IAP AGCM4.1模式对淮河流域夏季降水的预测评估及其订正方法研究

摘要

本文主要评估了IAP AGCM4.1模式对淮河流域夏季降水的模拟能力，并使用贝叶斯合并方法对降水结果进行订正。利用中国科学院大气物理研究所新一代短期气候预测系统IAP AGCM4.1的30年（1981～2010年）回报试验结果，从确定型预报和概率性预报两个方面，评估模式对于淮河流域夏季降水的模拟能力;在此基础上结合历史观测资料，使用贝叶斯合并方法，对预测结果进行订正，以提升淮河流域夏季降水的预报技巧，并进一步分析了该订正方法的适用性。主要结论如下:
　　(1) IAP AGCM4.1模式30年回报试验结果的确定性预报技巧分析表明，回报降水总体上能够较好的在再现出淮河流域夏季平均降水南多北少的分布特征，其中6月降水气候态分布与观测的空间相关达到0.93;但模式模拟的降水强度与观测相比有系统性的偏差，且模拟的年际变率显著偏弱;而降水距平相关系数表明，模式对流域西南部夏季降水的预测技巧较高，达到0.2以上，且模式对6月份降水异常的预测能力相对最好，7月份次之。
　　(2)回报试验的降水概率性评估预报技巧表明，夏季平均和8月模式模拟降水的等级分布能够较好的体现出观测降水的不确定性;而对于不同降水等级事件的模拟，模式在不同月份体现出不同的预报技巧，对7月份淮河流域南部少雨事件具有很好的预测能力，同时对6月流域中部多雨事件的预报技巧较高;此外，模式模拟三个子流域的夏季降水变化中，夏季平均和7月降水的预报技巧较高。
　　(3)使用贝叶斯合并方法，结合历史观测资料对模拟降水的订正表明，该方法有效的改善了模式对不同子流域面雨量模拟的偏差，王家坝子流域6月多年降水均方根误差由4.23mm/d/减少为2.97mm/d，同时其余子流域在6月和7月降水均方根误差均有减少;而时间相关分析表明，订正后王家坝子流域夏季平均降水与观测的时间相关系数由0.16提升至0.26，7月三个子流域模拟降水的时间相关系数由0.1左右分别提升至0.31，0.27，0.26。
　　(4)淮河流域格点降水订正结果表明，订正后有效减小了模式模拟6月降水偏多，7月降水偏少的状况，同时订正后6月降水均方根误差值在流域北部由3.6mm/d减少为2mm/d以下，且淮河流域南部7月降水误差值也有明显的减小;概率性预报评估表明订正后6月降水的集合样本离散度能够更好的体现观测降水的不确定性。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状和研究进展

1．2．1 淮河流域夏季降水变化特征及预测

1．2．2 大气环流模式IAP AGCM发展及其应用

1．2．3 模式预测误差订正技术的研究进展

1．3 本文的工作

第二章 模式、资料和方法

2．1 引言

2．2 观测资料介绍

2．3 方法

2．3．1 预测评估方法

2．3．2 贝叶斯合并订正方法

第三章 IAP AGCM4．1对淮河流域夏季降水的预报技巧评估

3．1 引言

3．2 淮河流域格点降水预报技巧分析

3．2．1 确定性预报评估

3．2．2 概率性预报评估

3．3 不同子流域降水预报技巧评估

3．4 本章小结

第四章 贝叶斯合并方法对淮河流域降水预报的订正研究

4．1 引言

4．2 结合台站面雨量的贝叶斯合并订正

4．2．1 贝叶斯合并方法应用个例——王家坝子流域

4．2．2 不同子流域面雨量订正结果评估

4．3 结合格点降水的淮河流域降水订正评估

4．3．1 线性拟合结果

4．3．2 流域格点降水订正结果评估

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 不足与展望

参考文献

致谢

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