灾害性天气统计预报

航空发表于 2010-10-23 00:21:29

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航空发表于 2010-10-23 00:22:14

灾害性天气统计预报 李发明 民航青岛空管站气象台 主要内容 • 一、统计方法 • 二、因子选择原则 • 三、强对流天气的统计预报 • 四、强对流天气统计预报的检验 • 五、辐射雾天气的统计预报 • 六、辐射雾天气统计预报的检验 一、统计方法 • 相关分析 • 多元线性回归 • 逐步回归 • PP(Perfect Prognosis) 二、因子选择原则 原则： 1、选择与预报量有关的有预报意义的因子。 2、在预报实践中因子资料容易取得。 选择标准： 因子与预报量线性相关系数是否显著。 三、强对流天气的统计预报 初选因子介绍（一） • X1沙瓦特指数，是500hPa的环境温度和850hPa气块上 升到500hPa时的温度之差，当沙瓦特指数小于零时， 可能出现强对流天气。 • X2 cape对流有效位能， • X3 a指数，A=（T85-T50）-（（T85-Td85）+（T70- Td70）+（T50-Td50）），T85为850百帕温度、Td85 为850百帕露点，以此类推。当A大于零时，预报可能有 雷暴天气。 • X4 K指数，K=（T85-T50）+ Td85--（T70-Td70）， 右边第一项代表温度递减率，第二项代表低层的水汽条 件，第三项可反映大气的饱和程度和湿层厚度。当K大 于20时，预报可能有雷暴天气。 三、强对流天气的统计预报 初选因子介绍（二） • X5 位势稳定度指数，这里简化为AI=θse85- θse50，大于0时为位势不稳定，预报可能有雷 暴天气，小于0时为位势稳定 • X6 风暴相对螺旋度， • X7 风指数，用300hPa的风速除以850hPa的风 速，代表高层对低层可能具有的冲击力，当风 速之比大于3时，冲击力对形成雷暴有利。 • X8 温度指数，DELT指数DELT=T85-T50，一 般认为当两者之差大于25时可能出现雷雨天 气。 三、强对流天气的统计预报 样本介绍 1996----1998年6、7、8月每天08时的探空 资料，除去资料缺失的，共得到样本250 个，即N=250。 因子的筛选（一） -------相关分析 将当日（当日08时至次日08时）是否出现 强对流天气分别附值1（未出现）、2（出 现）与初选因子分别进行相关分析，将相 关系数小不显著的因子X7去掉。 三、强对流天气的统计预报 因子的筛选（二） ----逐步回归 剩下的7个因子和对应的预报结果，进入逐 步回归计算，结果X2 、X4、X6也被剔 出，仅剩下X1、X3、X5、X8 三、强对流天气的统计预报 • 建立回归方程 Y=1.8605-0.2206x1+0.06186x2- 0.1803x3+0.1047x4 x1 x2 x3 X4 分别对应以上各指数的值 （分别除以10） 三、强对流天气的统计预报 • 判别阈值的确定 平均值法确定阈值 Yc= （Ymin(y=2) + Ymax (y=1) ）/2 Yc=1.352。，当Y大于等于Yc 时预报有 雷雨天气，反之则预报没有雷雨天气。 四、强对流天气统计预报检验 • 检验样本：2003---2005年6、7、8月 • 样本长度：N=258 四、强对流天气统计预报检验 观测不出现70（Z） 152（W） 观测出现32（X） 4（Y） 预报出现预报不出现 四、强对流天气统计预报检验 预报准确率:FR=(X+W)/N =71.3% 预报击中率:FOH= X/(X+Z)=32% 空报率: FAR=Z/(X+Z)=67% 漏报率: DFR=Y/(Y+W)=2.6% 探测率: POD=X/(X+Y) =88.9% TSS评分=FOH-DFR=0.294 四、强对流天气统计预报检验 • 检验分析： TSS>0，接近0.3反映预报有很好的技术性 预报方程对强对流天气的预报准确率为71%左 右，结果较好，并不是很高，但对强对流天气的 探测率近于90%，这表示完全可以在业务中使 用。漏报率只有2.6%，较低，业务中完全可以接 受。较高的空报率可能给预报员很多错误的警 示，这一方面是可能有一些较弱的对流天气没有 被观测到，造成空报率偏高，另一方面也说明天 气的复杂性，加上人工干预可能有会更好的预报 结果 强对流天气预报个例一 强对流天气预报个例二 五、辐射雾的统计预报 消空指标 出现辐射雾时地面天气形势为鞍形场或 弱气压场，一般出现在冷空气过后天气回 暖期中，尤其是低空转为暖平流气温升高 后，对近地面层形成辐射逆温有利，因此 我们将850hPa的温度作为辐射雾是否出现 的消空指标。 选择1995-2000年1、11、12月作为统 计样本 五、辐射雾的统计预报 1月-9 小于-9 12月-7 小于-7 11月-2 小于-2 确定消空指标 出雾时850hPa的 最低温度 月 份 五、辐射雾的统计预报 初选因子介绍（一） 1、X1 出雾前一天14时的风，小于等于9m/s的南风 取2，大于9m/s取-1，小于等于5m/s的北风取1，大于 5m/s取-1，静风取1。代表对形成辐射雾的有利和不利因 素。 2、X2 出雾前一天14时的相对湿度，计算时除以100。 3、X3 出雾当天08时的相对湿度，预报时用预报产品代 替。 4、X4 出雾前一天18时的风，小于等于9m/s的南风取 2，大于9m/s取-1，小于等于5m/s的北风取1，大于5m/s 取-1，静风取1。代表对形成辐射雾的有利和不利因素。 五、辐射雾的统计预报 初选因子介绍（二） 5、X5 出雾前一天18时的相对湿度， 6、X6 出雾前一天20时的风，小于等于9m/s的 南风取2，大于9m/s取-1，小于等于5m/s的北风 取1，大于5m/s取-1，静风取1。代表对形成辐射 雾的有利和不利因素。 7、X7 出雾前一天20时和14时的相对湿度差， 代表前一天增湿的强度。 8、X8 出雾当天08时和前一天20时的相对湿度 差，代表增湿的强度。 五、辐射雾的统计预报 因子筛选 由于时间不同，各因子在不同的月份对 形成辐射雾的相对重要性也不同，针对不 同的时间，经过逐步回归剔出不显著的预 报因子后得到的回归方程也不同。 五、辐射雾的统计预报 • 一月： 因子选择 1、X1取前一日06时（UTC，下同）的地面风。数值变 换方法：小于等于9m/s的南风取2，大于9m/s取-1，小于 等于5m/s的北风取1，大于5m/s取-1，静风取1。代表对 形成辐射雾的有利和不利。 2、X2取出雾当天00时的相对湿度，计算时以数值预报 值代入，如0.95。 回归方程为： Y=-0.0181+0.181X1+0.2178X2，阈值YC=0.2836， Y大于YC时，预报有雾，反之，预报没有雾。Y大于0.45 时预报有三小时以上大雾。 五、辐射雾的统计预报 • 十一月： 因子选择 1、X1取前一日10时的地面风。数值变换方法：小于等 于9m/s的南风取2，大于9m/s取-1，小于等于5m/s的北风 取1，大于5m/s取-1，静风取1。代表对形成辐射雾的有利 和不利。 2、X2取出雾当天00时的相对湿度，计算时以数值预报 值代入，如0.95。 3、X3取出雾前一天12时的相对湿度，计算时以观测数 值代入，如0.95。 回归方程为： Y=-0.02456+0.058128X1+0.26049X2-0.10967X3， 阈值为YC =0.2154，Y大于YC时，预报有雾，反之，预 报没有雾。 五、辐射雾的统计预报 • 十二月： 因子选择 1、X1取前一日10时（UTC，下同）的地面风。数值变 换方法：小于等于9m/s的南风取2，大于9m/s取-1，小于 等于5m/s的北风取1，大于5m/s取-1，静风取1。代表对 形成辐射雾的有利和不利。 2、X2取出雾当天00时的相对湿度，计算时以数值预报值 代入，如0.95。 回归方程为： Y=-0.0564+0.1997X1+0.6130X2，YC =0.7，Y大于 YC时，预报有雾，反之，预报没有雾。Y大于0.8时预报 有三小时以上大雾。 六、辐射雾统计预报检验 • 检验样本 2003-2004年11、12、1月份样本资料， 在排除降水、平流雾造成的低能见度天气 个例后 样本长度N=133 六、辐射雾统计预报检验 观测不出现32（Z） 67（W） 观测出现29（X） 5（Y） 预报出现预报不出现 六、辐射雾统计预报检验 • 预报准确率:FR=(X+W)/N =72.2% • 预报击中率: FOH= X/（X+Z）=47.5% • 空报率: FAR=Z/（X+Z）=52.5% • 漏报率: DFR=Y/（Y+W）=6.9% • 探测率: POD=X/（X+Y) =85.3% TSS评分=FOH-DFR=0.406 六、辐射雾统计预报检验 • 检验分析 从整体上看，方程对辐射雾天气预报的 评分较高，表明该方程有较高的技术性， 但考虑到投入业务运行时相对湿度因子用 数值预报值代入，由于数值预报值和观测 值得差异性，肯定会对预报结果有负面的 影响，真正的技术评分会有所降低。 辐射雾的统计预报个例一 辐射雾的统计预报个例二 结束 谢谢大家！

airchina 发表于 2011-3-1 18:15:15

I WANT I DO I CAN

guanshyy 发表于 2011-3-29 13:48:29

kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

j330650132 发表于 2011-3-31 21:17:25

好好学习下

daohaosb 发表于 2011-4-2 20:37:36

:kiss: :kiss: :kiss: :kiss:

zhyc_r 发表于 2011-6-14 22:06:36

nnn

:lolok

ingooooo 发表于 2018-9-24 18:15:23

谢谢分享，学习一下。

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