SWAN定量降水预报在几次降水过程中的应用检验
FY-3AMWHS数据在定量降水估计中的应用

崔林丽,杨引明,游然,等.FY-3A/MWHS数据在定量降水估计中的应用研究[J].高原气象,2012,31(5):1439-1445. 收稿日期:2011-05-28;定稿日期:2011-10-17 基金项目:国家自然科学基金项目(41001283);公益性行业(气象)科研专项(GYHY200906002)共同资助 作者简介:崔林丽(1975-),女,山西长治人,副研究员,主要从事卫星气象及生态环境遥感研究.E-mail:cllcontact@yahoo.com.cnFY-3A/MWHS数据在定量降水估计中的应用研究崔林丽1, 杨引明2, 游 然3, 方 翔3(1.上海市卫星遥感与测量应用中心,上海 201199;2.上海中心气象台,上海 200030;3.国家卫星气象中心,北京 100081)摘 要:基于0903,0906和0908号台风期间的FY-3A极轨卫星微波湿度计(FY-3A/MWHS)数据,借助于多元线性逐步回归方法,探讨了利用FY-3A极轨卫星定量估计降水的方法,同时结合自动气象站实测资料、TRMM和FY-2C卫星降水估计结果对FY-3A/MWHS降水估计精度进行了验证。
结果表明,FY-3A/MWHS估计降水与地面实测降水具有较好的相关性,对不同等级雨量均有一定的估测能力,尤其对中等量级的降水无论是在降水落区还是在降水量级上均具有较高的准确率。
与FY-2C静止卫星相比,无论是在对不同量级降水估计的“击中率”,还是在估计精度方面,FY-3A/MWHS数据更具优势。
利用FY-3A/MWHS对不同高度、不同角度的湿度响应特性开展定量降水估计,是降水估计方法的一种新的探索和必要的补充。
关键词:FY-3A卫星;微波湿度计;台风;定量降水估计文章编号:1000-0534(2012)05-1439-07 中图分类号:P405文献标志码:A1 引言 长期以来,定量降水测量一直是广大气象科研人员和预报人员十分关注的问题[1-2]。
概率匹配订正法在湖北襄阳地区降水预报中的应用

沙漠与绿洲气象Desert and Oasis Meteorology第18卷第2期2024年4月襄阳地处北亚热带季风气候区,居汉水中游,西高东低。
西部、中部、东部分别为山地、岗地、丘陵,地形比较复杂,由于气候和地形的原因,容易出现极端强降水。
因此,做好汛期降水预报对襄阳市经济发展和防灾减灾至关重要。
数值天气预报(NWP )为定量降水预报提供了重要的参考依据,但大气本身的混沌特性等使得预报结果具有不确定性[1-3]。
因此,要在业务中充分发挥NWP 产品的指导作用,需要采用一定的释用方法对NWP 产品进行处理,从而改进模式的预报效果。
目前常用的提高预报准确率的途径是不断对数值预报产品进行效果检验评估,从多种模式的降水预报产品中选择性能最稳定的,并在检验的基础上运用多种方法开展解释应用[4-8]。
赵声蓉等[9]、陆如华等[10]分别采用神经元网络、卡尔曼滤波等统计方法对数值预报产品进行解释应用研究。
韩焱红等[11]采用历史观测资料和集合预报资料,基于贝叶斯理论得到了集成贝叶斯降水的概率预报,其预报结果的可靠性高于采用集合预报方法得到的概率预报。
刘琳等[12]根据观测与集合预报累积概率分布函数,建立了集合预报与模式历史预报连续差异的数学模型。
李莉等[13]、包慧濛等[14]、李俊等[15]采用频率匹配法开展试验,结果表明该方法能有效减小模式预报偏差,但降水落区改进效果有限。
该方法在确定订正系数时所有的格点或站点降水预报订正系数是相同的。
中国幅员辽阔,气候背景不尽相同,模式系统性偏差分布有差异,运用同一订正系数进行降水订正,使较为干旱的地区订正后预报偏湿,增加了空报,而较为湿润的地区订正后预报偏干,使漏报增加。
周迪等[16]、陈翔翔等[17]、郭达烽等[18]为解决此问题,引入累积概率分布函数,采用点对点的方式进行概率匹配,得到了不同站点或格点降水预报的订正值。
曹萍萍等[19-20]将观测与模式预报的累积概率分布进行概率概率匹配订正法在湖北襄阳地区降水预报中的应用袁良,谭江红*,闫彩霞,张玉翠(襄阳市气象局,湖北襄阳441021)摘要:利用2016—2020年汛期ECMWF 模式预报降水与湖北襄阳区域站观测降水进行对比分析,结果表明:ECMWF 对中雨及以上降雨的预报,第1、2天预报值偏小,第3天预报值偏大;3个预报时段强降雨中心位置偏差无规律。
SWAT模型

SWAT模型SWAT模型是一种常用的水文模型,广泛应用于流域水文模拟和水资源管理等领域。
SWAT模型的全称是Soil and Water Assessment Tool,该模型结合了土壤、水文和气象等多方面因素,能够对流域内水文循环过程进行较为精确的模拟和预测。
在这篇文章中,我们将探讨SWAT模型的基本原理、应用范围以及未来发展方向。
SWAT模型的基本原理SWAT模型是一种基于过程的模型,其基本原理是通过对流域内水文循环过程的各种因素进行细致的建模和模拟,从而实现对流域水文过程的定量分析和预测。
SWAT模型主要考虑的因素包括降水、蒸发蒸腾、径流、土壤蓄水、植被覆盖等,模型通过对这些因素之间的相互作用进行建模,可以对流域内的水文过程进行较为准确的描述。
SWAT模型采用分布式建模方法,将流域划分为多个子集水区,然后对每个子集水区内的水文过程进行独立的模拟,最后通过整合各个子集水区的模拟结果得到对整个流域的水文过程的模拟结果。
这种分布式建模方法能够更好地考虑流域内地形、土壤和植被等空间异质性因素对水文过程的影响,提高模拟结果的准确性。
SWAT模型的应用范围SWAT模型主要应用于流域水文过程的模拟和预测,在水资源管理、土地利用规划、洪水风险评估等方面发挥着重要作用。
具体来说,SWAT模型可以用于以下几个方面:1.水资源管理:SWAT模型能够对流域内降水、径流等水文过程进行模拟,帮助决策者了解流域内水资源的分布和利用情况,指导水资源管理的决策。
2.土地利用规划:SWAT模型可以模拟不同土地利用类型对水文过程的影响,帮助规划者制定合理的土地利用规划,保护流域水资源。
3.洪水风险评估:通过模拟洪水过程,SWAT模型可以评估流域内不同地区的洪水风险,为防洪减灾提供科学依据。
4.水质预测:SWAT模型还可以模拟流域内污染物的输运过程,帮助监测人员预测流域内水质状况,保护水质。
SWAT模型的未来发展方向随着科学技术的不断发展和水资源管理需求的提高,SWAT模型也在不断完善和发展。
强度尺度方法在模式定量降水预报检验中的应用

究 和实验 。本 文将 介绍 C st等提 出 的强度 尺 度空 aa i
间 检验技 术 , 空 间尺度分 解 的角度 人手 , 从 将此 种方
验 中 。结 果 表 明 , 强度 尺度 检 验 技 术 可 以提 供 一 种 从 不 同 降 水 率 闽值 和 空 间尺 度 对 模 式 定 量 降 水 预 报 进 行 评 估 的 方 案 。该 方 法首 先 对预 报 场 和 观 测场 进 行 降 水 率 闽 值 获 得 二进 制 误 差 场 , 通 过 二 维 离 散 H a 波 对 二进 制 误 并 ar小
个 临 近 预 报 参 加 系 统 ( J N , R P S— S F BA C G A E WIT,
度 的非连续 性 以及 嘈杂 性 , 些 特 征 使 得定 量 降水 这
预报 检验技 术研 究成 为 国内外数 值预 报技 术研究 领 域 的一大难 点 。 总体 上 , 去几 十 年检 验 技 术 的研 究 和 应用 主 过 要集 中于针 对预 报和 观测数 据 的几个 统计 评分 指标 的计算 , 这些 方法 也被称 之 为传统 检验 技术 , 传统 的 定量 降水预 报检验 方法 主要 包括 连续 性检 验方法 以 及 确定 性检 验方法 。其 中最 常用 的连 续性 检 验
第 境 科 学
M ee rl gc la vr n ntlS in e to oo ia nd En io me a ce c s
V0 . NO. 1 35 1
21 0 2年 2月
Fe 2 2 b. O1
强 度 尺 度 方 法 在 模 式 定 量 降 水 预 报 检 验 中 的 应 用
以及 预 报 降 水 与观 测 的 偏 差 情 况 。
一种定量降水预报误差检验技术及其应用

一种定量降水预报误差检验技术及其应用符娇兰;宗志平;代刊;张芳华;高栋斌【期刊名称】《气象》【年(卷),期】2014(000)007【摘要】Object-oriented verification method,which analyzes the bias of location,rain volume for a rain-fall event,is one of the techniques for quantitative precipitation forecast verification.Based on the object-oriented verification method and weather system auto-identification techenique,the errors of the quantita-tive precipitation forecast and synoptic scale system of high-resolution version of the ECMWF medium-range forecast model for 1-10 d of 5 typical severe rainfall cases over Southwest China in 2012 was deter-mined.The results show that:The forecasted rainfall zone for all valid time is located west and north to the observed one,especially for the medium-range forecast.70% points of the forecast rainfall belt over the rainfall axis lie in two degrees north and three degrees west of observed one.The forecasted rainfall in-tensity with amount larger than 25 mm/24 h is weaker than the observed.The distribution of forecasted extreme rainfall is almost the same as the observed in 24-48 h.However,with the valid time becoming longer,the extreme forecasted rainfall gets obviously weaker.Area of forecasted light rain is larger than the observed,but the area of rainfall more than 25mm/24 h is smaller.For Sichuan Basin,the forecasted shear line is situated0.5-3 degrees west to the analyzed one,and the forecasted low level jet (LLJ)is lo-cated 0.5-1.5 degree west.The intensity error of LLJ is different for different seasons.%面向对象检验技术是定量降水预报误差分析方法之一,通过对某一降水过程进行分离,实现对其落区、量级等预报误差的定量化分析。
光流法在强降水过程预报检验中的应用

光流法在强降水过程预报检验中的应用朱智慧;黄宁立;陈义【摘要】光流法是运动图像分析的重要方法,主要用于确定目标的运动信息.数值模式产生的格点化的要素预报场,也是一种图像,应用于图像分析的光流法可以用到数值模式检验领域.本文在数值模式强降水过程预报检验领域引入了光流检验方法,首先利用理论模拟对光流检验方法的原理进行了阐述,然后通过对3种不同类型强降水过程中ECMWF和T639模式的24 h降水预报进行检验,分析了光流检验方法在强降水过程预报检验中的实际应用.结果表明:①利用光流检验方法可以将数值模式的预报误差分解为强度、位移和角度3种误差场,从而实现对数值模式强降水预报误差的精确量化分析.②通过对梅雨锋、西南涡、台风等3种不同类型强降水过程进行光流检验方法的应用,可以发现,不同数值模式对同一次降水过程的预报在强度、位移、角度误差方面一般表现不同,光流检验结果在反映不同模式对降水预报的强弱、雨带偏移的角度和距离差异方面具有较高的参考价值.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2016(044)004【总页数】10页(P596-604,611)【关键词】光流法;强降水过程;预报检验【作者】朱智慧;黄宁立;陈义【作者单位】上海海洋气象台,上海201306;上海海洋气象台,上海201306;上海海洋气象台,上海201306【正文语种】中文引言数值模式预报场的检验可以帮助发现模式的系统性误差,对改进数值模式的预报结果有重要的指导意义,准确评价数值模式的预报性能一直是数值模式检验领域很有挑战性的工作,尤其是对定量降水的检验。
当前国内外应用最广泛的TS、ETS评分检验方法只针对单点检验,没有考虑预报场和观测场在空间上的联系[1-4],因此也就无法对天气系统和雨带的位置、范围等的偏移误差在二维空间场上给予体现,在分析预报评分较差的原因时,这些传统的检验方法只能提供有限的信息。
由于此类原因,越来越多考虑预报场和观测场空间结构的数值模式检验方法被研发出来并得到应用[5-8]。
SAL定量降水预报检验方法的解释与应用

SAL定量降水预报检验方法的解释与应用公颖【摘要】引入德国定量降水预报检验SAL方法,以2009年6月29日降水(长江中下游2009年入梅首场降水)为例,对AREM、T639、T213、JAPAN模式0~24 h 降水预报的SAL检验进行剖析,与SAL方法原理介绍相结合,全面而详细地对SAL 检验方法进行阐释,通过对2009年三次大范围强降水的检验,分析和总结SAL方法在降水预报检验中的应用.结果表明:1)SAL检验方法是对某一天降水的预报效果进行检验的方法,它可对雨带的预报从强度(A)、位置(L)、结构(S)三方面进行评估.2)SAL检验结果中,对降水预报效果指示意义最大的为L值,L值越小,预报效果好的可能性越大,A值其次,S值再次.3)SAL值只在针对同一个降水实况的条件下具有可比性,不同降水日,因作为检验参考系的实况不同,其S、A、L值不具可比性.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2010(029)002【总页数】7页(P153-159)【关键词】SAL检验;降水预报;解释与应用【作者】公颖【作者单位】中国气象局武汉暴雨研究所,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】P459.9降水预报效果检验是对数值模式预报效果好坏的评价,对于模式预报结果应用和模式改进有着重要的指导意义,是模式开发和使用之间的重要环节,因此科学性、合理性、准确性、实用性是对检验方法提出的基本要求。
TS评分和ETS评分是当前国内外对于降水预报检验使用最多的方法,从统计学角度对预报准确、空报、漏报站点数进行计算,能够较好的指示模式降水预报的准确性,ETS还对随机降水预报概率做了考虑,但客观检验缺乏天气学意义即缺乏对雨带在位置、范围、形态、结构等方面的预报效果检验,而这恰恰是模式结果使用时需要关注的重要问题,当前的客观检验和一般性的主观检验很难发现模式预报这方面的特征,基于这种考虑,经国内外相关学者不断地探索研究,SAL检验方法应运而生。
SWAN和甘肃省气象风险预警产品在岷县一次强对流过程中的应用

SWAN和甘肃省气象风险预警产品在岷县一次强对流过程中的应用王勇;王宝鉴;刘维成;伏晶;周晓军【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】介绍了临近预报系统(SWAN)和甘肃省中小河流洪水和山洪地质灾害气象风险预警平台的产品特征及其在2012年5月10日甘肃岷县强对流天气过程中的应用。
SWAN 系统表明,在强回波影响岷县期间,监测到最大反射率因子达到50 dBZ以上,其对应的高度为9 km;风暴体内垂直积分含水量和回波顶高的极值分别达到15 kg/m2和18 km,表明风暴在影响岷县期间发展旺盛;TITAN 风暴产品也较为准确地预测了风暴的发展方向和趋势;定量降水预报产品QPF对本次过程的降水落区预报较为准确,但是降水量级预报偏小。
总体来看,SWAN 系统在本次强对流天气过程中发挥了很好的监测预警功能。
甘肃省中小河流洪水和山洪地质灾害气象风险预警平台在云图、雷达、自动区域站的多资料融合监测中也发挥了重要作用,其暴雨云团加强显示、降水估测等功能都对强对流风暴有很好的监测预警作用。
%The products characteristics of Severe Weather Auto Nowcasting (SWAN)and the small and medium-sized rivers flooding and mountain torrents disasters meteorological warning platform in Gansu Province were introduced and their application in a strong con-vective weather process in Minxian county of Gansu Province on May 10,2012 was analyzed.SWAN system showed when the strong echo occurred in Minxian,the monitored maximum reflectivity factor reached more than 50dBZ,and its corresponding height was 9 km.The vertical integrated liquid water content and echo top extreme value reached 15 kg/m2 and 18 km in the storm,respectively, which indicated that the strong storm developed actively when it went by Minxian.The storm products also predicted the development direction and trend accurately.The quantitative precipitation forecast products (QPF)forecasted rainfall area relatively accurate in this weather process,but the forecasted rainfall level was smaller.On the whole,SWAN system played a very good monitoring and early warning function in the strong convective weather process.The small and medium-sized rivers flooding and mountain torrents disasters meteorological warning platform in Gansu Province also played an important role in monitoring the storm weather,and its enhanced dis-play of the rainstorm cloud and rainfall prediction function had good monitoring and early warning effect on strong convective storm weathers.【总页数】6页(P151-156)【作者】王勇;王宝鉴;刘维成;伏晶;周晓军【作者单位】兰州中心气象台,甘肃兰州 730020;兰州中心气象台,甘肃兰州730020;兰州中心气象台,甘肃兰州 730020;兰州中心气象台,甘肃兰州730020;兰州中心气象台,甘肃兰州 730020【正文语种】中文【中图分类】S42【相关文献】1.SWAN产品在"2012·7"沙澧河流域特大暴雨过程中的应用 [J], 王红燕;周丹丹;王叶红2.临近预报系统( SWAN)产品特征及在2010年5月7日广州强对流过程中的应用[J], 胡胜;孙广凤;郑永光;罗聪;李怀字3.风廓线雷达和多普勒天气雷达在一次强对流天气过程中的分析应用 [J], 黄金全;李丽丽;文继芬;邹书平4.风廓线雷达和多普勒天气雷达在一次强对流天气过程中的分析应用 [J], 黄金全;李丽丽;文继芬;邹书平;5.T213数值预报产品在一次秋末冬初局地强对流天气过程中的分析 [J], 江晓南陈德花冯晋勤因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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2013年第0l期
(总第299期)
吉林农业
JILIN AGRICULTURE
NO.01.2013
(CumulativetyNO.299:
SWAN定量降水预报在几次降水过程中的应用检验
曹 洋,于秀娟
(白城市气象局,吉林白城137000)
摘要:应用白城地区2012年出现的四次降水过程,检验分析了,『占近预报系统(SWAN)中定量降水产品对晴雨及不同类型降水的预
报效果。结果表明:SWAN系统中定量降水预报产品漏报率比较小;对于间歇性降水或是时段较分散的降水过程空报率较大,而对于稳定
性降水或是降水时段较集中的降水过程,晴雨预报效果很好。进一步检验了SWAN对弱降水、一般性降水和较强降水的预报能力,结果表
明对于弱降水的预报效果要好于一般性降水好于较强降水。
关键词:临近预报;降水;检验
中图分类号:P459.9 文献标识码:A 文章编号:1674—0432(2013)一01—0133—1
0引言
近年来,基于多普勒天气雷达、卫星、自动气象站等非常规
观测资料和中尺度数值模式的定量降水预报技术得到了快速的发
展。对于临近(O ̄2h)定量降水预报而言,利用雷达回波外推技
术和自动站雨量订正技术的临近预报方案具有高精度的时空分辨
率,且准确率也较高。本文利用自城地区2012年出现的四次降水
过程,对SWAN系统中提供的不同预报时效的定量降水预报产品进
行检验,为短时临近预报预警工作提供依据。
1临近预报系统SWAN及其定量降水预报产品
SWAN系统在MICAPS平台基础上,融合了数值模式产品和雷达、
卫星、自动站等探测资料,提供了大量的临近预报产品,如三维
雷达拼图、组合反射率因子、垂直剖面、定量降水估测和预报、
COTREC(改进的交叉相关法)矢量场、反射率因子预报产品、风暴
识别与追踪、TITAN(风暴识别、追踪、分析和临近预报系统、对
流云识别产品)等,并具有强天气综合自动报警、预报产品实时检
验、灾害天气预报制作和发布等功能。SWAN系统在现有业务中提供
1h定量降水预报产品。该产品使用了3kmCAPPI拼图数据、COTREC矢
量场和自动站雨量等资料。首先,在对z—I关系做统计时,考虑了
将不同强度的回波按照一定的等级进行分类:其次,利用COTREC矢
量场外推,获得雷达反射率因子预报场;最后,在使用自动站雨量
订正雷达定量降水预报时,采取最优插值法。
2资料及检验方法
2.1资料
为了分析SWAN系统中每6分钟更新一次的O~3h定量降水预报
产品(QPF)对晴雨及不同类型降水的预报效果,本文选择了2012
年白城地区出现的次降水过程。
过程1:受高空冷涡影响,7H1日O8时~7月2日O8时,我市出
现明显降水天气,东北部地区雨量较大,4个乡镇出现暴雨,2O个
乡镇出现大雨,降水时段较分散,且降水强度不均。
过程2:受高空低涡和地面气旋共同影响,7H28日08时~29
日O8时,我市出现明显降水天气,西北部雨量较大,2个乡镇出现 大暴雨,2O个乡镇出现暴雨,25个乡镇出现大雨,降水时段较集 中,但降水强度不均。 过程3:受高空低涡和地面气旋共同影响,9月27日2O时~28 日2O时,我市出现明显降水天气,南部雨量较大,l6个乡镇出现 暴雨,I7个乡镇出现大雨,此次降水为稳定性降水,降水强度均 匀,降水时间长。 过程4:受15号台风“布拉万”影响,从8月28日14时~29日 14时,我省出现明显降雨天气,中部和南部地区雨量较大,白城 地区仅大安、通榆部分地方出现降水,且降水量偏小,降水时段 集中。 2.2检验方法 本文使用命中率(POD)、空报率(FAR)和临界成功指数 (CSI)等来评估SWAN系统的定量降水预报的能力。POD、FAR、CSI 的计算方法如下,其中H表示预报正确、M表示漏报、F表示空报: POD=H/(H+M) FAR=F/(H+F) CSI=H/(H+M+F) 3检验结果及分析 3.1对晴雨的检验结果及分析 SWAN系统对四次过程的晴雨检验结果如图1。从图中可以看 出,SWAN系统中定量降水预报产品漏报率比较小;对于间歇性降 水或是时段较分散的降水(如过程1)空报率较大,而对于那些稳 定性降水或是降水时段较集中的降水过程,晴雨预报效果很好。 图I四次过程的P0D、 FAR、CSI示意图 图2不同类型降水的CSI 示意图 3.2对不同类型降水的检验结果及分析 为了更好的检验SWAN系统对不同强度的降水类型的预报能 力,文中将降水分为以下三类:弱降水(1h雨量0.1 ̄2mm)一般 性降水(1h雨量2~10mm)和较强降水(1h雨量超过10mm)。图2 给出了SWAN系统中定量降水预报产品对不同类型降水的CSI评分结 果。相比较而言,SWAN系统对弱降水的预报效果要好于一般降水 好于较强降水。 4小结
本文利用白城地区2012年出现的四次降水过程,检验分析了
临近预报系统(SWAN)中定量降水产品对晴雨及不同类型降水的
预报效果。分析结果表明:
(1)SWAN系统中定量降水预报产品漏报率比较小;对于间歇
性降水或是时段较分散的降水过程空报率较大,而对于稳定性降
水或是降水时段较集中的降水过程,晴雨预报效果很好。
(2)SWAN系统中定量降水预报产品对弱降水的预报效果要好
于一般降水好于较强降水。
作者简介:曹洋(1985一),女,汉族,吉林白城人,白城市
气象局气象台预报员,研究方向:中、短期、短时临近天气预报。
JILIN AGRICULTURE 1 33