多普勒雷达资料在暴雨临近预报中的应用 被引量：52

1

作者 王改利 刘黎平 阮征 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期388-395,I0001,共9页

强暴雨、台风暴雨等灾害性暴雨天气是造成洪涝灾害最主要的降水天气系统。以广州雷达和梅州雷达的拼图资料以及温州单站雷达资料为基础,讨论了TREC方法中时间步长、网格大小及雨强阈值等参数变化对跟踪结果的影响,并对TREC矢量场进行了... 强暴雨、台风暴雨等灾害性暴雨天气是造成洪涝灾害最主要的降水天气系统。以广州雷达和梅州雷达的拼图资料以及温州单站雷达资料为基础,讨论了TREC方法中时间步长、网格大小及雨强阈值等参数变化对跟踪结果的影响,并对TREC矢量场进行了平滑处理,这在一定程度上减少了TREC矢量场中由于地物回波和回波梯度变化造成的一些明显错误的矢量,得到较为连续的矢量场,并将得到的矢量场用于暴雨的临近预报。个例分析及预报结果的验证表明:通过选择合适的参数,雨强CAPPI、反射率因子CAPPI和CR 3种资料得到的TREC矢量场一致性好,能够反映我国的强暴雨、台风暴雨等灾害性暴雨的移动方向。CR资料的外推预报结果稍差于其他两者,3种资料预报的准确性都随着预报时间的递增而降低,对连续时刻的TREC矢量进行拟合,有助于提高预报准确率。TREC方法对于结构比较复杂、不易识别的台风暴雨等灾害性暴雨天气,在预警方面具有一定应用价值。 展开更多

关键词 TREC 临近预报 外推预报

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LAPS的设计原理、模块功能与产品应用 被引量：43

2

作者 李红莉 崔春光 王志斌 《暴雨灾害》 2009年第1期64-70,共7页

我国中尺度气象观测网数据日益丰富,如何对这些数据进行分析应用以更好地为天气预报服务,是一个亟待解决的问题。局地分析预报系统(LAPS)较好地解决了这一难题,其算法透明,计算速度快,分析场接近实况,满足业务需求,便于预报员直接应用... 我国中尺度气象观测网数据日益丰富,如何对这些数据进行分析应用以更好地为天气预报服务,是一个亟待解决的问题。局地分析预报系统(LAPS)较好地解决了这一难题,其算法透明,计算速度快,分析场接近实况,满足业务需求,便于预报员直接应用。为了帮助相关气象业务岗位上技术人员了解并较好地应用LAPS(http://www.whihr.com.cn/laps/main.aspx),本文详细介绍了LAPS的各模块功能及设计原理,并对武汉暴雨所应用LAPS的有关情况进行了简要说明。 展开更多

关键词 LAPS 资料融合 模块功能 中尺度分析 短时预报

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上海地区强对流天气短时预报系统 被引量：33

3

作者 杜秉玉 官莉 +1 位作者 姚祖庆 袁招洪 《南京气象学院学报》 CSCD 2000年第2期242-250,共9页

以强对流天气的发生、发展规律为依据 ,从中尺度数值预报模式输出结果、Doppler天气雷达、静止气象卫星、MICAPS系统和自动雨量站网等获取大气运动的各种尺度动力条件、水汽条件、大气稳定度和触发机制、各种天气实况等动态变化资料 ,... 以强对流天气的发生、发展规律为依据 ,从中尺度数值预报模式输出结果、Doppler天气雷达、静止气象卫星、MICAPS系统和自动雨量站网等获取大气运动的各种尺度动力条件、水汽条件、大气稳定度和触发机制、各种天气实况等动态变化资料 ,结合预报员经验 ,建立了“上海地区强对流天气短时预报系统”(以下简称“预报系统”)。预报系统产品包括强对流天气的形势分析、0～ 1 2 h展望预报、0～ 3h滚动预报及警报。预报系统还设计了有自动增长功能的强对流天气库。 展开更多

关键词 强对流 短时预报系统 概率预报 上海地区

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基于多元线性回归的滇西南短时强降水预报模型研究 被引量：7

4

作者 王秀英 廖留峰 王俊杰 《气象与环境学报》 2019年第2期15-22,共8页

利用云南省普洱市2015—2017年多普勒天气雷达资料、探空资料和气象观测站5 min雨量观测资料,分析了普洱地区研究期间41次短时强降水的环境场和雷达回波演变特征。结果表明:中尺度辐合线、中气旋、逆风区是强降水触发和维持的重要成因... 利用云南省普洱市2015—2017年多普勒天气雷达资料、探空资料和气象观测站5 min雨量观测资料,分析了普洱地区研究期间41次短时强降水的环境场和雷达回波演变特征。结果表明:中尺度辐合线、中气旋、逆风区是强降水触发和维持的重要成因。短时强降水发生前,整层大气水汽充沛,静力不稳定层结,大气可降水量(PW)≥35 mm、SI≤-0. 23、K> 35,可作为环境场对流潜势的判定因子;短时强降水发生时,雷达回波最强反射率因子≥40 d Bz,35 d Bz回波顶高> 5 km,径向速度的辐合切变量> 5 m·s^(-1)。通过多元线性回归分析,选取4个相关性显著的影响因子,建立普洱市短时强降水预报模型。所选预报因子包括:35 d Bz回波顶高、30 d Bz垂直剖面中心高度、30 d Bz以上雷达回波面积和SI。预报模型的回报检验表明,普洱短时强降水平均雨强相对均方根误差为17. 0%,局地降水持续时间相对均方根误差为33. 9%,局地过程降水相对均方根误差为25. 6%,回报效果较好。4次短时强降水预报检验中,平均雨强的预报误差每5 min小于1. 2 mm,局地强降水持续时间的预报误差小于10 min,局地过程降水的预报误差小于4 mm,模型均预报出局地连续性降水超过50 mm。预报模型有较好的预报能力,可应用于普洱短时强降水的临近预报预警。 展开更多

关键词 短时强降水 临近预报 预报因子 多元线性回归 预报检验

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基于深度学习的短临降水预报综述 被引量：1

5

作者 马志峰 张浩 刘劼 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2023年第10期1731-1753,共23页

短临降水预报是指短期内降水的高分辨率预测,是一项重要但又困难的任务。在深度学习的背景下,它被视为一个基于雷达回波图的时空序列预测问题。降水预测是一个复杂的自我监督任务,由于运动总是在空间和时间维度上发生显著的变化,普通模... 短临降水预报是指短期内降水的高分辨率预测,是一项重要但又困难的任务。在深度学习的背景下,它被视为一个基于雷达回波图的时空序列预测问题。降水预测是一个复杂的自我监督任务,由于运动总是在空间和时间维度上发生显著的变化,普通模型难以应对复杂的非线性时空转换,导致预测模糊。因此,如何进一步提高模型预测性能减少模糊是该领域研究的重点。目前关于短临降水预报的研究仍处于早期阶段,并且对已有的研究工作缺乏系统性的分类和讨论。因此,有必要对该领域进行全面调研。从不同维度全面总结和分析了短临降水预报领域的相关知识,并给出了未来的研究方向,具体内容如下:(1)阐明了短临降水预报的重要意义以及传统预测模型的优缺点;(2)给出了短临降水预报问题的数学定义;(3)全面总结和分析了常见的预测模型;(4)介绍了不同国家和地区的多个开源雷达数据集;(5)简单介绍了用于预测质量评估的度量指标;(6)讨论了不同模型中所使用的不同的损失函数;(7)指明了未来短临降水预报领域的研究方向。 展开更多

关键词 短临降水预报 时空序列预测 天气预报 人工智能 深度学习

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黄海海雾短时临近预报中云水路径的EnKF同化研究 被引量：5

6

作者 高小雨 高山红 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期248-260,共13页

在海雾的短时临近预报中,初始场的水汽凝结状态扮演着重要角色。为了改进初始场的云水含量,本文提出直接同化雾体云水信息的思路。针对2011年5月一次大范围的黄海海雾,借助EnKF (Ensemble Kalman Filter)方法,尝试进行了极轨卫星反演云... 在海雾的短时临近预报中,初始场的水汽凝结状态扮演着重要角色。为了改进初始场的云水含量,本文提出直接同化雾体云水信息的思路。针对2011年5月一次大范围的黄海海雾,借助EnKF (Ensemble Kalman Filter)方法,尝试进行了极轨卫星反演云水路径数据的同化试验。结果表明:(1)通过利用EnKF将云水混合比增加到背景场和分析场的控制变量中,构建云水观测数据与背景场之间的关系,实现云水路径数据的直接同化是可行的;(2)同化云水路径可显著改善海面气温与湿度状态,大幅提高海雾预报效果;(3)EnKF能够基于集合体动态统计流依赖的背景误差协方差是其取得良好同化效果的主要原因。值得指出的是,受集合样本误差的影响,需要特别关注云水含量与风之间的相关关系。 展开更多

关键词 黄海海雾 短时临近预报 EnKF(Ensemble KALMAN Filter)同化 云水路径 海雾雾区

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物理滤波初始化四维变分在临近预报中的应用 被引量：2

7

作者 姜文静 梁旭东 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期543-555,共13页

运用WRF模式(Weather Research and Forecasting Model,天气研究和预报模式)和WRFDA同化(WRF Data Assimilation,WRF资料同化)系统,探究采用物理滤波初始化四维变分同化方法提高数值预报在临近预报时效的预报能力的可能性。通过采用12 ... 运用WRF模式(Weather Research and Forecasting Model,天气研究和预报模式)和WRFDA同化(WRF Data Assimilation,WRF资料同化)系统,探究采用物理滤波初始化四维变分同化方法提高数值预报在临近预报时效的预报能力的可能性。通过采用12 min同化窗,在不显著增加计算量的情况下,得到更协调的模式初始场,从而提高模式预报能力。选取2018年8月华北地区17个降水个例进行研究,结果表明:采用物理滤波初始化四维变分同化技术能够明显改进模式短时临近降水预报能力,明显提高对大量级降水预报的ETS评分,6 h累积降水大于25.0 mm量级的ETS评分由0.125提高到0.190,且6 h累积降水大于60.0 mm量级的ETS评分由0.016提高到0.081。研究还表明:同化雷达风场通过改进初始动力场使次网格尺度降水过程(积云参数化)快速响应,可提高短时临近时段的降水预报能力。 展开更多

关键词 资料同化 临近预报 四维变分 降水预报

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对流天气预报系统的设计与实现 被引量：1

8

作者 胡丽川 《电脑知识与技术》 2016年第2Z期63-65,共3页

强对流天气内部蕴藏着巨大的能量,它具有突发性、强度大、持续时间短的特点。强对流天气发生时,常伴随有强雷暴、大风(风切变)、下击暴流、冰雹、龙卷等恶劣天气现象,严重影响航空的飞行安全。本研发计划旨在研制和集成国内外先进的强... 强对流天气内部蕴藏着巨大的能量,它具有突发性、强度大、持续时间短的特点。强对流天气发生时,常伴随有强雷暴、大风(风切变)、下击暴流、冰雹、龙卷等恶劣天气现象,严重影响航空的飞行安全。本研发计划旨在研制和集成国内外先进的强流天气分析预报方法,设计并建设终端区对流天气监测分析预报系统,以提升终端区强对流天气预报能力,适应我国民航事业快速发展的紧迫需求。系统功能主要包括终端区对流天气临近预报,终端区对流天气短时预报,起降条件与航路预报,预报产品检验与评估。 展开更多

关键词 预报系统 临近预报 短时预报 LEAFLET

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雷暴与强对流临近天气预报技术进展 被引量：517

9

作者 俞小鼎 周小刚 王秀明 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期311-337,共27页

临近预报指0—6h(0—2h为重点)的高时空分辨率的天气预报,预报对象是该时段内出现明显变化的天气现象,主要包括雷暴、强对流、降水、冬季暴风雪、冻雨、沙尘暴、低能见度(雾)、天空云量等,其中,以雷暴和强对流天气的临近预报最具挑战性... 临近预报指0—6h(0—2h为重点)的高时空分辨率的天气预报,预报对象是该时段内出现明显变化的天气现象,主要包括雷暴、强对流、降水、冬季暴风雪、冻雨、沙尘暴、低能见度(雾)、天空云量等,其中,以雷暴和强对流天气的临近预报最具挑战性。综述了针对雷暴和强对流天气的以主观预报为主、结合客观算法的临近预报技术,同时讨论了高分辨率数值预报模式在临近预报中的应用。主观临近预报技术包括基于多普勒天气雷达观测数据并结合其他资料(常规高空和地面观测、气象卫星云图、快速同化循环的数值预报产品等)对雷暴生成、发展和衰减,特别是对强对流天气(包括强冰雹、龙卷、雷暴大风和对流性暴雨)的临近预报,客观算法包括几种应用最广的雷达回波或云图外推算法和强对流天气识别技术。高分辨率数值预报模式的应用包括与雷达回波外推融合延长临近预报时效,与各种观测资料融合得到快速更新的三维格点资料为雷暴和强对流近风暴环境的判断提供重要参考。 展开更多

关键词 临近预报 雷暴 强对流 多普勒天气雷达 卫星云图 高分辨率数值预报模式

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雷电临近预警方法和系统研发 被引量：60

10

作者 吕伟涛 张义军 +5 位作者 孟青 姚雯 马颖 马明 郑栋 王飞 《气象》 CSCD 北大核心 2009年第5期10-17,I0003,共9页

为满足高速发展的现代社会对雷电预警预报气象服务日益增加的需求,中国气象科学研究院研发了雷电临近预警系统(CAMS-LNWS)。CAMS-LNWS采用了多资料、多参数和多算法集成的雷电临近预警方法,能够综合利用雷达、卫星、闪电监测系统、地面... 为满足高速发展的现代社会对雷电预警预报气象服务日益增加的需求,中国气象科学研究院研发了雷电临近预警系统(CAMS-LNWS)。CAMS-LNWS采用了多资料、多参数和多算法集成的雷电临近预警方法,能够综合利用雷达、卫星、闪电监测系统、地面电场仪和探空仪等的观测资料,参考天气形势预报产品和雷暴云起电、放电模式运行的结果,结合区域识别、跟踪和外推算法与决策树算法,自动生成雷电活动潜势预报结果和雷电临近预警结果,并提供多种形式的雷电临近预警产品,以满足不同的应用需求。该系统人机界面友好,参数接口丰富,简单易用,有利于在各地区的推广应用。同时该系统采用了模块化的结构设计,具有灵活的扩充性,便于今后对预警方法的不断升级和改进。 展开更多

关键词 雷电 临近预警 外推 组合预报

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雷达外推与数值模式动态融合降水概率预报方法 被引量：11

11

作者 薛峰 王兴 +2 位作者 吴双 苗春生 张琳焓 《气象科技》 北大核心 2017年第6期1036-1042,共7页

提出一种基于动态权重的降水概率融合预报方法。首先建立一个适用于权重分配的评分模型,对基于雷达光流外推的降水概率预报和基于数值模式经反射率换算后的降水概率预报的预报准确率分别加以评估;提出一种改进的Brier评分法,该方法兼顾... 提出一种基于动态权重的降水概率融合预报方法。首先建立一个适用于权重分配的评分模型,对基于雷达光流外推的降水概率预报和基于数值模式经反射率换算后的降水概率预报的预报准确率分别加以评估;提出一种改进的Brier评分法,该方法兼顾了降水落区的大小和降水量,降低评分对样本数据数量多少的敏感性;根据两种在不同预报时效的评分,动态地分配两种预报方法在不同预报时效的权重。试验部分通过Brier等评分验证表明,融合后各个预报时效的预报都表现出与雷达外推或数值模式相近甚至更高的技术评分。 展开更多

关键词 融合预报 降水概率预报 雷达外推 光流法 数值模式

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一种改进的降水临近外推预报技术方法研究及效果检验 被引量：9

12

作者 郑淋淋 邱学兴 《气象科技》 2020年第1期97-106,共10页

中尺度模式对于0~2h的预报存在起转问题,因此外推预报成为0~2h临近预报中不可或缺的技术方法。目前INCA(Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis System)降水外推预报中,外推矢量扰动由外推矢量随时间的变化确定,即相邻... 中尺度模式对于0~2h的预报存在起转问题,因此外推预报成为0~2h临近预报中不可或缺的技术方法。目前INCA(Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis System)降水外推预报中,外推矢量扰动由外推矢量随时间的变化确定,即相邻时次外推矢量差确定,本文统计2017年7月江淮地区(29°~35.5°N,114°~120°E)INCA系统相邻10min外推矢量偏差来代表外推矢量随时间变化。若降水向东北方向移动,则外推矢量方向规定为东北方向。统计结果表明:①对于江淮地区,外推矢量以东北方向和西南方向偏差为主,外推矢量越大,其偏差的大小越大;②从外推矢量方向看,东北方向外推矢量占绝大多数(73%),可能是因为绝大多数降水发生在槽前形势下,引导气流为西南风。基于外推矢量偏差统计样本,随机生成多个符合外推矢量偏差分布的外推矢量扰动,得到多个不确定的外推矢量,将INCA确定性外推预报变为0~2h降水外推集合预报,采用均方误差(MSE)、TS评分、BIAS评分和Brier技巧评分等方法,对集合预报结果检验表明:随着预报时效增加,集合预报比确定性预报的优势更明显。因此,考虑外推矢量的不确定性可以提高降水外推预报准确率。 展开更多

关键词 INCA 降水外推 集合预报 预报检验

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基于雷达短时临近降雨预报的王家坝洪水预报研究 被引量：6

13

作者 严昌盛 朱德华 +2 位作者 马燮铫 徐胜 王凯 《水利水电技术》 北大核心 2020年第9期13-23,共11页

近年来突发性灾害天气引发的洪水过程频发,研究耦合雷达临近降雨预报的洪水预报对于洪水灾害防治具有重要意义。根据淮河王家坝以上流域的历史降雨流量资料,构建了一个基于土壤湿度指数分布的集总式水文模型PDM。以此为基础选取了2016... 近年来突发性灾害天气引发的洪水过程频发,研究耦合雷达临近降雨预报的洪水预报对于洪水灾害防治具有重要意义。根据淮河王家坝以上流域的历史降雨流量资料,构建了一个基于土壤湿度指数分布的集总式水文模型PDM。以此为基础选取了2016年流域内两场典型洪水过程,耦合驻马店S波段双偏振多普勒雷达的降雨观测数据,并对雷达测雨数据进行评估;再利用临近降雨预报系统STEPS,分别对两场洪水过程的最大降雨做临近3 h、2 h、1 h和30 min的降雨预报;通过PDM模型模拟洪水过程来对比分析雷达降雨与雨量站实测的模拟精度,研究雷达临近降雨预报在洪水预报中的适用性。结果表明:利用雷达降雨资料对洪峰流量的模拟比直接用雨量站资料更加接近实测值,洪峰误差在±2.7%以内;但雨量站模拟的总体拟合效果要好于雷达,两场洪水过程的纳什效率系数都大于0.8。雷达3 h以内的临近降雨预报精度可用作洪水预报,洪峰流量和洪水过程模拟效果良好,可满足实时作业预报的要求。 展开更多

关键词 PDM模型 雷达临近降雨预报 雷达测雨 洪水预报 降水

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一种基于多种资料融合技术的短时临近预报方法 被引量：6

14

作者 颜琼丹 苏洵 +1 位作者 韦庆华 曾小团 《气象研究与应用》 2010年第4期49-52,共4页

介绍由奥地利国家气象局开发的基于多种资料融合技术的短时临近预报系统(INCA)的核心技术。INCA系统以数值预报输出场为第一猜值,利用气象卫星、天气雷达,地面自动观测站资料进行融合分析订正后形成分析场,结合线形外推技术和数值预报结... 介绍由奥地利国家气象局开发的基于多种资料融合技术的短时临近预报系统(INCA)的核心技术。INCA系统以数值预报输出场为第一猜值,利用气象卫星、天气雷达,地面自动观测站资料进行融合分析订正后形成分析场,结合线形外推技术和数值预报结果,对降水、温度、湿度、风、云等作出高时空分辨率的临近预报,其技术路线对今后我国发展短时临近预报技术具有很重要的指导作用。 展开更多

关键词 资料融合 短时临近预报 定量降水预报

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具有复杂地形适应能力的INCA短临预报系统介绍 被引量：2

15

作者 解小寒 王勇 郭倩 《气象科技进展》 2018年第3期70-76,共7页

INCA是由奥地利国家气象局发展的具有复杂地形适应性的短临集成分析预报系统,也是世界天气研究计划预报示范项目INCA-CE推荐的短临业务系统,已经在十几个国家和地区得到广泛应用。INCA构建高分辨系统地形、地表层指数和垂直坐标系,在分... INCA是由奥地利国家气象局发展的具有复杂地形适应性的短临集成分析预报系统,也是世界天气研究计划预报示范项目INCA-CE推荐的短临业务系统,已经在十几个国家和地区得到广泛应用。INCA构建高分辨系统地形、地表层指数和垂直坐标系,在分析中结合地面实况和遥感资料,一方面保证分析中实况信息得以准确保留,另外一方面利用遥感资料来提供基于实况插值的空间结构。INCA短临预报中使用了经典的相关运动矢量外推方法,并引入了地形影响方案。由于INCA系统实现了对山区地形的精细化描述,进而充分考虑了地形对要素场的影响,INCA在地形复杂的山区具有一定优势,在有着山洪地质灾害隐患的地区将能发挥较好的短临预警作用。INCA在强对流预报中发展了基于INCA分析场对流参数组合和卫星产品的决策算法来实现对流生消预报。还发展了一个雷暴大风物理参数化预报方案,主要基于雷达观测和短临预报来估算降水粒子载荷和负浮力,进而预报雷暴大风。对INCA分析和预报进行了验证检验,在短临时段对数值模式有明显提升,INCA对流算法对纯外推预报有所改进。 展开更多

关键词 短临集成分析预报系统 复杂地形适应 对流预报

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两种基于雷达的临近预报算法在赣江流域的应用 被引量：1

16

作者 李娜 勾亚彬 +2 位作者 唐国强 赵平 洪阳 《气象科学》 北大核心 2017年第4期466-477,共12页

将多尺度雷达回波跟踪(MTREC:Muti-scale Tracking radar echoes by correlation)算法和基于降水栅格数据的网格追踪临近预报外推(PBN:Pixel-Based Nowcasting)算法应用在赣江流域,对这两种临近预报算法在1~3 h预见期的临近预报降水数... 将多尺度雷达回波跟踪(MTREC:Muti-scale Tracking radar echoes by correlation)算法和基于降水栅格数据的网格追踪临近预报外推(PBN:Pixel-Based Nowcasting)算法应用在赣江流域,对这两种临近预报算法在1~3 h预见期的临近预报降水数据进行评估,总结两种临近预报算法在赣江流域的预报性能和预报特点。结果表明:(1)随着预见期的增加,MTREC方法的预报性能变化较为平缓。PBN方法的预报性能明显变差。(2)MTREC方法预报降水偏弱,且对于低值降水预报较为准确,而PBN方法预报降水偏强,且预报高值降水较为准确。(3)MTREC方法预报的降水高值区的范围偏小而低值降水区范围偏大,PBN方法预报的高值降水区的范围偏大而低值降水区范围偏小。(4)随着预见期的增加,MTREC方法的降水概率预报变化较为平稳,而PBN方法预报高值降水(>0.4 mm·h^(-1))的概率偏高,预报低值降水(<0.4 mm·h^(-1))的概率偏低。 展开更多

关键词 雷达临近预报 定量降水估算 定量降水预报 降水检验

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