅槽发展完好巴湖槽(贝湖槽)稳定出梅环流调整日特征120°E的副高脊线≥27°N(或115°137入梅偏迟环流调整日特征东亚(60°E以东)环流平直西风带无阻塞系统出梅偏早环流调整日特征副高主体明显增强,6月下旬后期-下旬,有592线副高中心西进华南大陆西风带中纬度巴湖到贝湖地区过早地转西南气流,切断了冷空气的南输入梅偏迟环流调整日特征东亚(60°E以东)环流平直出梅偏早环138出梅偏迟环流调整日特征副高偏弱,且主体偏东(相对于7月下旬)我国东北地区切断冷涡深厚,对120°E副高脊线第二次北跳起了抑制作用旱梅环流调整日特征印缅槽入梅前后发展不明显90°E以西、40°N以南的东亚副高偏强、偏西涝梅环流调整日特征印缅槽发展完好中纬度在入梅时就形成阻塞高压出梅偏迟环流调整日特征副高偏弱,且主体偏东(相对于7月下旬)1391、梅雨形势预报2、中期预报技术3、长期预报技术1、梅雨形势预报140中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征1411、一个中期天气过程,往往包括若干短期天气过程,包括若干天气系统的生消发展。2、中期天气过程不仅在时间尺度上与短期天气过程不同,而且在空间尺度上也不同。3、中期天气过程既受大气初始状态的制约,又受外界能源(主要是非绝热加热)的影响。1、一个中期天气过程,往往包括若干短期天气过程,包括若干天气142中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征143(1)要素气候图:如多年平均的各旬降水量图、雨季始迄期、多雨少雨时段分布、气温图、早晚霜冻出现的均值图和极端图、冷空气活动表等等。(2)环流气候图表:有旬或月的多年平均环流场、槽脊活动频率图、副高位置和强度资料等。1、各种气候资料图表(1)要素气候图:如多年平均的各旬降水量图、雨季始迄期、多雨144(3)物理量气候图:主要有平均基本气流分布图、急流分布图、低纬合成风资料、长波及超长波各分波位相角最易出现的地理位置等资料。(4)影响系统气候图:主要有不同月份台风路径频率图、台风强度分布图、台风生成源地分布图、气旋活动频率图、西南低涡活动频率图、冷高压活动频率图以及关键的或重要的天气过程模式等。(3)物理量气候图:主要有平均基本气流分布图、急流分布图、低145(1)时间平均图:常用的时间平均图有500hPa旬平均、候平均图、3天滑动平均图以及相应的距平图、变高图等资料。(2)空间平均图:表达大尺度环流演变还可以应用空间平均图及其距平图、变高图。通过分析环流形势的逐日连续变化及距平和变高演变趋势,可以帮助确定超长波的调整和转换。2、各种时间、空间平均图(1)时间平均图:常用的时间平均图有500hPa旬平均、候平1463、各种滤波合成图和高层天气图(1)合成波高度图:超长波合成图,它是由波数为1-3波合成的,长波合成图,是4-6波加平均场的合成图。(2)高层天气图:指100hPa以上的平流层天气图,如50hPa、25hPa、10hPa天气图。3、各种滤波合成图和高层天气图(1)合成波高度图:超长波合成1474、各种环流指数和特征量的时间演变曲线图及时空剖面图西风环流指数曲线、低纬环流振动曲线、关键区特征曲线及各种要素演变曲线等。在实际业务中采用了很多种时间剖面图、槽脊活动时间剖面图、超长波或各分波时间剖面图、能量时间剖面图、低纬气流时间剖面图等。4、各种环流指数和特征量的时间演变曲线图及时空剖面图148中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征1491、掌握天气气候特点

2、分析大型环流的演变

3、结合应用中期数值预报结果

4、单站气象要素实况演变的应用

1、掌握天气气候特点3、结合应用中期数值预报结果150中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征1511、典型个例法2、归纳个例法

3、平均图法

4、按预报量分类法

5、按预报因子分类法

1、典型个例法152中期天气过程特征中期天气预报的图表工具中期天气预报的一般思路建立天气过程模式的方法中期数值天气预报中期天气过程特征153我国数值天气预报的发展历史年份发展内容1954开始数值预报理论的研究1955用图解法两层模式作出500hPa24小时预报1959用计算机制做亚欧和北半球范围的正压和斜压过滤模式预报1965发布北半球500hPa正压预报1973原始方程3层绝热模式业务试验1980A模式(欧亚范围3层半隐式原始方程绝热模式,48小时预报)1982B模式1(北半球5层显式原始方程非绝热模式,72小时预报)1982B模式2(亚洲范围5层显式原始方程非绝热模式,36小时预报)1990T42(北半球9层半隐式原始方程非绝热谱模式,五天预报)1990LAFS(亚洲范围15层显式原始方程非绝热模式,48小时预报)1993T63(全球16层半隐式原始方程非绝热谱模式,七天预报)1995HLAFS(亚洲范围15层显式原始方程非绝热模式,48小时预报)1995MTTP(西北太平洋/南海地区热带气旋路径预报模式,48小时预报)1997T106(全球19层半隐式原始方程非绝热谱模式,十天预报)1997核污染源扩散轨迹预报1997中尺度数值天气预报系统我国数值天气预报的发展历史年份发展内容1954开始数值预报理154产生数值预报误差的主要原因1、数值模式所描述的大气运动物理过程是有限的2、次网格过程参数化问题难以精确处理3、初始场不可能绝对准确4、计算过程中的舍入误差在所难免一是观测误差。二是资料密度问题。三是客观分析造成的误差。产生数值预报误差的主要原因1、数值模式所描述的大气运动物理过155数值预报误差的分析和订正天气系统预报误差分析系统漏报、空报和能正确作出预报的情况系统强度预报误差情况(偏强、正确、偏弱)系统移速预报误差情况(偏快、正确、偏慢)气象要素预报误差分析降水预报的误差分析,地面风、空中风、高度(气压)、气温等要素的误差分析。

数值预报误差的分析和订正天气系统预报误差分析156数值预报产品的定量应用方法

(1)PP法

PP法是1959年由美国的克莱因提出的。它用历史资料中与预报对象同时间的实际气象参数作预报因子,建立统计关系。即在建立统计预报方程时,预报对象和预报因子都是同时的观测(或诊断)值,而且预报因子是指数值预报能够输出,且用历史天气资料稍作加工就可以得到的量。数值预报产品的定量应用方法(1)PP法157(2)MOS法

MOS法是1972年由美国气象学家格莱恩和劳里提出并投入业务预报使用的。MOS方法直接把数值预报模式的输出产品作为预报因子,并与预报时效对应时刻的天气实况(预报对象)建立统计关系。(2)MOS法158应注意的几个问题注意天气气候规律的应用关于小概率天气预报中的样本过滤(消空)问题注意再加工因子的使用不同时效的数值预报产品的应用问题应注意的几个问题159(3)卡尔曼滤波方法在PP和MOS方法中,从大量资料统计而得到的预报方程的回归系数是固定不变的。而卡尔曼滤波方法中预报方程中的回归系数是随时间变化的。预报每向前延伸一步,都将预报结果与观测进行比较,其差别(预报误差)将以适当的方式反馈到回归系数的变化方程中去。通过利用前一时刻预报误差的反馈信息来及时修正预报方程,以提高下一时刻的预报精度。(3)卡尔曼滤波方法160需要注意的几个问题:

预报对象的选择。预报因子的选择。递推滤波的时间间隔。预报精度。预报滞后现象需要注意的几个问题:161(4)人工神经元网络神经网络有很多种结构模型,通常一般采用BP(BackPropagation)网络,它是一种单向传播的多层前向网络。BP网络基本结构示意图(4)人工神经元网络BP网络基本结构示意图162资料的准备:选取预报对象。选取预报因子(系统的输入)。选取训练样本。资料的准备:163学习训练:构造神经网络结构。设置网络的初始权值。如取0.4为初值。确定学习精度(如历史概括率>90%),以决定学习训练结束的时机。逐个对输入的样本计算其输出从输出层到输入层的后一层(隐层),计算反差,反向传输修正权值。当输出与期望不一致时,重复前面的学习过程,直至达到精度要求或产生振荡(不能收敛)学习训练:164(5)综合集成方法

预报方法集成预报模式集成预报时效集成集合预报集成综合预报集成(5)综合集成方法165基本技术:加权平均法

投票集成法多元决策加权法线性回归集成法神经网络集成法多层递阶集成法基本技术:加权平均法投票集成法1661、梅雨形势预报2、中期预报技术3、长期预报技术1、梅雨形势预报1671、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征1681、长期天气过程的非绝热性影响长期天气过程的非绝热因子有很多,其中主要的有太阳活动、冰雪覆盖、陆地温度异常,海温等。2、长期天气过程的全球性长期天气过程是全球性的,这些过程应该看成是大气总环流的振荡过程。1、长期天气过程的非绝热性1691、长期天气过程的特征2、影响长期天气过程的物理因子3、大气环流的定量表征方法4、长期天气预报的一般方法5、海气相互作用与长期天气预报6、长期天气预报的水平和前景1、长期天气过程的特征170一、太阳活动

二、海温

1、海洋的巨大面积与质量2、海洋的巨大热惯性一、太阳活动二、海温1、海洋的巨大面积与质量2、海洋的巨大热171三、冰雪覆盖地球上的冰雪覆盖大致可分为三部分:海冰、大陆积雪和大陆冰盖。典型冷夏和热夏年北半球冬春积雪面积(106平方公里)欧亚积雪面积北美积雪面积北半球积雪面积冷夏年19721976平均24.122.923.514.014.314.238.037.237.6热夏年19701975平均17.920.819.413.214.213.731.135.033.1三、冰雪覆盖典型冷夏和热夏年北半球冬春积雪面积(106平方公1721月北极海冰与6月海平面气压相关场1月北极海冰与6月海平面气压相关场173四、亚洲季风一般用10°-50°N范围内,110°E与160°E之间的气压差来表示东亚季风的强度。预报夏季风的强弱则根据4月份夏季风来临的早晚来确定,一般夏季风来临早,当年夏季风正常到偏强的占85%;夏季风来临晚,当年夏季风正常到偏弱的占100%。四、亚洲季风预报夏季风的强弱则根据4月份夏季风来临174夏季风强年夏季风正常年夏季风弱年1961(I)1960(I)1988(I)1981(I)1990(I)1964(I)1963(II)1959(I)1989(II)1973(I)1

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