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基于贝叶斯模型平均法的“利奇马”台风暴雨预报订正研究
被引量:
4
1
作者
赵琳娜
姚梦颖
+3 位作者
巩远发
慕秀香
李依瞳
安建宇
《暴雨灾害》
2020年第5期451-461,共11页
利用2019年7月1日—8月12日欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报产品与同时段逐6 h地面降水观测资料,采用贝叶斯模型平均法,建立了ECMWF降水集合预报的BMA模型(简称BMA模型),并对BMA模型的“利奇马”台风降水的确定性预报和概率预报与E...
利用2019年7月1日—8月12日欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报产品与同时段逐6 h地面降水观测资料,采用贝叶斯模型平均法,建立了ECMWF降水集合预报的BMA模型(简称BMA模型),并对BMA模型的“利奇马”台风降水的确定性预报和概率预报与ECMWF原始集合预报进行对比分析。结果表明:(1)总体上,BMA模型对台风降水集合预报有较好的订正效果,能有效改善预报的离散度。(2)与原始集合预报相比,BMA模型的连续等级概率评分(CRPS)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)的平均值分别降低了13%、34%和25%,在一定程度上提高了预报的可靠性,但随着降水量级增大,提高程度逐渐减弱;BMA模型还在一定程度上降低了原始集合预报对暴雨及以上量级降水预报概率的虚报,提高了“利奇马”台风暴雨及以上量级降水落区预报的准确性。(3)在该个例中第25百分位至第95百分位可视为有效预报区间,经BMA模型订正后的有效预报区间对降水观测的捕捉能力更强,BMA模型订正后的ECMWF集合预报捕获率比原始集合预报提高13.3%。
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关键词
台风暴雨
概率
降水
预报
集合
预报
贝叶斯模型平均
后处理技术
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职称材料
考虑气象因子不确定性的概率降水预报研究
被引量:
3
2
作者
邢贞相
张涵
+2 位作者
付强
宫兴龙
李衡
《灌溉排水学报》
CSCD
北大核心
2018年第10期100-107,共8页
降水量与气象因子的变化密切相关,因而气象因子的不确定性必然影响着降水量预报的精度。【目的】获取气象因子不确定性特征,提高降水预报结果的精度。【方法】以三江平原典型农场—友谊农场为研究区域,在贝叶斯概率预报系统(BFS)的理论...
降水量与气象因子的变化密切相关,因而气象因子的不确定性必然影响着降水量预报的精度。【目的】获取气象因子不确定性特征,提高降水预报结果的精度。【方法】以三江平原典型农场—友谊农场为研究区域,在贝叶斯概率预报系统(BFS)的理论框架下,利用径向基人工神经网络(RBF-ANN)描述月降水主要影响因子与月降水量的映射关系,并将其作为BFS的似然函数,以实测降水量为后验信息,对降水主要影响因子先验信息进行贝叶斯修正,利用基于自适应算法的马尔可夫链蒙特卡罗随机模拟技术(AM-MCMC)获取了各月的蒸发量、平均气温、相对温度的后验密度。结合RBF-ANN构建了考虑主要影响因子不确定性的概率降水预报模型(IFU-PBF),研究了各月降水的均值预报过程及其指定概率的置信区间。【结果】与传统RBF-ANN的确定性预报结果相比,预报期IFU-PBF计算结果的各精度评价参数均有所提高,纳什效率系数提高了3%;均方根误差降低了51%;相关系数提高了2%。尤其对极值降水的适用性更好,极大值的预报相对误差平均提高了55%,极小值的预报相对误差提高了24%。【结论】考虑气象因子不确定性,开展降水的概率预报更符合降水及其影响因素的随机过程的本质,提高预报精度的同时,能够考虑预报结果的不确定度。
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关键词
贝叶斯
预报
系统
RBF-ANN
气象因子
不确定性
概率
降水
预报
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职称材料
基于TIGGE资料的流域概率性降水预报评估
被引量:
40
3
作者
赵琳娜
吴昊
+4 位作者
田付友
齐丹
狄靖月
段青云
王志
《气象》
CSCD
北大核心
2010年第7期133-142,共10页
利用2008年7月1日至8月6日TIGGE-CMA资料存储中心的ECMWF、NCEP和CMA等业务中心1~10天的集合预报降水结果,结合淮河流域上游大坡岭—王家坝流域内19个站点的降水观测资料,对流域内的日降水预报效果进行了基于降水等级划分的确定性TS评...
利用2008年7月1日至8月6日TIGGE-CMA资料存储中心的ECMWF、NCEP和CMA等业务中心1~10天的集合预报降水结果,结合淮河流域上游大坡岭—王家坝流域内19个站点的降水观测资料,对流域内的日降水预报效果进行了基于降水等级划分的确定性TS评分、概率性Brier评分以及考虑所有降水强度概率的百分位降水评估,并对2008年7月22—23日的强降水过程的预报效果进行了重点评估分析,探索了多模式概率预报降水面向流域的评估方法。结果表明,超级集合的TS评分和Brier评分优于单个中心的集合预报平均,集合平均由于平滑作用削弱了对长预报时效较强降水的预报能力;三套集合预报都体现部分成员具有捕捉实际降水的多种可能性;流域面雨量和单站百分位的分析表明:随着预报时效的延长,强降水的预报能力逐渐减弱,而超级集合由于考虑了更多的降水可能性,预报强降水的量级和空间分布同观测更为接近。
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关键词
概率
性
降水
预报
TIGGE
多模式集合
降水
评估
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职称材料
基于重组降水集合预报的洪水概率预报
被引量:
9
4
作者
赵琳娜
刘莹
+5 位作者
包红军
王彬雁
白雪梅
李潇濛
杨瑞雯
李依瞳
《应用气象学报》
CSCD
北大核心
2017年第5期544-554,共11页
采用条件亚正态模型方法,生成了具有包含不同可能性的降水集合预报。为了保持各子流域降水集合预报变量之间的空间相关性,采用集合预报重组方法对降水集合预报进行重新排列。使用重组后的降水集合预报驱动水文模型,实现了淮河上游大坡...
采用条件亚正态模型方法,生成了具有包含不同可能性的降水集合预报。为了保持各子流域降水集合预报变量之间的空间相关性,采用集合预报重组方法对降水集合预报进行重新排列。使用重组后的降水集合预报驱动水文模型,实现了淮河上游大坡岭一息县、淮河上游息县一王家坝和汝河一洪河上游3个子流域的12次洪水过程的洪水概率预报,并对1988年9月7日和1991年7月31日两次洪水概率预报进行个例分析。结果表明:相对于单一确定性预报,通过条件亚正态分布模型生成降水集合预报后,再经过Schaake洗牌法空间相关性重新组合的降水集合预报,捕捉洪峰出现时间和流量的能力更强。对洪水概率预报来说,降水概率预报更能达到对未来的水文事件进行最大可能估计的目的,并尽可能综合了降水预报不确定性因素,同时也说明维持变量原有的空间相关特征对于降水概率预报具有重要意义。
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关键词
Schaake洗牌法
条件亚正态分布
洪水
概率
预报
集合
预报
概率
定量
降水
预报
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职称材料
题名
基于贝叶斯模型平均法的“利奇马”台风暴雨预报订正研究
被引量:
4
1
作者
赵琳娜
姚梦颖
巩远发
慕秀香
李依瞳
安建宇
机构
成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室
中国气象科学研究院人工智能气象应用研究所
吉林省气象台
江西省上饶市气象局
出处
《暴雨灾害》
2020年第5期451-461,共11页
基金
国家重点研发计划(2017YFC1502000)
国家重点基础研究发展计划(2015CB452806)
+4 种基金
中国气象科学研究院科技发展基金项目(2020KJ014)
国家科技支撑计划课题(2015BAK10B03)
中国气象科学研究院基本科研业务费专项(2020Z011,2019Z003)
国家科技重大专项(2013ZX07304-001-1)
国家自然科学基金项目(41475044)。
文摘
利用2019年7月1日—8月12日欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报产品与同时段逐6 h地面降水观测资料,采用贝叶斯模型平均法,建立了ECMWF降水集合预报的BMA模型(简称BMA模型),并对BMA模型的“利奇马”台风降水的确定性预报和概率预报与ECMWF原始集合预报进行对比分析。结果表明:(1)总体上,BMA模型对台风降水集合预报有较好的订正效果,能有效改善预报的离散度。(2)与原始集合预报相比,BMA模型的连续等级概率评分(CRPS)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)的平均值分别降低了13%、34%和25%,在一定程度上提高了预报的可靠性,但随着降水量级增大,提高程度逐渐减弱;BMA模型还在一定程度上降低了原始集合预报对暴雨及以上量级降水预报概率的虚报,提高了“利奇马”台风暴雨及以上量级降水落区预报的准确性。(3)在该个例中第25百分位至第95百分位可视为有效预报区间,经BMA模型订正后的有效预报区间对降水观测的捕捉能力更强,BMA模型订正后的ECMWF集合预报捕获率比原始集合预报提高13.3%。
关键词
台风暴雨
概率
降水
预报
集合
预报
贝叶斯模型平均
后处理技术
Keywords
typhoon rainstorm
precipitation probability forecast
ensemble forecast
Bayesian Model Average
postprocessing technique
分类号
P458.121.1 [天文地球—大气科学及气象学]
下载PDF
职称材料
题名
考虑气象因子不确定性的概率降水预报研究
被引量:
3
2
作者
邢贞相
张涵
付强
宫兴龙
李衡
机构
东北农业大学水利与土木工程学院
农业部农业水资源高效利用重点实验室
出处
《灌溉排水学报》
CSCD
北大核心
2018年第10期100-107,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFC0406004)
国家自然科学基金项目(51109036)
+5 种基金
黑龙江省自然科学基金项目(E2015024)
教育部高等学校博士点新教师资助基金项目(20112325120009)
黑龙江省领军人才梯队后备带头人资助项目(500001)
黑龙江省博士后资助基金项目(LBH-Q12147)
黑龙江省水利厅科技开发项目(201402)
东北农业大学"学术骨干"资助项目(16XG11)
文摘
降水量与气象因子的变化密切相关,因而气象因子的不确定性必然影响着降水量预报的精度。【目的】获取气象因子不确定性特征,提高降水预报结果的精度。【方法】以三江平原典型农场—友谊农场为研究区域,在贝叶斯概率预报系统(BFS)的理论框架下,利用径向基人工神经网络(RBF-ANN)描述月降水主要影响因子与月降水量的映射关系,并将其作为BFS的似然函数,以实测降水量为后验信息,对降水主要影响因子先验信息进行贝叶斯修正,利用基于自适应算法的马尔可夫链蒙特卡罗随机模拟技术(AM-MCMC)获取了各月的蒸发量、平均气温、相对温度的后验密度。结合RBF-ANN构建了考虑主要影响因子不确定性的概率降水预报模型(IFU-PBF),研究了各月降水的均值预报过程及其指定概率的置信区间。【结果】与传统RBF-ANN的确定性预报结果相比,预报期IFU-PBF计算结果的各精度评价参数均有所提高,纳什效率系数提高了3%;均方根误差降低了51%;相关系数提高了2%。尤其对极值降水的适用性更好,极大值的预报相对误差平均提高了55%,极小值的预报相对误差提高了24%。【结论】考虑气象因子不确定性,开展降水的概率预报更符合降水及其影响因素的随机过程的本质,提高预报精度的同时,能够考虑预报结果的不确定度。
关键词
贝叶斯
预报
系统
RBF-ANN
气象因子
不确定性
概率
降水
预报
Keywords
Bayesian Forecasting System
RBF-ANN
meteorological factors
uncertainty
probabilistic precipitation forecasts
分类号
TV124 [水利工程—水文学及水资源]
下载PDF
职称材料
题名
基于TIGGE资料的流域概率性降水预报评估
被引量:
40
3
作者
赵琳娜
吴昊
田付友
齐丹
狄靖月
段青云
王志
机构
国家气象中心
北京师范大学
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2010年第7期133-142,共10页
基金
公益性行业专项"面向TIGGE的集合预报关键应用技术研究(GYHY(QX)2007-6-1)"
"基于多模式集合预报的交互式应用技术研究(GYHY200906007)"
文摘
利用2008年7月1日至8月6日TIGGE-CMA资料存储中心的ECMWF、NCEP和CMA等业务中心1~10天的集合预报降水结果,结合淮河流域上游大坡岭—王家坝流域内19个站点的降水观测资料,对流域内的日降水预报效果进行了基于降水等级划分的确定性TS评分、概率性Brier评分以及考虑所有降水强度概率的百分位降水评估,并对2008年7月22—23日的强降水过程的预报效果进行了重点评估分析,探索了多模式概率预报降水面向流域的评估方法。结果表明,超级集合的TS评分和Brier评分优于单个中心的集合预报平均,集合平均由于平滑作用削弱了对长预报时效较强降水的预报能力;三套集合预报都体现部分成员具有捕捉实际降水的多种可能性;流域面雨量和单站百分位的分析表明:随着预报时效的延长,强降水的预报能力逐渐减弱,而超级集合由于考虑了更多的降水可能性,预报强降水的量级和空间分布同观测更为接近。
关键词
概率
性
降水
预报
TIGGE
多模式集合
降水
评估
Keywords
probabilistic precipitation forecast
TIGGE
multi-model ensemble
forecast assessment
分类号
P457.6 [天文地球—大气科学及气象学]
下载PDF
职称材料
题名
基于重组降水集合预报的洪水概率预报
被引量:
9
4
作者
赵琳娜
刘莹
包红军
王彬雁
白雪梅
李潇濛
杨瑞雯
李依瞳
机构
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室
四川省气象台
国家气象中心
黑龙江省气象台
吉林省气象台
出处
《应用气象学报》
CSCD
北大核心
2017年第5期544-554,共11页
基金
国家自然科学基金项目(41475044)
国家重点基础研究发展计划(2015CB452806)
+1 种基金
国家科技支撑项目(2015BAK10B03)
国家科技重大专项(2013ZX07304-001-1)
文摘
采用条件亚正态模型方法,生成了具有包含不同可能性的降水集合预报。为了保持各子流域降水集合预报变量之间的空间相关性,采用集合预报重组方法对降水集合预报进行重新排列。使用重组后的降水集合预报驱动水文模型,实现了淮河上游大坡岭一息县、淮河上游息县一王家坝和汝河一洪河上游3个子流域的12次洪水过程的洪水概率预报,并对1988年9月7日和1991年7月31日两次洪水概率预报进行个例分析。结果表明:相对于单一确定性预报,通过条件亚正态分布模型生成降水集合预报后,再经过Schaake洗牌法空间相关性重新组合的降水集合预报,捕捉洪峰出现时间和流量的能力更强。对洪水概率预报来说,降水概率预报更能达到对未来的水文事件进行最大可能估计的目的,并尽可能综合了降水预报不确定性因素,同时也说明维持变量原有的空间相关特征对于降水概率预报具有重要意义。
关键词
Schaake洗牌法
条件亚正态分布
洪水
概率
预报
集合
预报
概率
定量
降水
预报
Keywords
Schaake shuffle
conditional meta-Gaussian distribution
probabilistic flood forecasting
ensemble predictions probabilistic quantitative precipitation forecast
分类号
P338 [天文地球—水文科学]
P457.6 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于贝叶斯模型平均法的“利奇马”台风暴雨预报订正研究
赵琳娜
姚梦颖
巩远发
慕秀香
李依瞳
安建宇
《暴雨灾害》
2020
4
下载PDF
职称材料
2
考虑气象因子不确定性的概率降水预报研究
邢贞相
张涵
付强
宫兴龙
李衡
《灌溉排水学报》
CSCD
北大核心
2018
3
下载PDF
职称材料
3
基于TIGGE资料的流域概率性降水预报评估
赵琳娜
吴昊
田付友
齐丹
狄靖月
段青云
王志
《气象》
CSCD
北大核心
2010
40
下载PDF
职称材料
4
基于重组降水集合预报的洪水概率预报
赵琳娜
刘莹
包红军
王彬雁
白雪梅
李潇濛
杨瑞雯
李依瞳
《应用气象学报》
CSCD
北大核心
2017
9
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职称材料
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