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基于时间尺度分离的中国东部夏季降水预测

刘娜 李双林

刘娜, 李双林. 基于时间尺度分离的中国东部夏季降水预测. 应用气象学报, 2015, 26(3): 328-337. DOI: 10.11898/1001-7313.20150308..
引用本文: 刘娜, 李双林. 基于时间尺度分离的中国东部夏季降水预测. 应用气象学报, 2015, 26(3): 328-337. DOI: 10.11898/1001-7313.20150308.
Liu Na, Li Shuanglin. Short-term climate prediction for summer rainfall based on time-scale decomposition. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(3): 328-337. DOI:  10.11898/1001-7313.20150308.
Citation: Liu Na, Li Shuanglin. Short-term climate prediction for summer rainfall based on time-scale decomposition. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(3): 328-337. DOI:  10.11898/1001-7313.20150308.

基于时间尺度分离的中国东部夏季降水预测

DOI: 10.11898/1001-7313.20150308
资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201006022

详细信息
    通信作者:

    刘娜, email: liuna0209@mails.ucas.ac.cn

Short-term Climate Prediction for Summer Rainfall Based on Time-scale Decomposition

  • 摘要: 基于时间尺度分离,利用NCEP第2代气候预测系统 (CFSv2) 每年4月起报的夏季月平均预测资料, 结合实际观测资料和再分析资料,对江淮流域及华北地区夏季降水距平百分率进行降尺度预测。将预测量和预测因子分为年际分量和年代际分量,在两个时间尺度上分别建立降尺度模型,两个预测分量之和为总预测量。对1982—2008年拟合时段的夏季降水距平百分率的回报结果表明:降尺度预测结果相对于原始模式结果预测技巧显著提高。降尺度预测与实况降水在江淮流域和华北地区的空间相关系数最大值超过0.8,多年平均值也分别提高到0.53和0.51;时间相关在每个站点也显著增强,相关系数为0.38~0.65。对2009—2013年进行独立样本检验,结果表明:降尺度模型能较好地预测出该时段的降水异常空间型态。同时,该模型对2014年夏季降水长江以南偏多、黄淮地区偏少的分布形势也有一定预测能力。
  • 图  1  江淮流域及华北地区站点分布

    Fig. 1  Stations over Yangtze-Huai Basins and North China

    图  2  1982—2008年夏季实况降水距平百分率与原始模式预测和降尺度预测的空间相关 (断线为0.05显著性水平)

    Fig. 2  Pattern correlations of observed rainfall anomaly percentage to CFSv2 outputs, downscaling results from 1982 to 2008(dashed line denotes passing the test of 0.05 level)

    图  3  1982—2008年夏季实况降水距平百分率与原始模式预测 (a) 和降尺度预测 (b) 的时间相关 (图 3b中阴影表示达到0.01显著性水平)

    Fig. 3  The spatial distribution of temporal correlations of observed rainfall anomaly percentage to CFSv2 outputs (a) and downscaling results (b)(the shaded in Fig. 3b denotes passing the test of 0.01 level)

    图  4  1982—2008年降尺度预测能力提高幅度空间分布

    Fig. 4  Distributions of D from 1982 to 2008

    图  5  2009—2013年夏季实况降水距平百分率与原始模式预测、降尺度预测的空间相关

    Fig. 5  The same as in Fig. 2, but for the independent validation periods from 2009 to 2013

    图  6  2011年和2013年实况、原始模式预测和降尺度预测的降水距平百分率分布

    Fig. 6  The rainfall anomaly percentage patterns of observations, CFSv2 outputs and downscaling predictions for 2011 and 2013

    图  7  2014年实况 (a) 及降尺度预测 (b) 降水距平百分率分布

    Fig. 7  The rainfall anomaly percentage patterns of observations (a) and the downscaling prediction (b) in 2014

    表  1  两个时间尺度降尺度模型所选预测因子时段及关键区

    Table  1  Periods and key regions of selected predictors in downscaling schemes on two timescales

    时间尺度 预测因子 所选因子的时段及区域
    对江淮地区预测 对华北地区预测
    年代际 AMO指数 前一年11月 前一年11月
    PDO指数 前一年12月 前一年12月
    年际 NOAA海表温度 前一年冬季
    (10°S~10°N, 80°~110°W)
    同年3月
    (0°~10°N, 120°~140°E)
    ERA-interim 500 hPa高度场 前一年12月
    (40.5°~60°N, 110°~140°E)
    CFSv2 500 hPa高度场 同年夏季
    (30°S~60°N, 70°E~180°)
    同年夏季
    (10°S~20°N, 0°~100°E)
    CFSv2 850 hPa经向风场 同年夏季
    (10°S~20°N, 70°~110°E)
    同年夏季
    (10°~30°N, 130°~150°E)
    ERA-interim海平面气压 同年1月
    (20°~40°S, 100°~140°W)
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-25
  • 修回日期:  2015-02-28
  • 刊出日期:  2015-05-31

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