留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

东亚夏季风模式跨季预测的EOF-相似误差订正

程娅蓓 任宏利 谭桂容

程娅蓓, 任宏利, 谭桂容. 东亚夏季风模式跨季预测的EOF-相似误差订正. 应用气象学报, 2016, 27(3): 285-292. DOI: 10.11898/1001-7313.20160303..
引用本文: 程娅蓓, 任宏利, 谭桂容. 东亚夏季风模式跨季预测的EOF-相似误差订正. 应用气象学报, 2016, 27(3): 285-292. DOI: 10.11898/1001-7313.20160303.
Cheng Yabei, Ren Hongli, Tan Guirong. Empirical orthogonal function-analogue correction of extra-seasonal dynamical prediction of East-Asian summer monsoon. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(3): 285-292. DOI:  10.11898/1001-7313.20160303.
Citation: Cheng Yabei, Ren Hongli, Tan Guirong. Empirical orthogonal function-analogue correction of extra-seasonal dynamical prediction of East-Asian summer monsoon. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(3): 285-292. DOI:  10.11898/1001-7313.20160303.

东亚夏季风模式跨季预测的EOF-相似误差订正

DOI: 10.11898/1001-7313.20160303
资助项目: 

国家自然科学基金项目 41375062

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201406022

国家重点基础研究发展计划 2015CB453203

详细信息
    通信作者:

    谭桂容, email:tanguirong@nuist.edu.cn

Empirical Orthogonal Function-analogue Correction of Extra-seasonal Dynamical Prediction of East-Asian Summer Monsoon

  • 摘要: 利用国家气候中心第2代季节气候预测模式BCC_CSM1.1(m) 的1991—2010年每年2月起报的历史回算资料集,考察模式对于5个夏季风指数的预测能力,并通过发展基于经验正交函数分解与相似分析的EOF-相似误差订正方法,对5个夏季风指数的模式预测进行再修正。交叉检验和独立样本检验结果表明:该模式对1991—2010年东亚夏季风指数与西北太平洋夏季风指数预测技巧较高;EOF-相似误差订正方法适用于模式预测技巧较低的指数,这些指数经订正后预测效果均有不同程度改进,而预测技巧较高的夏季风指数经订正后改进效果不明显;在交叉检验中,线性部分订正多优于非线性部分订正效果,而对于独立试报的年份,非线性部分订正多优于线性部分订正效果,显示出良好的应用前景。
  • 图  1  EOF-相似误差订正方案流程图

    Fig. 1  Illustration of the scheme for the empirical orthogonal function-analogue correction of errors

    图  2  交叉检验中观测的夏季风指数分别与模式预测、线性部分订正与非线性部分订正的夏季风指数的距平相关系数

    Fig. 2  Anomaly correlation coefficients between five monsoon indices of observations and model predictions, linear component correlation and non-linear component correlation for the cross-validation

    图  3  图 2,但为独立试报结果

    Fig. 3  The same as in Fig. 2, but for the independent validation

    图  4  1991—2010年EAMI的观测值、模式预测值及线性部分订正值

    Fig. 4  Observations, model predictions and linear component correction of the east Asian monsoon index from 1991 to 2010

    图  5  1991—2010年ISMI的观测值、模式预测值及非线性部分订正值

    Fig. 5  Observations, model predictions and non-linear component correction of the Indian summer monsoon index from 1991 to 2010

    图  6  图 5,但为EASMII

    Fig. 6  The same as in Fig. 5, but for the east Asian summer monsoon intensity index

    表  1  5种夏季风指数的观测值与预测值之间的距平相关系数

    Table  1  Anomaly correlation coefficients between five summer monsoon indices of observations and model predictions

    夏季风指数 1991—2010年 1991—2001年 2002—2010年
    EASMI 0.63 0.73 0.43
    WNPSMI 0.61 0.69 0.46
    EAMI 0.33 0.56 -0.03
    ISMI -0.22 0.18 -0.55
    EASMII 0.12 -0.13 0.29
    下载: 导出CSV

    表  2  5种夏季风指数观测场时间系数与预测场时间系数的距平相关系数

    Table  2  Anomaly correlation coefficients between temporal coefficients of observations and model predictions

    模态 1991—2010年 1991—2001年 2002—2010年
    第1模态 0.56 0.67 0.31
    第2模态 0.26 0.15 0.41
    第3模态 0.55 0.68 0.25
    第4模态 0.03 0.34 -0.08
    第5模态 -0.06 -0.22 0.01
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈隆勋, 张博, 张瑛.东亚季风研究的进展.应用气象学报, 2006, 17(6):711-724. doi:  10.11898/1001-7313.20060609
    [2] Wang H J, Fan K, Sun J Q, et al.A review of seasonal climate prediction research in China.Adv Atmos Sci, 2015, 32(2):149-168. doi:  10.1007/s00376-014-0016-7
    [3] Liu X W, Wu T W, Yang S, et al.Performance of the seasonal forecasting of the Asian summer monsoon by BCC_CSM1.1(m).Adv Atmos Sci, 2015, 32:1156-1172. doi:  10.1007/s00376-015-4194-8
    [4] Goswami B N, Krishnan R.Opportunities and challenges in monsoon prediction in a changing climate.Clim Dyn, 2013, 41:1. doi:  10.1007/s00382-013-1835-4
    [5] 郭其蕴.季风变率与预测研究.应用气象学报, 1999, 10(2):132-141. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX9S1.015.htm
    [6] 吴统文, 宋连春, 刘向文, 等.国家气候中心短期气候预测模式系统业务化进展.应用气象学报, 2013, 24(5):533-554. doi:  10.11898/1001-7313.20130503
    [7] 李维京, 张培群, 李清泉, 等.动力气候模式预测系统业务化及其应用.应用气象学报, 2005, 16(1):1-11. doi:  10.11898/1001-7313.20050101
    [8] 曾庆存, 袁重光, 王万秋, 等.跨季度气候距平数值预测试验.大气科学, 1990, 14(1):10-25. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK199001002.htm
    [9] Wang B, Li J Y, Kang I S, et al.How accurately do coupled climate models predict the leading modes of Asian-Australian monsoon interannual variability?Clim Dyn, 2008, 30:605-619. doi:  10.1007/s00382-007-0310-5
    [10] Zhou T J, Zou L W.Understanding the predictability of east Asian summer monsoon from the reproduction of land-sea thermal contrast change in AMIP-Type Simulation.J Climate, 2010, 23(22):6009-6026. doi:  10.1175/2010JCLI3546.1
    [11] Ma J H, Wang H J.Design and testing of a global climate prediction system based on a coupled climate model.Science China:Earth Sciences, 2014, 57:2417-2427. doi:  10.1007/s11430-014-4875-7
    [12] Wang B, Fan Z.Choice of South Asian summer monsoon indices.Bull Amer Meteor Soc, 1999, 80:629-638. doi:  10.1175/1520-0477(1999)080<0629:COSASM>2.0.CO;2
    [13] Webster P J, Yang S.Monsoon and ENSO:Selectively interactive systems.Quart J Roy Meteor Soc, 1992, 118:877-926. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [14] Goswami B N, Krishnamurthy V, Annmalai H.A broad-scale circulation index for the interannual variability of the Indian summer monsoon.Quart J Roy Meteor Soc, 1999, 125:611-633. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [15] 任宏利, 丑纪范.数值模式的预报策略和方法研究进展.地球科学进展, 2007, 22(4):376-385. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXJZ200704006.htm
    [16] Zeng Q C, Zhang B L, Yuan C G, el al.A note on some methods suitable for verifying and correcting the prediction of climate anomaly.Adv Atmos Sci, 1994, 11(2):2-12. doi:  10.1007/BF02666540
    [17] 李芳, 林中达, 左瑞亭, 等.基于经验正交函数和奇异值分解对东亚季风区跨季度夏季降水距平的订正方法.气候与环境研究, 2005, 10(3):658-668. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHYH200503031.htm
    [18] 任宏利, 丑纪范.动力相似预报的策略和方法研究.中国科学, 2007, 37(8):1101-1109. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10730-2006088472.htm
    [19] 郑志海, 任宏利, 黄建平.基于季节气候可预报分量的相似误差订正方法和数值实验.物理学报, 2009, 58(10):7359-7367. doi:  10.3321/j.issn:1000-3290.2009.10.114
    [20] 郑志海, 封国林, 丑纪范, 等.数值预报中自由度的压缩及误差相似性规律.应用气象学报, 2010, 21(2):139-148. doi:  10.11898/1001-7313.20100202
    [21] 谭桂容, 段浩, 任宏利.中高纬度地区500 hPa高度场动力预测统计订正.应用气象学报, 2012, 23(3):304-311. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20120306&flag=1
    [22] 张庆云, 陶诗言, 陈烈庭.东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流.气象学报, 2003, 61(4):559-568. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200305005.htm
    [23] Wang Y F, Wang B, Oh J H.Impact of the preceding El Nio on the east Asian summer atmosphere circulation.J Meteor Soc Japan, 2001, 79(1B):575-588. doi:  10.2151/jmsj.79.575
    [24] Wang B, Wu R, Lau K M.Interannual variability of the Asian summer monsoon:Contrasts between the Indian and the western North Pacific-East Asian monsoons.J Climate, 2001, 14:4073-4090. doi:  10.1175/1520-0442(2001)014<4073:IVOTAS>2.0.CO;2
    [25] 施能, 朱乾根, 吴彬贵.近40年东亚夏季风及我国夏季大尺度天气气候异常.大气科学, 1996, 20(5):575-583. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK605.007.htm
  • 加载中
图(6) / 表(2)
计量
  • 摘要浏览量:  3595
  • HTML全文浏览量:  1258
  • PDF下载量:  595
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-05
  • 修回日期:  2016-01-03
  • 刊出日期:  2016-05-31

目录

    /

    返回文章
    返回