【摘要】：風(fēng)的預(yù)報(bào)和人們的生產(chǎn)生活具有十分緊密的聯(lián)系,污染物的傳輸和擴(kuò)散、大風(fēng)導(dǎo)致的對(duì)交通建筑及電力設(shè)備的破壞、臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致的重大災(zāi)害、乃至化石燃料燃燒導(dǎo)致的空氣污染所引發(fā)對(duì)清潔能源的需求都加強(qiáng)了人類社會(huì)對(duì)于風(fēng)矢量預(yù)報(bào)的需求。集合預(yù)報(bào)是有效開(kāi)展地面風(fēng)預(yù)報(bào)的方法之一。目前,國(guó)內(nèi)外利用集合預(yù)報(bào),特別是THORPEX計(jì)劃下的TIGGE數(shù)據(jù)集,主要針對(duì)環(huán)流、降水或者溫度等氣象要素開(kāi)展了一系列可預(yù)報(bào)性的研究,然而對(duì)地面風(fēng)的研究相對(duì)較少。鑒于此,本文以TIGGE資料集里中國(guó)氣象局(CMA) T213集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)提供的2009-2013年地面風(fēng)的0-240h、逐24h間隔的預(yù)報(bào)產(chǎn)品為代表,利用秩相關(guān)系數(shù)和MVL圖等技術(shù),討論了地面風(fēng)矢量的可預(yù)報(bào)性及其預(yù)報(bào)誤差的線性／非線性特征,并在此基礎(chǔ)上建立了適合地面風(fēng)的集合預(yù)報(bào)后處理方法,得到了以下主要結(jié)論：1、緯向風(fēng)速、經(jīng)向風(fēng)速、全風(fēng)速、風(fēng)向、1000 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)的預(yù)報(bào)誤差在24h間隔內(nèi)存在顯著的相關(guān)性。一般而言,預(yù)報(bào)誤差大的成員在其后24h的預(yù)報(bào)誤差也較大。這種相關(guān)性能維持到120h的預(yù)報(bào)間隔,但是隨著預(yù)報(bào)間隔的增加會(huì)迅速減弱,預(yù)報(bào)誤差在120h間隔以上不存在明顯的相關(guān)。分季節(jié)來(lái)看,在相同的預(yù)報(bào)時(shí)效間隔內(nèi),夏秋兩個(gè)季節(jié)的預(yù)報(bào)誤差的相關(guān)性要強(qiáng)于春冬兩季。以上結(jié)果表明,前期不同成員預(yù)報(bào)的優(yōu)劣特征可以用來(lái)作為權(quán)重來(lái)提高后期集合平均的預(yù)報(bào)水平。2、年際尺度,緯向風(fēng)速、經(jīng)向風(fēng)速在120h時(shí)效左右擾動(dòng)均值和擾動(dòng)方差存在線性特征,全風(fēng)速在240h時(shí)效內(nèi)均存在線性特征,位勢(shì)高度在48h時(shí)效內(nèi)存在線性特征。季節(jié)尺度,除全風(fēng)速在冬季240h時(shí)效內(nèi)存在線性特征外,緯向風(fēng)速、經(jīng)向風(fēng)速、全風(fēng)速均在120h左右呈現(xiàn)出線性特征,位勢(shì)高度除春季不存在線性區(qū)間外,其余季節(jié)線性區(qū)間均為48h。上述四大氣象要素的擾動(dòng)均值均隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加而不斷增加,除位勢(shì)高度外,增加的幅度越來(lái)越小。以上結(jié)果表明,短期內(nèi)四大氣象要素的擾動(dòng)均值和擾動(dòng)方差存在線性特征。3、緯向風(fēng)速、經(jīng)向風(fēng)速、全風(fēng)速在年際尺度,偏最小二乘回歸(PLS)較集合平均(均值法)精確度提高程度先升后降,在48h達(dá)到峰值,隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加,PLS法和均值法精確度均下降。季節(jié)尺度,120h預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi),PLS法和均值法的預(yù)報(bào)誤差從大到小分別為秋夏春冬,在120h時(shí)次之后,季節(jié)特征開(kāi)始模糊。PLS回歸相比于均值法對(duì)夏季的預(yù)報(bào)效果的提高程度最大,基本在240h時(shí)效內(nèi)均有提高,對(duì)秋季提高程度最小,對(duì)春冬在前120h提高較大。4、1000 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)在年際尺度,PLS法和均值法的預(yù)報(bào)誤差隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加而不斷增加,PLS回歸方法僅在前48h較均值法更優(yōu)。季節(jié)尺度,無(wú)論是哪種預(yù)報(bào)方法,夏季的預(yù)報(bào)效果最好,冬季次之,預(yù)報(bào)效果隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加而不斷變差。PLS回歸方法較均值法在春季精確度提高的程度最多,夏秋冬三季PLS回歸基本只在48h預(yù)報(bào)時(shí)效之內(nèi)有提高。年際和季節(jié)尺度,精度提高比例折線圖均顯示出與MVL圖相同的趨勢(shì),表明擾動(dòng)方差V(t)對(duì)預(yù)報(bào)精度提高的影響很大。最后針對(duì)以上結(jié)論,本文建立了適用于地面風(fēng)矢量的集合預(yù)報(bào)后處理方法,即：對(duì)緯向風(fēng)速、徑向風(fēng)速、全風(fēng)速,春、秋、冬三季,在120h的短時(shí)效內(nèi)用PLS回歸進(jìn)行預(yù)報(bào),在120h時(shí)效以后直接使用集合平均值作為預(yù)報(bào)值；緯向風(fēng)速、徑向風(fēng)速、全風(fēng)速,在夏季240h時(shí)效內(nèi)均用PLS回歸；對(duì)1000hPa位勢(shì)高度場(chǎng),四個(gè)季節(jié)在48h的短時(shí)效內(nèi)用PLS回歸進(jìn)行預(yù)報(bào),在48h時(shí)效以后直接使用集合平均值作為預(yù)報(bào)值。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P456.7

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張慶陽(yáng);張沅;;集合預(yù)報(bào)的進(jìn)展與展望[J];青海氣象;2003年01期

2 肖紅茹;馮漢中;陳朝平;徐琳娜;;2005年西南區(qū)域集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)試驗(yàn)與檢驗(yàn)[J];四川氣象;2006年04期

3 劉東賢;張慶陽(yáng);;集合預(yù)報(bào)及其發(fā)展趨勢(shì)[J];中國(guó)科技信息;2007年20期

4 陳麗芳;陳勇明;;集合預(yù)報(bào)方法在不同類型天氣中的預(yù)報(bào)性能評(píng)估[J];科技通報(bào);2010年03期

5 彭勇;王萍;徐煒;周惠成;王本德;;氣象集合預(yù)報(bào)的研究進(jìn)展[J];南水北調(diào)與水利科技;2012年04期

6 王晨稀;;熱帶氣旋集合預(yù)報(bào)研究進(jìn)展[J];熱帶氣象學(xué)報(bào);2013年04期

7 葉飛輝;沙建新;李能海;楊嵩;;一種新的遺傳策略在含“開(kāi)關(guān)”過(guò)程的集合預(yù)報(bào)中的有效應(yīng)用[J];江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

8 吳增茂,張新玲;大氣系統(tǒng)集合預(yù)報(bào)方法及應(yīng)用研究的發(fā)展[J];氣象科技;2000年01期

9 毛恒青,王建捷;集合預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)使用現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J];氣象;2000年06期

10 楊學(xué)勝;業(yè)務(wù)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及展望[J];氣象;2001年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張洪生;王自發(fā);楊軍;謝付瑩;;一種新的超級(jí)集合預(yù)報(bào)方法在空氣質(zhì)量數(shù)值模擬中的應(yīng)用[A];第28屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)——S9大氣物理學(xué)與大氣環(huán)境[C];2011年

2 鄧國(guó);朱躍建;Zoltan Toth;Richard Wobus;;全球中期集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)地表擾動(dòng)試驗(yàn)[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2007年年會(huì)天氣預(yù)報(bào)預(yù)警和影響評(píng)估技術(shù)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2007年

3 陳麗芳;;集合預(yù)報(bào)方法在不同類型天氣中的預(yù)報(bào)性能評(píng)估[A];第四屆長(zhǎng)三角科技論壇論文集（上冊(cè)）[C];2007年

4 關(guān)吉平;張立鳳;何明元;;對(duì)“0506”華南暴雨的集合預(yù)報(bào)試驗(yàn)[A];全國(guó)中尺度氣象學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要文集[C];2008年

5 陳超輝;譚言科;曾新民;周祖剛;姜勇強(qiáng);;隨機(jī)強(qiáng)迫在集合預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究[A];第九屆長(zhǎng)三角氣象科技論壇論文集[C];2012年

6 王勇;寇正;;達(dá)坂城地區(qū)邊界層風(fēng)場(chǎng)的集合預(yù)報(bào)研究[A];第七次全國(guó)動(dòng)力氣象學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2009年

7 賈麗紅;白惠星;湯浩;;集合預(yù)報(bào)方法在新疆大降水中的試驗(yàn)研究[A];第26屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)災(zāi)害天氣事件的預(yù)警、預(yù)報(bào)及防災(zāi)減災(zāi)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2009年

8 鐘科;;基于奇異矢量的優(yōu)化短期集合預(yù)報(bào)[A];第七屆全國(guó)優(yōu)秀青年氣象科技工作者學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

9 傅娜;周偉燦;陳葆德;;上海城市精細(xì)化短臨集合預(yù)報(bào)[A];第28屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)——S7城市氣象精細(xì)預(yù)報(bào)與服務(wù)[C];2011年

10 李朝興;;集合預(yù)報(bào)初值場(chǎng)的插值形成試驗(yàn)[A];推進(jìn)氣象科技創(chuàng)新加快氣象事業(yè)發(fā)展——中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2004年年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 金利;氣象集合預(yù)報(bào)應(yīng)用網(wǎng)格[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

2 郭起豪邋記者 林琳;集合預(yù)報(bào)研究項(xiàng)目正式啟動(dòng)[N];中國(guó)氣象報(bào);2007年

3 實(shí)習(xí)記者 余曉芬;我國(guó)集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品世博會(huì)首度啟用[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

4 本報(bào)記者 段昊書(shū);何懼風(fēng)云多變幻 做好看天觀海人[N];中國(guó)氣象報(bào);2013年

5 本報(bào)記者 郭起豪 通訊員 鄧國(guó);讓預(yù)報(bào)更加精彩[N];中國(guó)氣象報(bào);2008年

6 蒙嘉川邋高麗 李應(yīng)林;第二次系統(tǒng)測(cè)試進(jìn)展順利[N];中國(guó)氣象報(bào);2007年

7 本報(bào)通訊員 代刊　周軍 陶亦為;國(guó)家氣象中心集合預(yù)報(bào)應(yīng)用系統(tǒng)在多省市推廣[N];中國(guó)氣象報(bào);2013年

8 智協(xié)飛;集合預(yù)報(bào)和多模式集成預(yù)報(bào)的應(yīng)用[N];中國(guó)氣象報(bào);2014年

9 張慶陽(yáng);張沅;數(shù)值預(yù)報(bào)的新紀(jì)元[N];中國(guó)氣象報(bào);2002年

10 本報(bào)通訊員 趙彥哲　黃奕武;利其器 善其事[N];中國(guó)氣象報(bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 姜智娜;條件非線性最優(yōu)擾動(dòng)在集合預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（大氣物理研究所）;2007年

2 段明鏗;夏季影響我國(guó)的重要中期環(huán)流過(guò)程集合預(yù)報(bào)效果研究[D];南京信息工程大學(xué);2006年

3 鄭飛;ENSO集合預(yù)報(bào)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（大氣物理研究所）;2007年

4 頡衛(wèi)華;集合預(yù)報(bào)方法在大氣環(huán)流模式延伸期降水預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2013年

5 麻巨慧;NCEP全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)框架的優(yōu)化研究[D];南京信息工程大學(xué);2012年

6 馬旭林;基于集合卡爾曼變換（ETKF）理論的適應(yīng)性觀測(cè)研究與應(yīng)用[D];南京信息工程大學(xué);2008年

7 莊照榮;集合卡爾曼濾波資料同化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其在集合預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院;2007年

8 韓玨靖;THORPEX下集合預(yù)報(bào)和AMDAR觀測(cè)的誤差特征分析與模擬研究[D];南京大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 時(shí)洋;區(qū)域集合預(yù)報(bào)綜合偏差訂正及尺度混合初始擾動(dòng)構(gòu)造方案的研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 陳良呂;集合預(yù)報(bào)在延伸期預(yù)報(bào)及資料同化中的應(yīng)用方法研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2015年

3 袁有林;WRF模式對(duì)一次暴雨過(guò)程的敏感性試驗(yàn)及集合預(yù)報(bào)研究[D];蘭州大學(xué);2015年

4 謝杏妹;基于AMSR-E微波遙感與TIGGE數(shù)據(jù)的立體干旱監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

5 歐登格力;T213集合預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)在東亞地區(qū)的可預(yù)報(bào)性研究[D];南京大學(xué);2014年

6 彭翼;基于TIGGE資料的地面風(fēng)矢量可預(yù)報(bào)性研究[D];南京大學(xué);2016年

7 路建方;集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

8 趙虹;基于下墊面條件擾動(dòng)的中尺度集合預(yù)報(bào)研究[D];南京信息工程大學(xué);2011年

9 吳政謙;一個(gè)中尺度多模式集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建立及應(yīng)用研究[D];南京信息工程大學(xué);2011年

10 周振波;基于理想個(gè)例的風(fēng)暴尺度集合預(yù)報(bào)試驗(yàn)研究[D];南京信息工程大學(xué);2006年

，

本文編號(hào)：2701272