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基于DERF的SD方法预测月降水和极端降水日数

刘绿柳 孙林海 廖要明 杜良敏 李想

刘绿柳, 孙林海, 廖要明, 等. 基于DERF的SD方法预测月降水和极端降水日数. 应用气象学报, 2011, 22(1): 77-85..
引用本文: 刘绿柳, 孙林海, 廖要明, 等. 基于DERF的SD方法预测月降水和极端降水日数. 应用气象学报, 2011, 22(1): 77-85.
Liu Lüliu, Sun Linhai, Liao Yaoming, et al. Prediction of monthly precipitation and number of extreme precipitation days with statistical downscaling methods based on the monthly dynamical climate model. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 77-85.
Citation: Liu Lüliu, Sun Linhai, Liao Yaoming, et al. Prediction of monthly precipitation and number of extreme precipitation days with statistical downscaling methods based on the monthly dynamical climate model. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 77-85.

基于DERF的SD方法预测月降水和极端降水日数

资助项目: 

中国气象局2009年新技术推广重点项目 GMATG2009ZD03

国家科技部科技支撑计划项目 2007BAC29B04

国家科技部科技支撑计划项目 2006BAC02B04

详细信息
    通信作者:

    刘绿柳, E-mail: liull@cma.gov.cn

Prediction of Monthly Precipitation and Number of Extreme Precipitation Days with Statistical Downscaling Methods Based on the Monthly Dynamical Climate Model

  • 摘要: 针对动力气候模式对区域或更小空间尺度内的日降水预测技巧偏低的问题,应用最优子集回归 (OSR) 方法对国家气候中心业务化的月动力气候模式 (DERF) 输出的高度场、风场和海平面气压场进行降尺度处理用于降水预测,旨在提高预测准确率。1982—2006年交叉检验结果表明:OSR方法能显著提高降水预测技巧,其中11~40 d改善效果最为显著。在此基础上,应用一步法和两步法两种统计降尺度方法预测极端降水日数,交叉检验结果表明:两种方法均优于随机预测,冬季两步法预测技巧略高于一步法,夏季一步法略优于两步法。综合认为OSR,OSR结合随机天气发生器 (WG) 两种统计降尺度方法对月尺度降水或极端降水日数的预测均具有较高的技巧,可作为短期气候预测的重要参考信息。
  • 图  1  气候观测站点地理位置

    Fig. 1  Location of climate stations

    图  2  预报因子选取示意图

    Fig. 2  Scheme of predictor selection

    图  3  5种业务评分的降水距平百分率交叉检验结果

    Fig. 3  Crossing validation of precipiation anomaly pertange for 5 kinds of operational scores

    图  4  极端降水日数交叉检验异常级评分

    Fig. 4  Abnormal class score of crossing validation for day number with extreme precipiation

    表  1  预报量及预测方法说明

    Table  1  Description of predictants and predictors

    预报量 方法名称 方法描述
    降水量 方法1
    方法2
    OSR统计降尺度
    模式直接预测
    极端降水日数 方法3
    方法4
    方法5
    一步法
    两步法
    WG随机预测
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    表  2  极端日数分级

    Table  2  Classification of number of extreme precipitation days

    分级文字描述 分级量化描述 分级标准
    特多 3 >1.0σ
    偏多 2 0.3σ~1.0σ
    正常略多 1 0~0.3σ
    正常略少 -1 -0.3σ~0
    偏少 -2 -1.0σ~-0.3σ
    特少 -3 < -1.0σ
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    表  3  异常级评分表

    Table  3  Abnormal class score

    观测与预测异常级之差 0 -1或1 -2或2 -3或3 -4或4 -5或5 -6或6
    评分 100 80 60 40 20 0 0
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    表  4  2007年和2008年夏、冬两季每月1日起测的月降水量距平百分率P评分

    Table  4  P score for monthly precipiation anomaly percentange predicted on the first day of a month during summer and winter in 2007 and 2008

    起测日期 预测时段/d OSR统计降尺度 模式直接预测
    2007年 2008年 2007年 2008年
    12-01 1~3011~40 6569* 7070* 6755 8169
    01-01 1~3011~40 6970 7285* 7074 7865
    02-01 1~3011~40 84*91* 80*77* 5655 7055
    06-01 1~3011~40 70*69* 65*77* 5451 5245
    07-01 1~3011~40 70*64* 5771* 5750 5949
    08-01 1~3011~40 71*76* 7376* 4349 7463
    注:*表明OSR统计降尺度预测技巧高于模式直接预测。
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    表  5  2007—2008年平均的夏、冬两季每月1日起测的极端降水日数异常级评分

    Table  5  Abnomal class score for day number with extreme precipiation predicted on the first day of a month during summer and winter averaged of 2007 and 2008

    起测日期 12-01 01-01 02-01 06-01 07-01 08-01
    预测时段/d 1~30 11~40 1~30 11~40 1~30 11~40 1~30 11~40 1~30 11~40 1~30 11~40
    两步法 58 57 66 65 65 61 62 56 64 56 61 52
    一步法 38 28 33 22 40 29 39 18 35 24 41 28
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-11
  • 修回日期:  2010-11-24
  • 刊出日期:  2011-02-28

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