短期气候预测 短期气候预测的物理统计方法.ppt

* * * * * * * 图中显示的结果是解释结果模式直接输出业务发布预报 * * * * 模式产品:BCC动力气候模式产品(纸制):BCC模式及解释应用评估产品(电子) 国内外用户可通过网站方便获取模式预测产品和检验产品的历史和实时信息 * * * * * 模式直接输出降水\解释降水\业务发布降水预测评分的比较(2002年以来) 各省建立的解释应用业务系统 4、气候预测业务指导产品增加，预测水平有所提高 以模式系统为基础大大丰富了业务指导产品 东亚夏季风指数预测 NCEP CGCM/BCC 采用的指数 2009预测结果 Cor_NCEP U’850南北纬向风差 IEASM = U’850(10-20N,100-150E）- U’850(25-35N,100-150E) 0.71（偏强） 0.25 月尺度温度预测评分（ACC） 月尺度降水预测评分（ACC） 1978－2008汛期降水预测评分 评分指数Ps，平均分：65分 我国短期气候预测技术，虽然取得了很大进展，但短期气候预测仍是一个世界性的难题 ，技术上还未突破，预报效果还不稳定，仍需长期地坚持不懈地进行研究，不断改进、提高统计技术，加强动力气候模式的研究及业务应用，提高短期气候预测水平 。 7.3 集成预报 7.3.1 集成预报方法介绍 （主要思想） 7.3.2 汛期降水集成方法的应用 7.4 短期气候预测业务系统 7.4.1 系统的功能和设计思想 7.3.2 系统的结构（六个部分） 小 结 感谢 国家气候中心提供部分素材 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 7.3 集成预报 由于使用不同的预测方法，预测的结果会不同；来自不同单位的预测结果也会有差异，然而发布的预测结果必须是唯一的。因此，我们可以通过集成预报方法，来综合分析各种不同方法以及不同来源的预测结果，最后给出一个统一的预测结果。 副高 海温综合 AO活动 年代际背景 统计客观预测 动力统计相结合客观预测 副高 海温综合 AO活动 年代际背景 统计客观预测 动力统计相结合客观预测 7.3.1 集成预报方法介绍 基本含义：将两个以上模型的预测结果以统计方法集成为单一预测结果； 关键：如何确定权重系数（例如采用简单的算术平均，或根据各种方法的历史预报技巧事先人为设定，或用回归系数给各种预报方法不同的权重等） 为某气候要素的观测结果（依时间顺序排列）。现用多种途径或方法对未来时刻的该要素进行预测，记为： 预测步长 预测方法或途径 则气候预测的综合决策结果可用如下形式来表示： 为在综合决策方案中对第j个预测方法（或途径） 所施加的权重。其中权重系数需满足约束条件： 不同的集成预报方法就是在确定决策方案权重系数中的不同。 在预报样本量不是足够大的情况下，算术平均通常不能得到最优集成预报。 在有限样本情况下，回归系数可以保证在最小方差意义下得到最优集成拟合。但是，由于不同方法得到的降水预报结果存在较好的相关，在求回归系数时，有时会出现标准方程组病态现象，使回归系数估计不稳定，造成预报效果不稳定。 分区权重法 不受历史预报档案资料的限制，以各种不同预报的历史评分资料为基础，确定各个预报方法在综合预报中的权重，并根据评分资料年数和评分的年平均增长率设定方法的稳健度。 权重分布法 根据不同方法对不同测站历史预报评分决定该方法对该站的预报权重来做出综合预报，对预报评分低于各家评分平均水平的预测方法自行淘汰。 递归正权决策 以误差平方和为风险函数, 以正权综合为模式的多途径气候预测决策方案, 从理论上保证了决策结果的优效性。 集成预报效果的好坏主要依赖于两个关键因素。 要有几种具有较强预报能力的预报模型作为基础。 如果几种预测模型均能基本报对夏季降水的主要趋势，那么集成预报就可能会有好的效果。 在几种预报模型预报得均不成功的情况下，不可能指望通过集成而有根本的改变，只可能有所改进。 通过集成预报方法帮助我们在做出预报决策时，不能完全保证以效果最好的预报作为最终预报，但至少可以避免给出预报效果最差的预报。 集成权重系数的确定，这是当前预测科学尚在研究的一个难题。 7.3.2 汛期降水集成方法的应用 权重分布集成法的基本思路是在目前短期气候预测水平不很高且不很稳定的情况下，针对不同方法（或