简介:研究了Lorenz非线性系统中使用的集合平均方法来减小计算误差的效果,通过检查5组数值试验(每组20个样本)的结果发现:集合平均对计算误差的减小和消除不如高精度算法有效,这主要体现在以下几方面:1)普通的算法和双精度的计算环境中,若截断误差是主导误差(当初值误差很小时),各集合的平均结果并不收敛于真值,而是收敛于含截断误差的数值解;2)若初值误差为主导时,系统受到初值误差增长规律的影响,数值解收敛于由初值误差主导的误差解;3)这两种误差量级接近的时候,两种误差都无法消除掉。对解的统计特征进行研究表明,可信的数值解与含计算误差的数值解有许多相似的地方,但是与集合平均的数值解有很大不同,同样说明了集合平均不适用于减小计算误差这样的问题。此外,试验结果表明即使数值解的概率分布形式基本正确,也不能保证数值解是正确的。
简介:利用常规地面气象观测资料及欧洲EC、美国GFS和T639数值预报产品分析了2014年1月30日至2月2日(春节期间)江苏淮北地区日最高气温预报明显高于实况的可能原因。结果表明:2014年江苏淮北地区春节期间对流层中低层强暖平流有利于大幅升温,期间低云较多、雾较浓且空气污染较重,减弱了到达地面的太阳辐射,地面气温较低,吸收大气热量,对暖平流的升温有明显的抵消作用,不利于淮北地区的大幅升温,甚至造成局地降温,垂直方向的温度层结上易出现逆温。当逆温层维持时,层结较稳定,地面风力较小,不利于空气中污染物和水汽的扩散,雾霾加重,形成一个降温正反馈机制。低云和雾霾及逆温层对地面气温的变化有重要影响。造成此次最高气温预报失误的主要原因为,模式预报的形势场与实况存在较大差异,未充分考虑近地层的相对湿度条件,预报的云量少于实况;对白天雾霾的降温效应估算过低;强暖平流增强850hPa气温时,当地面气温较低时,地面吸收大气热量,升温不明显,850hPa温度与地面气温变化的对应关系减弱,过高估算了强暖平流的升温作用;对EC和GFS等模式2m气温数值预报产品过度依赖,未对形势和要素的数值模式预报结果进行检验。
简介:辐射误差订正是探空观测过程中最重要的误差订正之一,辐射误差订正方法的引入和订正方法的修改是造成中国探空温度资料非均一性问题的最主要原因。本文利用加拿大环境部开发的惩罚最大F检验(PMFT)方法,结合详细的元数据信息对中国区域123个探空台站的温度资料进行均一性检验和订正。结果表明:中国大多数探空台站均存在由于辐射误差订正方法改变造成的资料不连续问题。由于辐射误差订正方法改变造成中国探空温度序列产生的间断点数占总间断点数的46.17%。从订正幅度可知,00时统计得到的温度订正量值随高度增加,订正量均为负值,较高层次的温度订正量值明显大于低层的温度订正量值。
简介:金属氧化物压敏电阻(MOV)在防止电力系统免受雷电过电压侵扰时起至关重要的作用。文中基于MOV仿真模型IEEE模型,建立了一种新的MOV仿真模型F-D模型,并利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件进行仿真模拟,进而对比分析IEEE模型和F-D模型在残压误差上的优缺点。相比于IEEE模型,在波形为8/20μs和峰值为10kA的雷电电流冲击下,FD模型能更好地再现雷电电流冲击后的残压值。F-D模型中的电感参数对仿真结果影响较大,其值与残压误差值呈负相关关系。在波形为8/20μs和峰值分别为5、7、10kA的雷电电流冲击下,优化后的F-D模型残压误差均可忽略不计,因此优化后的F-D模型能很好地反映出实际的MOV动作特性。
简介:基于ECMWF模式逐日24h降水预报及实况资料,通过计算预报误差统计量、单站预报准确率,利用预报误差经验正交函数(EOF)分解和功率谱分析的方法,分析了赣北地区2014—2016年4—6月24h降水预报误差的分布规律和时空变化特征。结果表明,赣北地区汛期ECMWF模式24h降水预报效果总体较好,但存在逐年下降的趋势;九江及上饶两站设置误差阈值为15—19mm,南昌和宜春两站设置误差阈值为22—25mm时,预报准确率可达80%;预报误差分布主要划分为空间一致型、南北差异型、马鞍型和三段型;预报误差分布可能存在8d或12—13d较长周期以及2—3d或4—5d较短周期。
简介:将有限区域流函数、速度势求解中常用的两种张驰法(即理查逊法和加速利布曼法)与调和一余弦谱展开法(H—C法)进行了比较,理论研究表明:H-C法单独考虑边界影响分量,物理意义明确,且不会丢失边界上的天气系统;从计算上看,H-C法重建的风场能精确还原原始风场,且计算效率明显高于两种张驰法,即收敛更快。通过在台风Bilis(0604)暴雨增幅过程诊断中的应用发现,常用的两种张驰迭代方法在求解有限区域流函数和速度势的问题上效果都不是很好,即:用理查逊法和加速利布曼法计算的流函数和速度势重建的风场与原始风场差别较大,不能准确还原原始风场;用H—C法不仅计算效率高,还原的风场与原始风场差异极小,且不受南边界较强的西南季风涌影响,在暴雨增幅前期能较好地反映与暴雨增幅相关的强辐合信号。因此,可用H—C法计算得到的无辐散风和无旋风对有限区域的天气系统进行更深入的动力结构分析。
简介:采用2017年7月25日08时-26日08时地面观测资料与欧洲中期数值模式(ECMWF,简称“EC”)、中国气象局全球中期数值模式(GRAPES_GFS,简称“GFS”)和日本气象厅数值模式(简称“JMA”)的降水预报进行对比,分析各模式对此次区域性大暴雨过程的预报性能,并将各模式预报的环流形势、物理量场与NCEP1°×1°再分析资料做对比,分析模式降水误差的产生原因.结果表明:EC对降水量预报较好,达到大暴雨量级;GFS降雨量级预报为暴雨,中心位置比EC更接近实况;JMA中心位置预报最好,但降雨量与实况相差较大.各模式均为20时预报优于08时预报,且随着预报时效的临近,预报结果更接近实况.EC预报的低层切变、垂直速度中心、水汽通量散度大值区和假相当位温能量舌均偏北,因而预报的降雨区域偏北.GFS预报低层辐合、θse相对大值区、垂直上升运动中心均明显偏西,故降水大值区在内蒙地区,垂直运动次上升中心对应榆林上空降水中心.JMA的各因素均与实况位置-致,降水中心预报在各模式中最接近实况,由于低层气流较弱以及弱的水汽辐合,导致降水量预报与实况相差较大.
简介:用功率谱分析、小波分析和经验正交函数(EOF)分析三种方法,对比分析了1953~2002年北京单站以及中国区域地表气温的传统距平与以集合经验模分解(EEMD)的频-幅调制年循环(MAC)为参照的"距平",同时还比较了用传统距平描述的"年际及更长尺度变率"和以MAC为参照的年以上尺度低频分量。通过对比分析,发现传统距平和用传统距平所描述的"年际及更长尺度变率"仍然包含有年周期,而且还包含有小于年尺度的波动;而去除MAC的距平则更好地去除了准年周期,而且以MAC为参照的年以上尺度低频分量只包含有1年以上尺度的波动,因而更适合用来描述"年际及更长尺度变率"。