發(fā)布時(shí)間：2020-09-22 13:43

　　 人們?nèi)粘３鲂�、農(nóng)副業(yè)收成和工業(yè)生產(chǎn)都與天氣預(yù)報(bào)息息相關(guān),但是無論是降水還是溫度等氣象要素的預(yù)報(bào)都存在一定的不確定性。隨著預(yù)報(bào)系統(tǒng)和預(yù)報(bào)技術(shù)的不斷發(fā)展,天氣預(yù)報(bào)的不確定性也有所降低。其中,綜合了多模式的不確定性而產(chǎn)生的集合系統(tǒng)越來越受到關(guān)注,也被用在了實(shí)際業(yè)務(wù)中。本文基于歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)、美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)、日本氣象廳(JMA)和中國氣象局(CMA),四個(gè)數(shù)值預(yù)報(bào)中心每天12點(diǎn)報(bào)告的每日2m溫度數(shù)據(jù),使用多種插值方法,并進(jìn)行降尺度修正和集合預(yù)報(bào),建立降尺度的多模式集合預(yù)測(cè)模型。并通過包括廣東,香港,澳門在內(nèi)的粵港澳大灣區(qū)的案例研究評(píng)估了該模型的預(yù)報(bào)效果。本文主要研究工作及成果如下:(1)首先對(duì)四種不同的插值方法進(jìn)行單中心模式的插值試驗(yàn)。經(jīng)過對(duì)比,表明克里金插值(Kriging)的綜合表現(xiàn)是四種插值方法中最好的。并且隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的延長(zhǎng),雖然四種插值方法的誤差都會(huì)增加,但是克里金插值(Kriging)的優(yōu)勢(shì)依然明顯。(2)通過統(tǒng)計(jì)降尺度有效地改進(jìn)了各單中心模式直接插值預(yù)報(bào)的效果。隨著預(yù)測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng),即使在最長(zhǎng)的預(yù)測(cè)時(shí)限內(nèi),其降尺度后的均方根誤差也低于直接插值的均方根誤差。(3)使用超集集合法,執(zhí)行單中心模式降尺度的預(yù)測(cè)結(jié)果的多模式積分,結(jié)果表明多模式集成明顯地改進(jìn)了預(yù)報(bào)效果。(4)以粵港澳大灣區(qū)為實(shí)例,利用 WRF(Weather Research and Forecasting)模式結(jié)合動(dòng)力降尺度和統(tǒng)計(jì)降尺度對(duì)粵港澳大灣區(qū)的溫度進(jìn)行模擬,多模式集合預(yù)報(bào)模型提高了粵港澳大灣區(qū)地面溫度預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P45
【部分圖文】：

其次，對(duì)每個(gè)單中心集合預(yù)報(bào)資料進(jìn)行降尺度修訂，判斷降尺度后溫逡逑度預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度是否提高。最后，采用超級(jí)集合的方法將多個(gè)預(yù)測(cè)中心的數(shù)據(jù)逡逑組合成一個(gè)數(shù)據(jù)集，建立集合預(yù)測(cè)模型。本文的整體研宄過程如圖２－１所示。逡逑８逡逑

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑能是穩(wěn)定方差，糾正偏度或使分布接近正態(tài)分布。逡逑ｃ．在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行ＢＡＬ變換之后，可以去除趨勢(shì)和模型的空間自相關(guān)。這個(gè)逡逑過程的一個(gè)結(jié)果是經(jīng)常獲得接近正態(tài)分布的殘差，但這不是ＢＡＬ變換的具體目逡逑標(biāo)，更像是ＮＳＴ變換的目標(biāo)。逡逑常態(tài)得分變換（ＮＳＴ）的目的是本身非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成接近于正態(tài)分逡逑布。常態(tài)得分變換首先會(huì)將數(shù)據(jù)按照值的大小進(jìn)行從低到高的等級(jí)劃分，這些逡逑等級(jí)會(huì)與正態(tài)分布中同等級(jí)進(jìn)行匹配。變換過程的步驟如下：首先對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)逡逑行排序和排序，從小到大，然后在數(shù)據(jù)集中的每個(gè)級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布中找到逡逑等效級(jí)別。分別在每個(gè)級(jí)別中找到標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布中的同等對(duì)應(yīng)級(jí)別，再用與這逡逑些級(jí)別關(guān)聯(lián)的正態(tài)分布值構(gòu)成變換后的數(shù)據(jù)集［４６］。數(shù)據(jù)正態(tài)化處理前后的數(shù)據(jù)逡逑分布狀態(tài)如圖３－２和３－３。逡逑

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑分布圖的最左側(cè)柱狀圖高度較低，表示存在的采樣點(diǎn)相對(duì)較少但是溫度值較高，逡逑這也表明該數(shù)據(jù)不是正太分布。因此，直方圖的分布情況表明該數(shù)據(jù)處于非正逡逑0逡逑由圖３－２邋ｂ）ＱＱ圖可以看出，數(shù)據(jù)散點(diǎn)分布在直線周圍，整體并沒有呈現(xiàn)為逡逑一條規(guī)整的直線。ＱＱ圖的橫坐標(biāo)是從小到大的實(shí)際數(shù)據(jù)，縱坐標(biāo)是正態(tài)分布逡逑的期望值，因此如果實(shí)際和正常期望匹配，則散點(diǎn)圖將是直線。該圖中的數(shù)據(jù)逡逑不是非常接近直線，因此是非正常的。逡逑由圖３－２邋ｃ）趨勢(shì)分析圖可以看出，淺綠色的線從低值開始，其值隨著該線逡逑向ｘ軸的中心移動(dòng)而增加，隨后下降。藍(lán)線的值隨著此線向北移動(dòng)而增加，趨逡逑勢(shì)明顯。該趨勢(shì)分析圖中的每個(gè)垂直桿對(duì)應(yīng)表示一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和溫度逡逑值，穿過其在水平面的投影點(diǎn)來繪制出一條最佳擬合線。而上圖可以明顯看出逡逑數(shù)據(jù)的值域呈現(xiàn)了很強(qiáng)的趨勢(shì)，而當(dāng)旋轉(zhuǎn)這些點(diǎn)時(shí)，趨勢(shì)始終呈現(xiàn)為倒置的Ｕ逡逑形，因此，該數(shù)據(jù)集處于非正態(tài)分布。逡逑ｌｕｌｉｌＴ邋？邋Ｉ０１逡逑ＬＨＩ．邋邋邐邐邐：邋＾￣￣ｊｍ邐邐邐邐邐ｒ邋ｉ逡逑．

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本文編號(hào)：2824466