广东前汛期降水的多尺度最优预测子集模型

【作者】 谷德军； 纪忠萍； 林爱兰； 郑彬； 李春晖； 何超；

【机构】 中国气象局广州热带海洋气象研究所/广东省区域数值天气预报重点实验室； 广州中心气象台；

【摘要】 以锋面降水为主的前汛期(4~6月)雨量约占广东省年雨量的40%~50%,是汛期中的主要时段,也是暴雨集中期和各种强对流天气多发季节,易造成严重的暴雨洪涝,给国民经济建设和人民生活带来严重的威胁和巨大的损失。同时广东前汛期降水变率大,预测难度大。以广州站为例,前汛期平均降水量为773.28mm,前汛期降水最多的1993年和最少的1960年之间的极差达856.9mm。因此,广东前汛期降水是华南汛期气候趋势预测会商的一项重要内容。建立物理上合理、技术上先进的广东前汛期降水预测模型,对做好华南汛期会商中关于广东前汛期降水的短期气候预测有较好的指导意义。通过研究广东前汛期降水的空间分布型和前3个模态时间系数序列多时间尺度特征,研制了前3个模态时间系数年际和年代际变化的在多类要素场上的前兆信号,基于最优预报子集和EOF重构方法建立了广东前汛期降水的多尺度最优预测子集模型,取得较好的预测效果。(a)广东前汛期降水EOF的第1模态为全省符号一致型,且贡献率接近50%;第2模态为东西跷跷板型,基本以114 E分界,东西反号,贡献率为11.1%;第3模态为南北跷跷板型,南北反号,贡献率为7.2%。前3个模态的累计贡献率为67.7%。前3个模态的时间系数都有明显的年际和年代际变化特征。(b)在海表面温、500h Pa高度场、200hP a高度场、200h Pa纬向风、海平面气压场和850h Pa湿度等6类要素场上寻找前3个模态的时间系数年际和年代际变化的前兆信号。综合运用排除高相关预测因子和交叉检验,客观确定前3个模态的时间系数的最优预报子集。(c)基于预报最优子集和前3个模态EOF重构方法建立了前汛期降水预测模型。10年独立样本检验表明,本课题研制预测模型的10年平均ps评分为77.1,比业务发布产品评分和其他各种业务预报参考产品的评分都高;本课题研制预测模型每年的评分皆高于业务发布产品评分。所以,研制的预报模型提供的预测产品有较好的参考价值。更多还原