多时次资料的EOF迭代在云南夏季气候预测中的应用.doc

 文章编号 :100020534 (2001) 0220220205 多时次资料的 EOF 迭代在云南夏季气候 预测中的应用 旭1 , 尤卫红1 , 李跃清2 段 ( 1 . 云南省气象台 , 云南 昆明 650034 ; 2 . 成都高原气象研究所 , 四川 成都 610072) 要 : 多时次资料的 EO F 迭代预测方法能较好地应用历史资料中的信息 , 并能将经验法则 、观测事 实和气候规律等引入到实际的短期气候预测过程中 , 特别是随着我们对影响短期气候变化的物理过程 和因子认识的深入 , 这种预测方法将会得到更加有效地改进和实际应用 。本文考虑 4 个区域月平均海 表水温的多时次历史资料 , 基于 EO F 迭代方案 , 建立了云南夏季气候变化的一种多时次 EO F 迭代预 测模型 。在对云南分 5 个区域 , 每个区域 16 个气象观测站点的夏季降水和气温趋势的预测中 , 该模型 对云南 1995 —1999 年的夏季 6～8 月总雨量和平均气温趋势预测检验的必威体育精装版业务标准评分平均分别达 到 79 . 6 %和 87 . 0 % 。该评分成绩表明 , 这种容纳多时次资料 , 基于 EO F 迭代的物理 —统计预测方法 是一种有效的短期气候预测途径 。 : 多时次资料 ; EO F 迭代 ; 夏季气候预测 : P461 文献标识码 : A 论和实际应 用 上 都 具 有 重 要 意 义 。张 邦 林 等7 提 引言 气候预测是大气科学的一个重要分支 。由于气 候预测与经济和社会的发展密切相关 , 因此气候预 测已成为当今国际科技界的一个新热点 。目前 , 短 期气候预测方法主要包括经验方法 、统计方法 、动 力方法和 动 力 统 计 方 法 , 但 预 测 的 准 确 率 普 遍 不 高 , 已 远 远 满 足 不 了 经 济 和 社 会 发 展 的 迫 切 需 1 出了一 种 新 的 统 计 预 报 方 法 , 即 EO F 迭 代 方 案 。 后来李跃清等8 根据该方案 , 把多时次的历史资料 考虑进去 , 从而得到了利用多时次历史资料的 EO F 迭代短期气候预测方法 。本文将从云南省气象台实 际业务应用的要求出发 , 并充分考虑过去的一些研 究成果9 ～11 , 用 4 个区域月平均海表水温的多时 次历史资料来建立云南夏季气候变化的一种多时次 EO F 迭代预测模型 。 要1 , 2 。因 此 , 探 索 具 有 物 理 基 础 , 经 验 、统 计 、 动力相结合的综合预测方法是十分必要的 。 顾震潮3 早在 50 年代就指出了数值预报只用 一个初始场而经验预报使用前期多个时次资料的差 异 。进一步的工作表明4 , 利用多时次资料的预报 模式具有一定预报能力 。邱崇践等5 、黄建平等6 提出了一种相似 —动力长期预报模式 , 这种模式不 仅具有距平模式的优点 , 而且还保留了隔季的韵律 关系 。 由于相似 、韵律 、遥相关 、非同步联系等是大 气系统普遍存在的现象和规律 , 因此 , 如何在短期 气候预测方法中描述和反映这些事实和经验 , 在理 多时次资料 EO F 迭代预测的基本 原理 2 设预测对象的矩阵为 Pd1 M 1 ×N 1 Pd2 M 1 ×1 Pd = , ( 1) 预测因子的矩阵为 Pr1 M 2 ×N 1 Pr2 M 2 ×1 ( 2) Pr = , 这里 , M 1是要预测区域的预测对象的气象观测站 : 1999211230 ; 改回日期 : 2000204210 基金项目 : 国家“九五”重中之重科技攻关项目云南专题 ( 969080508) ; 中国气象局青年气象科学基金“青藏高原周边西南地区冷暖 对象和预测因子的时间序列长度 。但在时间上 , 两 方案是收敛的 。 者存在非同步性 。 利用 EO F 迭代进行短期气候预测的方法是将 Pd 、Pr 按如下形式放置 需要说明的是 , 预测因子数目 M 2 包括有因子 种类和历史时次两层含义 。矩阵 Pr 的每一行代表 的是某一历史时次的某种预测因子的时间序列 。这 种预测方法一般有 4 种形式 , 即单预测因子单历史 Pd1 M 1 ×N 1 Pd2 M 1 ×1 时次 , 单预测因子多历史时次 , 多预测因子单历史 ( 3) PM ×N = , Pr1 M 2 ×N 1 Pr2 M 2 ×1 时次 , 多预测因子多历史时次 。 3 在云南夏季气候预测中的应用 其中 N = N 1 + 1 , M = M 1 + M 2 。矩 阵 Pd1 M 1 ×N 1 和 Pr1 M 2 ×N 1 Pr2 M 2 ×1 我们将云南分成 5 个预测区域 , 分