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

基于INCA和METRo的江苏省路面高温精细化预报

冯蕾 王晓峰 何晓凤 郜婧婧

冯蕾, 王晓峰, 何晓凤, 等. 基于INCA和METRo的江苏省路面高温精细化预报. 应用气象学报, 2017, 28(1): 109-118. DOI: 10.11898/1001-7313.20170110..
引用本文: 冯蕾, 王晓峰, 何晓凤, 等. 基于INCA和METRo的江苏省路面高温精细化预报. 应用气象学报, 2017, 28(1): 109-118. DOI: 10.11898/1001-7313.20170110.
Feng Lei, Wang Xiaofeng, He Xiaofeng, et al. Fine forecast of high road temperature along Jiangsu highways based on INCA system and METRo model. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 109-118. DOI:  10.11898/1001-7313.20170110.
Citation: Feng Lei, Wang Xiaofeng, He Xiaofeng, et al. Fine forecast of high road temperature along Jiangsu highways based on INCA system and METRo model. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 109-118. DOI:  10.11898/1001-7313.20170110.

基于INCA和METRo的江苏省路面高温精细化预报

DOI: 10.11898/1001-7313.20170110
资助项目: 

中国气象局2016年山洪项目“公路交通气象预报试点建设”;公益性行业(气象)科研专项 GYHY201306058

中国气象局2016年山洪项目“公路交通气象预报试点建设”;公益性行业(气象)科研专项 GYHY201306043

中国气象局2016年山洪项目“公路交通气象预报试点建设”;公益性行业(气象)科研专项 GYHY201406029

国家自然科学基金项目 41205045

详细信息
    通信作者:

    冯蕾, email:fenglei21cn@163.com

Fine Forecast of High Road Temperature Along Jiangsu Highways Based on INCA System and METRo Model

  • 摘要: 使用INCA(Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis)多源资料融合分析和短临外推预报系统的预报结果作为气象强迫场,驱动一路面温度理论预报模型(Model of the Environment and Temperature of Roads,METRo),开展江苏省高速公路夏季路面高温预报试验,并使用公路沿线逐小时的路面温度观测资料对预报结果进行检验。结果表明:该预报方法能够较好地预报出高速公路沿线日最高路面温度的逐日变化趋势,以及日最高路面温度的大范围空间分布特征。平均日最高路面温度预报绝对偏差为4.1℃,平均相对偏差为10.8%。其中,日最高路面温度预报绝对偏差在5℃以内的站次占总数的64.5%,相对偏差在15%以内的站次占总数的74.6%,比常规业务预报方法分别提高了23.1%和25.3%。但该预报方法对较小的温度波动以及局地性较强的极端温度分布特征的预报技巧还需进一步提高。
  • 图  1  路面高温预报试验方案图

    Fig. 1  The forecast scheme of road temperature

    图  2  交通气象站点分布图

    Fig. 2  The distribution of road weather observation stations

    图  3  BJ-RUC模式及INCA系统对江苏省2014年夏季平均的气温(a)、相对湿度(b)及风速(c)预报绝对偏差分布

    Fig. 3  The absolute error of air temperature (a), relative humidity (b) and wind speed (c) in summer of 2014 for Jiangsu Province forecasted by BJ-RUC model and INCA system

    图  4  2014年7月27日(a)和28日(b)城南站预报耦合前后的路面温度预报与观测对比

    Fig. 4  The comparison of road temperature forecast and observation for Chengnan Station before and after coupling at 27 Jul (a) and 28 Jul (b) in 2014

    图  5  2014年7月27日(a)和28日(b)城南站预报耦合前后的路面温度预报绝对偏差

    Fig. 5  The absolute error of road temperature forecast for Chengnan Station before and after coupling at 27 Jul (a) and 28 Jul (b) in 2014

    图  6  2014年7月21-31日日最高路面温度变化预报与观测对比(a)璜塘(南)站, (b)同三苏鲁省界站

    Fig. 6  The comparison of the daily maximum road temperature change forecast with observation from 21 Jul to 31 Jul in 2014 (a) Huangtang (south) Station, (b) Tongsansulushengjie Station

    图  7  2014年7月21-22日14:00江苏省高速公路沿线日最高路面温度空间分布(a)21日观测, (b)21日预报, (c)22日观测, (d)22日预报

    Fig. 7  The spatial distribution of road temperature for 177 stations along highways in Jiangsu Province at 1400 BT 21 Jul and 1400 BT 22 Jul in 2014 (a) observation at 1400 BT 21 Jul, (b) forecast at 1400 BT 21 Jul, (c) observation at 1400 BT 22 Jul, (d) forecast at 1400 BT 22 Jul

    图  8  2014年7月21日(a)和22日(b)14:00江苏省高速公路路面温度预报误差分布

    Fig. 8  The distribution of road temperature forecasting error for 177 stations along highways in Jiangsu Province at 1400 BT 21 Jul (a) and 1400 BT 22 Jul (b) in 2014

    表  1  2014年7月21日-8月21日江苏省高速公路沿线177个站14:00路面温度预报偏差统计

    Table  1  Statistics of error of road temperature forecast at 1400 BT for 177 stations along highways in Jiangsu Province from 21 Jul 2014 to 21 Aug 2014

    预报方案 绝对偏差 相对偏差
    1℃以内 3℃以内 5℃以内 5%以内 10%以内 15%以内
    WRF预报场驱动统计模型 7.5% 24.4% 41.4% 18.8% 35.6% 49.3%
    INCA预报场驱动METRo模型 14.7% 41.3% 64.5% 37.2% 61.2% 74.6%
    观测驱动METRo模型 17.2% 49.3% 78.1% 42.2% 76.7% 88.3%
    注:表中数字表示在绝对偏差或相对偏差范围内的站次比例。
    下载: 导出CSV
  • [1] 朱承瑛.高速公路路面温度模型及其预报系统的研究.南京:南京信息工程大学, 2008.
    [2] 李蕊.路面温度和结冰预报模式研制及应用.南京:南京信息工程大学, 2010.
    [3] 田华, 吴昊, 赵琳娜, 等.沪宁高速公路路面温度变化特征及统计模型.应用气象学报, 2009, 20(6):737-744. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090612&flag=1
    [4] 武辉芹, 马翠平, 杨荣芳, 等.河北省高速公路路面温度变化特征及预报模型.干旱气象, 2014, 32(4):665-676. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GSQX201404025.htm
    [5] 刘熙明, 喻迎春, 雷桂莲, 等.应用辐射平衡原理计算夏季水泥路面温度.应用气象学报, 2004, 15(5):623-628. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20040575&flag=1
    [6] 秦健, 孙立军.国外沥青路面温度预估方法综述.中外公路, 2005, 25(6):19-23. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GWGL200506006.htm
    [7] 孟春雷, 张朝林.路面气象数值预报模型及性能检验.应用气象学报, 2012, 23(4):451-458. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20120408&flag=1
    [8] 颜琼丹, 苏洵, 韦庆华, 等.一种基于多种资料融合技术的短时临近预报方法.气象研究与应用, 2010, 31(4):49-52. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXQX201004013.htm
    [9] Meirold-Mautner I, Wang Y, Kann A, et al.Integrated nowcasting system for the Central European Area:INCA-CE, data and mobility.Adv Intell Soft Comput, 2010, 81:107-114.
    [10] Crevie L P, Delage Y.METRo:A new model for road-condition forecasting in Canada.J Applied Meteor, 2001, 40(11):2026-2037. doi:  10.1175/1520-0450(2001)040<2026:MANMFR>2.0.CO;2
    [11] Kann A, Pistotink G, Bica B.INCA-CE:A Central European initiative in nowcasting servere weather and its applications.Adv Sci Res, 2012, 8:67-75. doi:  10.5194/asr-8-67-2012
    [12] Kann A, Kršmanc R, HabrovskÝ R, et al.High-resolution nowcasting and its application in road maintenance:experiences from the INCA Central European area project.Int Intelligent Transport Systems, 2015, 9:539-546. doi:  10.1049/iet-its.2014.0102
    [13] Bouilloud L, Martin E, Habets F, et al.Road surface condition forecasting in France.J Appl Meteor Climatol, 2009:48:2513-2527. doi:  10.1175/2009JAMC1900.1
    [14] 陈兴旺.自动气象站数据质量控制方法及误差分析.科技咨询, 2011, 23:129-131. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZXLJ201123108.htm
    [15] 魏东, 尤凤春, 杨波, 等.北京快速更新循环预报系统(BJ-RUC)要素预报质量评估.气象, 2011, 37(12):1489-1497. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201112004.htm
    [16] 孟春雷, 刘长友.北京地区高速公路夏季道面高温灾害预报研究.防灾科技学院学报, 2009, 11(3):26-29. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FZJS200903007.htm
    [17] 石岚, 徐丽娜, 郝玉珠, 等.BJ-RUC在内蒙古某风电场的风速预报检验分析.干旱区地理, 2015, 38(3):510-516. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GHDL201503011.htm
    [18] 范水勇, 陈敏, 仲跻芹, 等.北京地区高分辨率快速循环同化预报系统性能检验和评估.暴雨灾害, 2009, 28(2):119-125. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HBQX200902005.htm
    [19] QX/T 111-2010.高速公路交通气象条件等级.2010.
    [20] 冯涛, 李迅, 丁德平.高速公路道面温度预报.公路交通科技, 2012, 29(5):19-29. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLJK201205003.htm
    [21] 朱承瑛, 谢志清, 严明良, 等.高速公路路面温度极值预报模型研究.气象科学, 2009, 29(5):645-650. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKX200905013.htm
    [22] Grose A, Smith E A, Chung H S, et al.Possibilities and limitations for quantitative precipitation forecast using nowcasting methogs with infrared geosynchronous satellite imagery.J Appl Meteor, 2002, 41:763-785. doi:  10.1175/1520-0450(2002)041<0763:PALFQP>2.0.CO;2
    [23] Haiden T, Kann A, Pistotnik G, et al.Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis (INCA) System Description.Zamg Report, 2010:39-42.
    [24] 陈明轩, 俞小鼎, 谭晓光, 等.对流天气临近预报技术的发展与研究进展, 应用气象学报, 2004, 15(6):754-766. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20040693&flag=1
    [25] 陈明轩, 王迎春, 俞小鼎.交叉相关外推算法的改进及其在对流临近预报中的应用.应用气象学报, 2007, 18(5):690-701. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=200705105&flag=1
    [26] 陈明轩, 高峰, 孔荣, 等.自动临近预报系统及其在北京奥运期间的应用.应用气象学报, 2010, 21(4):395-404. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20100402&flag=1
  • 加载中
图(8) / 表(1)
计量
  • 摘要浏览量:  2869
  • HTML全文浏览量:  1324
  • PDF下载量:  1275
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-06
  • 修回日期:  2016-01-13
  • 刊出日期:  2017-01-31

目录

    /

    返回文章
    返回