基于改进LSTM的北海港口站海面阵风AI预报模型

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作者 黄燕波 庞茗文 +1 位作者 崔天伦 于洋 《物联网技术》 2025年第23期125-129,132,共6页

针对北海市三个港口站点的海面阵风预报需求,构建了基于EC细网格预报产品与深度学习模型相结合的AI预报方法。首先收集2017—2023年北海市三个港口站点(南万站、白沙榄根站、西角码头站)的ECMWF细网格预报产品和站点观测数据,整理为训... 针对北海市三个港口站点的海面阵风预报需求,构建了基于EC细网格预报产品与深度学习模型相结合的AI预报方法。首先收集2017—2023年北海市三个港口站点(南万站、白沙榄根站、西角码头站)的ECMWF细网格预报产品和站点观测数据,整理为训练集、验证集和测试集;然后设计并训练自研的深度学习模型(包含输入层、CC-LSTM层、全连接层和输出层),用于建立EC预报因子与站点观测阵风间的非线性映射关系。通过超参数调优得到针对各站点的最优模型,并在测试集上验证模型效果。测试结果显示,相较于EC预报,AI预报的RMSE指标降低11.8%~25.8%,6级以上阵风的TS评分提升9.3%~33%。文中为北海市港口站点海面阵风预报提供了低成本的AI预报产品,可提升港口航运安全和效率。未来将继续优化模型、拓展预报时效,并探索模型在广西沿海主要港口的应用。 展开更多

关键词 ECMWF LSTM 预报模型 模型训练 海面阵风 AI

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BPSO优化朴素贝叶斯分类器的降水分级预报试验 被引量：3

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作者 张群 席岩 +2 位作者 胡邦辉 王学忠 张惠君 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 北大核心 2014年第4期386-392,共7页

为进一步研究朴素贝叶斯分类器在单站降水预报方面的应用效果,利用2008年至2011年6~9月份的T511数值预报产品和单站观测资料,采用2种不同适应度函数的二进制粒子群算法（简称BPSO）优化朴素贝叶斯分类器算法（ BPSO-NB）,对石家庄、太... 为进一步研究朴素贝叶斯分类器在单站降水预报方面的应用效果,利用2008年至2011年6~9月份的T511数值预报产品和单站观测资料,采用2种不同适应度函数的二进制粒子群算法（简称BPSO）优化朴素贝叶斯分类器算法（ BPSO-NB）,对石家庄、太原、林西3站13~24 h时段的晴雨和降水等级进行了预报试验。试报结果表明：BPSO-NB、BPSO-NB2模型3站平均晴雨预报准确率明显高于T511,均在85%以上,且BP-SO-NB2（87.1%）最优；2种模型小雨、中雨TS评分也高于T511,BPSO-NB1（0.403、0.167）最优。 BPSO-NB模型能有效降低T511空报次数。 展开更多

关键词 粒子群算法 二进制 朴素贝叶斯分类器 降水预报

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2025年1月贵州毕节低温雨雪天气过程解析

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作者 陈林琴 陈波 +2 位作者 姚浪 成春丽 熊珊 《气象水文海洋仪器》 2025年第4期93-95,共3页

为了探究低温雨雪天气的成因和机制,基于MICAPS探空资料和地面观测数据,分析了2025-01-07-11毕节市低温雨雪天气的环流背景、影响系统及大气层结特征。结果表明:500 hPa东部深槽明显,西部短波槽发展加强;700 hPa低空急流明显,华南至江... 为了探究低温雨雪天气的成因和机制,基于MICAPS探空资料和地面观测数据,分析了2025-01-07-11毕节市低温雨雪天气的环流背景、影响系统及大气层结特征。结果表明:500 hPa东部深槽明显,西部短波槽发展加强;700 hPa低空急流明显,华南至江南水汽输送充足;850 hPa暖湿气流活跃,毕节处于高空槽前部;水汽输送、气流交汇及大气层结条件在降雪过程中发挥了重要作用。希望研究结果能为提升低温雨雪天气的预报准确率提供参考。 展开更多

关键词 低温雨雪天气 积雪 道路结冰 雨凇 环流特征

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欧拉方法与拉格朗日方法相结合的四川凉山一次引发山洪的暴雨水汽输送分析

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作者 边茜 李春忱 《成都信息工程大学学报》 2025年第3期397-402,共6页

为分析四川凉山2023年8月21日一次引发山洪灾害的暴雨天气过程的水汽输送特征,利用高空、地面观测资料、NCEP再分析资料和GDAS资料,结合欧拉方法和拉格朗日方法(HYSPLIT模式),研究得出短波槽、切变线、地面冷空气及强烈的不稳定能量是... 为分析四川凉山2023年8月21日一次引发山洪灾害的暴雨天气过程的水汽输送特征,利用高空、地面观测资料、NCEP再分析资料和GDAS资料,结合欧拉方法和拉格朗日方法(HYSPLIT模式),研究得出短波槽、切变线、地面冷空气及强烈的不稳定能量是此次暴雨产生的有利条件。暴雨发生前凉山州的水汽主要来源于西太平洋、南海及孟加拉湾。暴雨发生时水汽主要来源于西太平洋、南海、孟加拉湾及北方。结合HYSPLIT模式得出,700 hPa、600 hPa的水汽主要来源于凉山州本地及周边地区,其次是孟加拉湾和周边地区,两者的水汽贡献率之和高达90%以上。500 hPa的水汽主要来源于孟加拉湾和周边地区及青藏高原东侧,两者的水汽贡献率占79%。越往低层凉山本地及周边地区在暴雨过程中的水汽贡献越高。 展开更多

关键词 暴雨 水汽特征 HYSPLIT模式 水汽贡献

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金沙县城区气温预报订正研究

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作者 朱君 陈林琴 +2 位作者 陈迪 王瑞涵 张宗笛 《气象水文海洋仪器》 2025年第5期54-57,62,共5页

文章为了初步建立金沙县城区气温预报模型,利用2022年5月至2023年5月CMA-GEPS、ECMWF、网格模式气温预报产品建立单产品订正方案和多产品集成订正方案。单产品订正方案采用固定线性回归法、滑动训练订正法、不同天气固定误差法、最优滑... 文章为了初步建立金沙县城区气温预报模型,利用2022年5月至2023年5月CMA-GEPS、ECMWF、网格模式气温预报产品建立单产品订正方案和多产品集成订正方案。单产品订正方案采用固定线性回归法、滑动训练订正法、不同天气固定误差法、最优滑动周期平均订正法;多产品集成订正方案采用偏最小二乘法、集合平均法。结果表明,在金沙县城区日最高气温和日最低气温预报中可分别参考经过最优滑动周期平均订正法和不同天气固定误差法订正后的ECMWF预报产品,而在高温天气的日最高气温、寒潮天气的日最低气温预报中可参考集合平均订正产品。研究结果为金沙县气象服务工作提供参考。 展开更多

关键词 气温预报 线性回归 误差订正 集合平均

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一个相对精确计算沙瓦特指数方案的实现 被引量：3

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作者 张端禹 李红莉 +1 位作者 叶金桃 李淑玲 《气象与环境学报》 2013年第1期12-17,共6页

在对流性天气预报工作中,沙瓦特指数是一个被广泛应用的物理量,准确、快捷计算该指数一直以来都具有重要的实际意义。根据干、湿绝热过程相当位温守恒原理,运用David Bolton给出的系列公式计算凝结温度、相当位温,利用计算机编程实现了... 在对流性天气预报工作中,沙瓦特指数是一个被广泛应用的物理量,准确、快捷计算该指数一直以来都具有重要的实际意义。根据干、湿绝热过程相当位温守恒原理,运用David Bolton给出的系列公式计算凝结温度、相当位温,利用计算机编程实现了应用探空资料自动、准确计算沙瓦特指数。11个实例的计算表明,与其他5种沙瓦特指数计算方案相比,新方案计算简洁、绝对误差的平均值与最大值均有所减小。其可能的原因是,计算中间过程避免了繁琐的数学推导和多次近似处理,且抬升凝结温度、相当位温等重要物理量计算比较准确。利用2010—2011年湖北省汉口站MICAPS格式探空资料,对比了查表法与新计算的沙瓦特指数对有、无雷暴天气的预示作用。结果表明:如果规定该指数小于零时有雷暴,则计算得出的数据可以减少雷暴漏报。 展开更多

关键词 相当位温守恒 沙瓦特指数 计算流程 绝对误差

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达州主城区暴雨强度总公式计算及对比分析 被引量：1

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作者 肖鹏 陈怡蓓 +1 位作者 郑文权 于竹娟 《高原山地气象研究》 2015年第2期29-33,共5页

本文根据达县站1961~2013年共53 a降水资料,采用年多个样法和年最大值法两种取样方式,用皮尔逊-Ⅲ型分布、指数分布和耿贝尔分布等三种曲线拟合样本,得到理论上的雨强-历时-重现期表（i-t-p三联表）,再用最小二乘法和高斯牛顿法求解达... 本文根据达县站1961~2013年共53 a降水资料,采用年多个样法和年最大值法两种取样方式,用皮尔逊-Ⅲ型分布、指数分布和耿贝尔分布等三种曲线拟合样本,得到理论上的雨强-历时-重现期表（i-t-p三联表）,再用最小二乘法和高斯牛顿法求解达州主城区的暴雨强度总公式参数,并对比分析了两种取样下总公式的计算结果。结果表明,年多个样法在低重现期明显高于年最大值法,而在高重现期高历时下,年最大值法则明显偏高。 展开更多

关键词 暴雨强度 重现期 曲线拟合 误差分析

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利用温度层结做冰雹单站预报 被引量：2

8

作者 梁谷 周爱丽 +1 位作者 李燕 岳治国 《陕西气象》 2008年第5期21-24,共4页

冰雹是一种中小尺度受地域条件影响的强雷暴天气,其冰水转化过程对大气的温度层结有一定的要求,通过对冰雹天气大气温度层结的研究,寻找其特征,预报冰雹的发生。利用延安市的气象探空资料,结合洛川县的降雹实况,得到洛川冰雹预报方法和... 冰雹是一种中小尺度受地域条件影响的强雷暴天气,其冰水转化过程对大气的温度层结有一定的要求,通过对冰雹天气大气温度层结的研究,寻找其特征,预报冰雹的发生。利用延安市的气象探空资料,结合洛川县的降雹实况,得到洛川冰雹预报方法和指标。在冰雹预报试验中没有出现冰雹漏报,空报率在10%左右,其中只有<2%的情况没有出现强对流云。 展开更多

关键词 冰雹 温度层结 预报指标

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一种单站预报方法

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作者 谢双亭 慕建利 雷治平 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1999年第S1期167-169,共3页

根据西安１９８７年１—１２月逐日１４时压、温、湿和当日降水资料，分析了气压、气温、湿度和降水的关系，并将其分离为气候值、低频值和高频值，发现了西安降水与压、温、湿的高频值和低频值的振荡周期相吻合。

关键词 降水 单站 预报方法

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锋生作用对2011年梅汛期湖北暴雨的影响 被引量：38

10

作者 郭英莲 王继竹 +1 位作者 李才媛 龙利民 《气象》 CSCD 北大核心 2014年第1期86-93,共8页

利用常规气象资料、湖北人工气象站和自动气象监测站雨量资料、NCEP再分析0.5°×0.5°等资料,对锋生函数在2011年6月中上旬梅雨期三次暴雨过程中的作用进行了诊断分析。结果表明:(1)2011年湖北梅雨在单阻型环流场形成和维... 利用常规气象资料、湖北人工气象站和自动气象监测站雨量资料、NCEP再分析0.5°×0.5°等资料,对锋生函数在2011年6月中上旬梅雨期三次暴雨过程中的作用进行了诊断分析。结果表明:(1)2011年湖北梅雨在单阻型环流场形成和维持的过程中,先后出现了三种不同特征的暴雨过程。三次过程均在中层出现锋生。(2)中层锋生主要由垂直锋生造成,有利于对流不稳定的发生。低层锋生主要由水平锋生造成,有利于水汽输送和辐合抬升。当中层和低层均有锋生,且中层为垂直锋生、低层为水平锋生时,有利于降雨强度的加强。(3)先出现中层锋生后出现低层锋生可能为短时降雨,先出现低层锋生后出现中层锋生可能为长历时降雨。(4)低层的垂直锋消与水平锋生完全抵消说明低层水平辐合不够强,且对流稳定,不利于强降雨的发生。 展开更多

关键词 锋生 梅雨期 暴雨 对比分析

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黄河中游夏季降水异常的先兆特征和预测方法 被引量：8

11

作者 宋文玲 顾薇 +1 位作者 柳艳菊 刘长征 《气象》 CSCD 北大核心 2013年第9期1204-1209,共6页

本文利用黄河中游61站降水资料,分析了其变化规律和同期及前期环境场特征,并建立了夏季降水预测模型。研究发现:黄河中游夏季降水具有显著的年际变化特征,显著周期在3年左右;黄河中游夏季降水主要受到同期东亚高空急流、西太平洋副热带... 本文利用黄河中游61站降水资料,分析了其变化规律和同期及前期环境场特征,并建立了夏季降水预测模型。研究发现:黄河中游夏季降水具有显著的年际变化特征,显著周期在3年左右;黄河中游夏季降水主要受到同期东亚高空急流、西太平洋副热带高压(以下简称副高)以及贝加尔湖附近低槽的影响,当急流和副高偏强(弱)偏北(南)、贝加尔湖附近高度场偏低(高)时,黄河中游降水偏多(少)。另外,前期秋季南方涛动指数、北非副热带高压(20°W^60°E)、南海副热带高压(100°~120°E)、北半球副高强度及北半球极涡强度发生异常时,对夏季环流产生影响,从而影响黄河中游夏季降水,据此,建立预测模型。评估发现该模型具有较强的预测能力,可用于黄河中游夏季降水的定量预测。 展开更多

关键词 黄河中游 夏季降水 特征分析 预测模型

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南京地区霾预报方法试验研究 被引量：18

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作者 毛宇清 孙燕 +2 位作者 姜爱军 陈曲 沈澄 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2011年第3期273-279,共7页

支持向量机(SVM)方法是基于统计学理论的一种新的机器学习方法,对解决小样本条件下的非线性问题非常有效。利用2004～2007年南京站的逐日常规观测资料以及同期南京市环境质量监测点的逐日污染物浓度资料,使用SVM分类和回归方法分别建立... 支持向量机(SVM)方法是基于统计学理论的一种新的机器学习方法,对解决小样本条件下的非线性问题非常有效。利用2004～2007年南京站的逐日常规观测资料以及同期南京市环境质量监测点的逐日污染物浓度资料,使用SVM分类和回归方法分别建立了南京地区霾日分类预报模型和有霾日14时(北京时间,下同)能见度预报模型。预报试验结果表明:南京地区霾日的SVM分类预报结果,Ts(Threat scores)评分均在0.4以上;而有霾日14时能见度的SVM回归预报结果,按能见度误差范围为±3km算,准确率均达到了86%以上;加入当天08时新资料的订正预报模型,其预报结果优于起始预报模型。二者的预报结果较为满意,可以给实际业务预测提供参考。 展开更多

关键词 霾 支持向量机 回归分析和预测

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基于模糊逻辑的雷暴大风和非雷暴大风区分方法 被引量：34

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作者 周康辉 郑永光 +2 位作者 王婷波 蓝渝 林建 《气象》 CSCD 北大核心 2017年第7期781-791,共11页

雷暴大风往往伴随飑线、阵风锋、龙卷等强对流天气而出现,风速大、发展迅速、突发性强,对生命财产安全造成极大威胁,因此对雷暴大风的监测与预报具有重要的意义。然而,雷暴大风监测一直也是强对流监测的难点。本文在地面气象观测站大风... 雷暴大风往往伴随飑线、阵风锋、龙卷等强对流天气而出现,风速大、发展迅速、突发性强,对生命财产安全造成极大威胁,因此对雷暴大风的监测与预报具有重要的意义。然而,雷暴大风监测一直也是强对流监测的难点。本文在地面气象观测站大风记录的基础上,结合多源数据(包括雷达、卫星、闪电、温度、露点等观测数据),利用模糊逻辑算法,实现雷暴大风与非雷暴大风的有效识别,可对雷暴大风进行实时监测。具体算法为:首先,基于历史样本数据的统计得到各变量的概率分布函数,进而得到各参数隶属度函数;然后采用概率重叠面积方法,确定各项质量控制数据的权重;最后通过选取判断概率阈值Q的方法,区分雷暴大风与非雷暴大风。通过对2010年全国50873条人工观测大风数据的识别结果检验表明,该算法能有效区分雷暴大风与非雷暴大风,当Q选取0.55时,雷暴大风的识别准确率POD约为0.76,误识别率约为0.18,雷暴大风CSI指数约为0.67。文中选取了两次大风过程,算法正确地识别了11个非雷暴大风记录,5个雷暴大风记录。本工作能一定程度上提升雷暴大风的监测效果、完善强对流监测业务体系。 展开更多

关键词 雷暴大风 强对流 模糊逻辑

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应用于钱塘江、太湖流域面雨量预报的MM5产品释用技术 被引量：4

14

作者 杨诗芳 王东法 +1 位作者 郝世峰 李海燕 《科技通报》 北大核心 2011年第3期330-335,共6页

在2007～2009年浙江省气象台钱塘江、太湖流域面雨量24h、48h预报的基础之上,开展了面雨量释用研究,采用的方法为对数线性释用方法,释用后预报可信度明显增加。本文对面雨量的模糊评分方法做了改进,使之更具有实际可操作性。试验证明,... 在2007～2009年浙江省气象台钱塘江、太湖流域面雨量24h、48h预报的基础之上,开展了面雨量释用研究,采用的方法为对数线性释用方法,释用后预报可信度明显增加。本文对面雨量的模糊评分方法做了改进,使之更具有实际可操作性。试验证明,用绝对误差和改进的模糊评分两种办法结合起来对面雨量预报做检验,能够较客观的反映预报质量的好坏。此释用方法在预报暴雨以下量级面雨量时有一定优势,在预报暴雨及以上量级面雨量时存在一定缺陷。要提高定量面雨量预报水平,还需在资料和模式应用上做进一步研究。 展开更多

关键词 大气科学 流域面雨量 释用预报技术 预报可信度 模糊评分

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杭州短时强降水特征分析及预报研究 被引量：74

15

作者 杨诗芳 郝世峰 +1 位作者 冯晓伟 胡波 《科技通报》 北大核心 2010年第4期494-500,545,共8页

利用杭州市近20年的1h雨量资料,分析了杭州短时强降水的发生规律,包括短时强降水的极值分布、年发生次数、月际分布、时段分布等气候特征。短时强降水雨量极值大多出现在台汛期间。杭州市短时强降水年发生次数的多年平均值为9.6次。杭... 利用杭州市近20年的1h雨量资料,分析了杭州短时强降水的发生规律,包括短时强降水的极值分布、年发生次数、月际分布、时段分布等气候特征。短时强降水雨量极值大多出现在台汛期间。杭州市短时强降水年发生次数的多年平均值为9.6次。杭州发生短时强降水的高峰期为7～8月。短时强降水容易发生在凌晨及午后两个时段。产生短时强降水的天气系统有:梅雨锋、西风带低槽、热带气旋、副高边缘西风急流、局地强对流系统等。本研究通过MM5模式产品得到各大气对流参数场及单点探空曲线,为预报短时强降水提供了新的思路。通过个例分析发现,在强对流天气发生前,各个大气对流参数场中心与短时强降水中心对应较好,杭州探空曲线反映了大气层结不稳定,有利于强对流天气发生。但是预报仅停留在定性和人工分析阶段,做出客观定量预报,并确定短时强降水的落区还有待进一步研究。 展开更多

关键词 大气科学 短时强降水 特征分析 MM5 大气对流参数

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基于1DCNN和LSTM的单站逐时气温预报方法 被引量：10

16

作者 李晶 唐全莉 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期800-811,共12页

针对海量气象观测数据间存在大量的物理噪声、与气温无关的冗余特征以及时间相关性,提出了一种将一维卷积神经网络(1DCNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的多信息融合气温预报方法。首先,运用差分法对气象观测数据进行预处理,得到平... 针对海量气象观测数据间存在大量的物理噪声、与气温无关的冗余特征以及时间相关性,提出了一种将一维卷积神经网络(1DCNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的多信息融合气温预报方法。首先,运用差分法对气象观测数据进行预处理,得到平稳时间序列数据;其次,运用1DCNN提取与气温变化相关的特征变量作为神经网络模型的输入变量;最后,运用1DCNN和LSTM构建多信息融合气温预报模型1DCNNLSTM,并以云南省昆明市历史气象观测数据为例,与传统的LSTM、1DCNN和反向传播神经网络(BP)对未来24小时的逐时气温预报进行了比较研究。研究结果表明,1DCNN-LSTM的均方根误差(RMSE)相较于LSTM、1DCNN和BP最大降低了5.221%、19.350%和9.253%,平均绝对误差(MAE)最大降低了4.419%、17.520%和8.089%。为气温的精准预报提供了参考依据。 展开更多

关键词 1DCNN神经网络 LSTM神经网络 多信息融合 气温预报 单站逐时预测

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单站定时气象观测资料自动处理系统的研究

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作者 王荣堂 熊扬杰 《湖北农学院学报》 1997年第3期237-239,共3页

单站定时气象观测资料自动处理系统的研究王荣堂熊扬杰（湖北农学院农学系，荆州４３４１０３）各地气象站通常每天要进行干球温度、湿球温度、气压等的观测记录，并需要进一步的对观测到的数据进行处理，从而得到水汽压（ｅ），相对... 单站定时气象观测资料自动处理系统的研究王荣堂熊扬杰（湖北农学院农学系，荆州４３４１０３）各地气象站通常每天要进行干球温度、湿球温度、气压等的观测记录，并需要进一步的对观测到的数据进行处理，从而得到水汽压（ｅ），相对湿度（ｕ）和露点温度（ｔｄ）。通常... 展开更多

关键词 气象站 气象观测 温度 湿度 计算机 数据处理

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天津市蓟州区短时强降水特征及预报指标研究 被引量：2

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作者 黄金颖 张志超 +2 位作者 张虹 赵然 孙小林 《天津科技》 2022年第8期31-36,共6页

利用蓟州区自动站逐小时观测资料和ERA5再分析资料对蓟州区短时强降水的时空发生规律和物理量进行了分析。结果表明:蓟州地区短时强降水发生的站次呈明显的阶段性变化;短时强降水天气主要出现在7~8月,其中7月中旬至8月上旬是高发期;短... 利用蓟州区自动站逐小时观测资料和ERA5再分析资料对蓟州区短时强降水的时空发生规律和物理量进行了分析。结果表明:蓟州地区短时强降水发生的站次呈明显的阶段性变化;短时强降水天气主要出现在7~8月,其中7月中旬至8月上旬是高发期;短时强降水多出现在夜间凌晨左右;短时强降水的空间分布有明显的区域差异,呈北高南低的分布特征,平原地区短时强降水的发生也有明显的城郊差异;对流发生前,单站气压和湿度呈反向变化,而且这种变化在强降水发生前两三个小时内较明显,在预报蓟州短时强降水时有一定参考意义。 展开更多

关键词 短时强降水 时空分布 发生规律 物理量分析 蓟州

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单站暴雨预报方

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作者 周文涛 《黑龙江气象》 2000年第1期27-29,共3页

按以下三步制作单站暴雨预报 :建立可产生暴雨的环流与天气尺度系统相匹配的模式 ;在该模式下 ,从云的种类、系统的动力条件、热力条件、水汽输送、移动速度等因子出发 ,建立暴雨动态判别式 ;从能量学出发 ,建立降水量客观预报模式 ,并... 按以下三步制作单站暴雨预报 :建立可产生暴雨的环流与天气尺度系统相匹配的模式 ;在该模式下 ,从云的种类、系统的动力条件、热力条件、水汽输送、移动速度等因子出发 ,建立暴雨动态判别式 ;从能量学出发 ,建立降水量客观预报模式 ,并作出预报。利用这种方法作出的预报准确率较高 ,适于在县站应用。 展开更多

关键词 匹配模式 判别模式 客观预报 暴雨预报 降水预报

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大—暴雪天气地县指导预报方法 被引量：1

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作者 张广英 王付华 张书云 《黑龙江气象》 2000年第1期22-24,共3页

通过分析历史天气图资料 ,将大兴安岭地区秋末冬初大—暴雪天气过程分为一脊一槽型、平直环流型、西北气流型。以地区对县指导预报为主 ,确立了预报指标 ,以期提高大—暴雪的预报水平。

关键词 暴雪 指导预报 预报指标 降水预报

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