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| 1 | 集合预报方法在暴雨研究和预报中的应用显示文摘机理了解不够和可预报性问题的忽略是暴雨预报不尽人意的两大原因。主要讨论第二方面,即如何面对和处理可预报性问题,这对如何提高现有数值预报的价值、做好气象服务尤其重要。根据作者多年的研究和实践经验以及直接接触的一些研究和方法,简要地总结了数值集合预报方法在暴雨研究和预报中的应用,具体包括以下四个方面:(1)暴雨集合预报系统的建立:初值和物理扰动、成员数、模式分辨率、资料同化和'虚拟'集合预报;(2)预报方法:集合异常预报法、再预报相似集合法和台风路径聚类法;(3)在预报后处理与订正中的应用:平均、成员排序与最佳成员法、加权平均、概率匹配平均法和集合动力因子法;(4)对暴雨天气系统的机理分析与模式初值的改进:初值扰动差异分析和集合敏感性法、目标观测。希望国内气象业务部门能在日常业务中借鉴以上方法以提高暴雨预报和服务水平,为今后的研究工作提供一个新的起点、方向和方法,这包括指导现有的一些业务集合预报系统今后的进一步完善。 | 杜钧 李俊 | 2014 | 气象科技进展2014，4，5： | 75 |
| 2 | 北京“7.21”特大暴雨不同集合预报方案的对比试验显示文摘采用6套扰动方案(初值、多物理、3组随机物理和初值与随机物理的混合)对2012年7月21日('7.21')北京特大暴雨过程进行了集合降水预报试验,检验了不同方案的集合平均预报、集合区间预报和概率预报较控制预报改进的相对程度,分析了它们对该过程时空不确定性的预报能力、不同扰动方法的离散度贡献以及不同尺度扰动对预报误差的贡献等。结果表明:(1)所有集合方案特别是初值扰动、多物理和混合扰动的集合预报相对控制预报在暴雨强度和位置上都有较显著的改进,并为用户决策提供了包括预报不确定性在内的更多预报信息。(2)3组随机物理产生的集合预报离散度很相似,都远小于初值扰动和多物理方案产生的离散度,并且主要集中在强降水中心附近,因此在初值扰动的基础上加入随机扰动,可以提高强降水中心的离散度,但对强降水中心以外的地区作用甚微;尺度分析进一步表明随机物理产生的离散度贡献主要集中在较小尺度上(<320 km),在更小的尺度上(<160 km)它甚至可以与初值和多物理扰动的贡献相当,而初值扰动和多物理过程的贡献可以比随机物理过程多延伸400—500 km直到较大的尺度(如>1000 km),其中多物理过程在较小尺度上(<100 km)可比初值扰动贡献更大,并且能部分消除预报系统偏差。(3)所有集合扰动方案所产生的离散度尺度谱都与实际预报误差尺度谱分布一致,即随空间尺度增大而减小,但在幅度上都小于预报误差(离散度不够大),并且这种差异随着空间尺度的减小而加速增大,在小尺度上相差甚大。 | 李俊 杜钧 刘羽 | 2015 | 气象学报2015，73，1： | 40 |
| 3 | 天气预报的三次跃进显示文摘回顾过去100多年,天气预报经历了两次跃进:第一次是地面和高空天气图的绘制和应用(空间上的跃进),第二次是数值预报的实施(时间上的跃进)。经过这两次跃进,天气预报已经走过了从经验和定性描述到今天定量计算的一门数理学科。洛伦兹发现大气混沌现象后,天气预报正在经历从单一确定论到多值概率论的第三次跃进(观念上的革命),并试图通过量化或简化不确定因素来提高天气的可预报性和降低预报的不确定性。重点介绍两种现行的量化或简化不确定因素的做法:一是直接面对问题(量化),即用集合预报的方法,定量描述预报的不确定性,使之成为预报的一部分,让用户在决策时科学地应用更全面的预报信息;二是绕开数学上的难题(简化),把大气变量分解为瞬变气候与瞬变扰动两个部分,用瞬变扰动建立与异常天气之间的联系。 | 杜钧 钱维宏 | 2014 | 气象科技进展2014，4，6： | 17 |
| 4 | 一次特大暴雨过程高分辨率集合预报试验的检验和评估显示文摘针对2018年4月22日发生在湖北西部山地的一次特大暴雨过程,采用降尺度方案和显式对流参数化方案模式,开展了高分辨率对流许可尺度(3 km)的集合预报试验,并对全球集合预报(GEFS)和对流尺度集合预报(SSEF)的降水预报进行了对比评估,结果表明:(1)SSEF集合平均的雨量和落区预报均优于GEFS。(2)SSEF各成员的降水离散度分布更合理,因而具有更优的降水区间预报,其“离散度-误差关系”更优,能更好地给出预报误差的分布及其可能的大小。(3)SSEF的概率预报在所有空间尺度上均优于GEFS,且在短历时强降水上的优势更加明显。由此可见,针对此类山地暴雨过程,对流尺度集合预报相对于全球集合预报具有巨大的改进潜力。 | 李俊 杜钧 许建玉 王明欢 | 2020 | 暴雨灾害2020，39，2： | 11 |
| 5 | 联合概率方法在安徽强对流潜势预报中的应用和检验显示文摘强对流天气预报的不确定性很大,集合预报是定量估计预报不确定性的动力学方法。联合概率方法是基于集合预报模式输出,综合考虑多个重要物理参数的不确定性,进而预报天气事件可能发生的关键区。通过时空匹配2009—2015年4~9月(暖季)安徽省80个国家站逐日灾害性天气观测资料、降水观测资料和美国国家环境预报中心(NCEP)的FNL资料,借鉴'配料法'思路统计分析得到弱降水对流、强降水对流天气各4个具有较好表征意义的对流参数及各对流参数在暖季逐月的阈值,据此建立弱降水对流、强降水对流联合概率预报方程。利用2016—2017年4~9月欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报产品和同期观测资料开展联合概率预报的系统性ROC检验和不同天气过程检验。结果表明,联合概率方法对于是否发生弱降水对流或强降水对流具有良好的分辨能力,对判别强降水对流发生与否更优,不同时效的预报表现相当。弱降水对流联合概率对于区域性或范围较小的对流天气均具有较好的指示性,但也存在一定程度的空报。强降水对流联合概率对于区域性集中短时强降水具有良好的指示作用,对较小范围的强降水也具有一定指示意义。此方法也存在个别漏报,可以大致将10%作为联合概率预报阈值以获得较高的TS评分。基于集合预报的联合概率方法可以为强对流天气提供具有实用价值的短期概率预报指导。 | 朱月佳 邢蕊 朱明佳 王东勇 邱学兴 | 2019 | 地球科学进展2019，34，7： | 7 |
| 6 | 基于ECMWF集合预报的一次大范围暴雨敏感因子分析显示文摘以2015年5月20日广东省一次大范围暴雨过程为研究对象,利用ECMWF集合预报产品选出了预报好和差的成员,对比分析了环流形势场和物理量场的差异,找出了暴雨敏感因子。结果表明:集合预报能够较好地预报出该次大范围暴雨的环流形势场、降雨分布和量级特征,但对大雨以上量级的精确预报还有较大的误差,主要表现为大雨以上量级空报率最高以及暴雨以上量级漏报率最高。不同集合预报成员对降雨的形势场和大雨以上量级的预报有显著差异。相比暴雨预报能力较差的成员,优选成员对低层风场和低压的发展预报更接近实况,同时在风速、CAPE值、850hPa温度、850hPa和925hPa比湿等物理量场与实况更接近,是该次暴雨的敏感因子。 | 姜帅 张亮 李娇娇 郭琳晶 陈芳丽 马泽义 黄潮 曾丹丹 万齐林 | 2019 | 广东气象2019，41，5： | 1 |
| 7 | ECMWF集合预报产品对福建前汛期暴雨的预报性能评估显示文摘通过对2013-2015年福建前汛期暴雨过程中ECMWF集合预报降水产品在暴雨以上级别的预报性能评估,并结合其他量级降水的预报性能,融合产品性能最好。各集合预报产品的预报性能受暴雨的范围影响,对日暴雨1~4站的预报性能都较差,日暴雨4站以上的预报性能明显提高。部分产品对日暴雨8站以上比5~8站的预报性能还有明显提高,但一部分产品随站数的增加,其预报性能不再增加甚至有所下降。进而导致在不同的年份里由于日暴雨范围组成的不同,某些产品逐年预报性能起伏较大,某些产品则变化较小。各集合预报产品在不同的时效、地理区域预报性能不同,都有其独特的价值,实际业务中要考虑地理位臵并结合适当的产品综合使用。 | 陈齐川 | 2019 | 海峡科学2019，0，11： | 0 |
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