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水 利 学 报
2018年10月 SHUILI XUEBAO 第49卷 第10期
文章编号:0559-9350(2018)10-1276-08
基于海温多极指标的长期降水预报方法
吴旭树,郭生练,巴欢欢,何邵坤,熊 丰
(武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉 430072)
摘要:准确的长期定量降水预报对水库防洪兴利综合调度具有重要的理论价值和现实意义。本文提出基于海温多
极指标的长期定量降水预报方法,并以长江上游区间为例进行应用和检验。结果表明:海温多极指标能有效预报
长江上游1961—2017年汛期(5—10月)的月降水量。相比于传统的单元、多元线性回归和典型相关分析方法,该
方法更为稳健、预报精度较高,特别在初汛及后汛期月降水量预报上,具有显著的优越性。研究成果可以为三峡
水库防洪兴利调度决策提供科技支撑。
关键词:月降水;长期预报;海温多极指标;长江上游
中图分类号:P338 文献标识码:A doi:10.13243/ki.slxb
1 研究背景
[1]
长期定量降水预报是指预报时段为1个月或以上的降水量预报 。准确的月降水预报对水库防洪
兴利综合调度具有重要的理论价值和现实意义。但由于气候及天气系统本身的随机性以及混沌性,
[2]
随着预见期延长,其影响因素的不确定性增大,其预报难度也越大 。当前世界各地气候、气象中心
的定量降水预报业务主要侧重于预报时段为15d以内的数值天气预报,很少涉及到对长期降水形势
[3-6]
的预测,难以有效指导生产实践 。因此,研究长期定量降水预报技术仍然是一项艰巨而很有必要
的任务。国内外学者对长期定量降水预报技术进行了诸多探索,提出了不同的预报方法,大体上可
[7]
分为动力数值方法和数理统计法两大类 。动力数值方法是指借助海陆热动力模型模拟未来气候及天
气条件状况来进行降水预报的方式,其物理机制明确,但程序相对复杂,操作不便,而且在局部地
[8-9]
区的降水预报上仍然存在较大偏差 。数理统计方法则是从统计学角度出发,通过构建气候因子与
[10]
降水之间的统计关系,或分析降水序列自身特性(如趋势和周期)来推测未来降水量 。相比于复杂
的动力数值方法,数理统计方法相对简单,可操作性强,预报精度可达到甚至超过动力数值方法的
[11]
预报水平,因而受到许多专家学者的青睐 。
大量研究表明,海洋表面温度场(SST)能有效指示大气环流的变化规律,是影响地区降水特征的
重要信号甚至是第一强信号[12-14]。多数学者采用SST作为预报因子推求长期降水量,取得了一定的进
展[15-18]。但这些研究大多采用固定海域(如厄尔尼诺活动区域)的SST作为预报因子,无法从全球角度
分析不同海域SST信号对地区降水的影响。另外,现有研究很少考虑不同海域SST之间的关联。实际
上,在气候变化的大背景下,影响地区降水变化的海域可能是变化的,并且不同区域的SST很可能存
在一定的相关性[19-20]。鉴于此,本文提出一种基于海温多极指标的长期降水预报方法,并以长江上游
区间为例进行应用,预报区间汛期(5—10月)的月降水量,论证方法的合理性和优势,同时为三峡防
洪和兴利综合调度提供科学决策依据。
收稿日期:2018-06-09;网络出版日期:2018-11-01
网络出版地址:http:///kcms/detail/11.1882.TV1656.004.html
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