集合降雨预报在柬埔寨区域的应用研究

为了在分析研究区域内降雨变化趋势的基础上,探讨不同预见期的集合降雨预报数据在柬埔寨地区的可利用性及降雨集合预报数据的准确性,以柬埔寨境内3S河流域和湄公河流域上段为研究区域,分别采用滑动平均和数理统计法(M-K检验、Kendall检验、Spearman检验和LRT检验)分析研究区域内降水量的变化趋势。结果表明该区域内降雨呈缓慢增长趋势。采用ECMWF提供的降雨集合预报信息对比分析了1,3,5,7 d集合降雨预报对实测降雨的覆盖程度,并采用3个指标评价了集合降雨预报控制值的精度。结果表明随着预见期的延长,1~7 d集合降雨预报精度逐渐降低,但中短期集合降雨预报整体精度较高,推荐在研究区域采用1~5 d预报数据。     

降雨预报信息在参窝水库调度中的应用

从参窝水库降雨预报信息入手,探究了其在水库调度中应用的可行性.以本溪县(市)2个气象台站近10年的降雨预报结果为基础,分析了本漠县(市)未来24 h不同等级降雨预报的确率、漏报率、空报率,重点分析了某一量级降雨条件下实际发生降雨量的频丰分布规律.结果表明:本溪县(市)气象台未来24 h降雨预报信息用于参窝水库预报调度是安全可行的.     

短期降雨预报失误对安康水库防洪预报调度的影响

针对应用短期降雨预报信息实施水库防洪调度问题,研究降雨预报失误对水库调度的影响。以安康水库为例,分析了未来24 h短期降雨预报精度及分布规律,利用贝叶斯定理,计算考虑降雨预报信息的防洪调度风险发生事件寄予各个量级降雨预报失误造成的概率。结果显示:在当前的降雨预报水平下,安康水库利用不同量级降雨预报信息实施防洪调度时,Ⅰ量级(预报无雨) 降雨预报失误对水库调度影响不大,可用于指导水库优化调度;Ⅱ量级(“预报小雨”)降雨预报失误对小洪水调度影响较大;Ⅲ量级(预报中雨及以上)降雨预报失误对大洪水调度影响较大,可作为汛期水库优化调度的参考指标。     

径流贝叶斯概率预报在水库发电优化调度中的应用

为了充分考虑降雨、径流预报的不确定性和降低水库发电调度模型的复杂性,采用贝叶斯概率水文预报系统(BFS)耦合降雨预报的不确定性和径流预报模型本身的不确定性来定量描述径流预报的不确定性,发布径流确定性预报、概率预报和概率预报期望值;结合随机动态规划(SDP)模型和贝叶斯随机动态规划(BSDP)模型来制定发电调度图;以浑江桓仁水库流域为背景,采用美国国家天气局的全球预报系统(GFS)发布的10d降雨预报信息作为预报模型输入,模拟桓仁水库的发电调度过程。模拟结果表明基于径流贝叶斯概率预报的水库发电调度能有效提高水库的发电效益和保证率。     

赤山湖流域TIGGE降水预报精度评价研究

为了提高赤山湖流域洪水预测预报的能力,对赤山湖流域TIGGE降水预报精度进行了评价研究。将TIGGE的ECMWF、KMA、JMA、UKMO、CMA等5个模式应用于赤山湖流域,基于2015—2019年汛期降雨预报数据和流域实测降雨资料,采用均方误根差指标RMSE和降雨预报三率综合评价指标对这5个模式的预报精度进行了评价。结果表明:在赤山湖流域TIGGE的5个模式中,JMA模式的降水预报精度最高,其次是ECMWF。     

临近流域替代法在巴基斯坦卡洛特水电站坝址洪峰流量预报中的应用

为延长巴基斯坦卡洛特水电站施工期坝址洪水预见期,利用临近流域替代法和API模型估算印控克什米尔地区区间来水,实现卡洛特水电站短期坝址流量预报计算或估算。选取"20170406""20180420"和"20180807"等3场洪水实测降雨资料和预报降雨资料对该方法的适用性进行验证。结果表明:以上3场洪水实测降雨估算洪峰流量结果与实测洪峰流量最大相对误差均在许可误差的20%内,预报降雨计算结果受预报准确率影响,导致"20180807"洪水计算结果偏小。在获得流域准确降雨预报时,该方法能较好地预估洪峰范围,延长洪水预报预见期,可为卡洛特水电站安全度汛提供技术支撑。     

基于TIGGE多模式的6 h降雨预报精度对比分析

降雨数值预报是预防极端天气导致灾害事件的重要手段,其预报精度是预报产品是否被采用的依据。以跋山水库流域为研究对象,选取了TIGGE系统中的ECMWF、NCEP、CMA、JMA、UKMO共5个预报模式的控制预报与集合预报,分别从降雨分级预报检验和降雨量预报检验两个角度,利用Brier评分和Talagrand分布图,分析了2007—2019年5—9月控制预报和集合预报降雨数据的精度。结果表明:(1)就降雨分级预报而言,对于无雨、小雨和中雨量级,5个预报模式控制预报和集合平均预报效果相差不大;对于大雨量级,JMA和NCEP的控制预报效果最佳,JMA和UKMO的集合平均预报效果最佳;对于暴雨及以上量级,NCEP的控制预报和集合平均预报均效果最佳;(2)针对降雨量预报,UKMO控制预报和集合平均预报效果最佳;(3)无雨等级的Brier评分最高,且Brier评分随着降雨等级的提升而降低,表明大量级降雨时Brier评分较好;CMA的评分在无雨、小雨、中雨、大雨4个等级表现最好;(4)5个模式Talagrand分布形态均呈粗略的“U”字型,表明5个预报模式集合成员的分散不够。综合来看,UKMO和NCEP的预报效果最佳。据此研究可选出高精度的降雨预报产品。     

新沂河嶂沭区间汇流单位线的影响因素和适用条件

新沂河嶂沭(嶂山闸～沭阳水文站)区间汇流单位线(区间降雨径流过程预报方案)是沭阳站水文预报方案的一个重要组成部分。嶂沭区间水利工程较多，区间进、出水情况复杂，对区间降雨径流过程影响较大。通过对区间水利工程的不同运行情况及其对区间降雨径流过程的影响进行分析和总结，进一步弄清单位线在沭阳站洪水预报中的适用条件。     

基于机器学习模型的短期降雨多模式集成预报

短期降雨预报对洪水预报和水库调度极为重要,提高短期降雨预报精度有着重要的意义。以TIGGE资料中心的ECMWF、CMA及NCEP三个集合预报中心发布的桓仁水库流域预报降雨数据为基础,利用ANN、ELM以及SVM模型对桓仁水库流域未来1～3d降雨进行多模式集成预报,以期提高预报精度,并从绝对平均误差、均方根误差、相对误差、纳什系数、预报准确率等多个方面分析了集成预报的效果。试验结果表明,基于SVM和ELM的多模式集成预报模型预报效果均优于单一模式,基于ANN的集成预报模型在输入因子选择合适的情况下,其预报效果也优于单一模式,三种模型中,SVM模型对降雨预报精度改善最为明显。说明基于机器学习模型的多模式降雨集成预报方法可行且能够提高短期预报降雨精度。     

北京地区两种降雨预报产品精度对比分析

选取2020—2021年北京地区5次典型暴雨过程,利用快速更新无缝隙融合与集成预报系统RISE和第二代无缝隙智能网格分析预报系统iGrAPS2.0对不同降雨场次进行预报,通过统计分析TS评分、BS评分、MAE、BIAS等指标对比分析产品预报能力,总结了两者的预报特点与精度差异,结果表明：RISE在强降雨落区和大雨量级区间的预报精度均高于iGrAPS。RISE对最大降雨时段的预报落区精度较高但量级精度偏低,iGrAPS则在两方面的精度均不佳,两者对局地短时暴雨预报能力仍不足。研究成果可为北京地区预报产品的改进以及暴雨洪涝预报预警提供科学依据与数据支撑。     

Short‐term rainfall forecasting using radar data

This paper describes the application of two methods for short‐term rainfall forecasting using radar data. The first method is based on the linear extrapolation of the centroids of features of rainfall cells, whereas the second method utilizes cross‐correlation techniques applied to the radar rainfall fields. Storm events from a region suffering from frequent and hazardous flash floods within the 120 km umbrella of the WSR‐74 S‐band radar located at the Larissa military airport in central Greece were analysed and processed. After the suppression of the ground clutter map, the subtraction of the errors due to anomalous propagation, beam refraction and losses, and the merging of radar and raingauge rainfall data, a multiple‐step‐ahead forecast was carried out by setting lead times 40, 80, 120 and 160 minutes ahead. It was found that both methods gave results of acceptable accuracy for the 40 and 80‐minute rainfall forecasting, while for the 120‐and 160‐minute forecasting the results were of relatively poor accuracy. Forecasting results were evaluated by means of a series of statistical terms and it was found that cross‐correlation techniques perform better than the extrapolation of the centroids of features. This can possibly be explained by the fact that the former method takes into account the whole radar rainfall image and therefore decreases the chances of mismatching features of rainfall cells.     

一种中期降雨统计预报方法及其应用

一种中期降雨预报方法是采用数理统计方法,根据500、700、850hPa3个等压面上逐日高空气象要素进行预见期为3日的流域逐日平均降雨量预报。该方法先对若干代表年的降雨资料进行客观的分型,再对各雨型根据统计方法分别建立预报方程。潘家口水库的预报结果表明,该预报方法简单易行,对资料条件要求不高,预报结果可供水库实际防洪调度参考。     

基于ECMWF和WRF的嘉陵江流域面雨量预报精度评估

将降雨数值预报产品运用到水文预报中已经逐渐成为提高洪水作业预报的预见期的重要手段。为充分了解ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)和WRF(Weather Research and Forecasting model)2种数值天气预报产品对嘉陵江研究区面雨量预报的预报精度和误差分布,且为增强洪水预报精度的稳健性提供科学支持,采用TS评分、空报率、漏报率、正确率等指标,对嘉陵江地区7个气象分区内的2016年汛期面雨量预报结果进行了检验,分析了不同分区内各检验指标与预报时效的关系。结果表明:ECMWF数值预报产品和WRF数值预报产品均可用于该地区晴雨预报,且2种产品的预报精度随降水等级的增大呈增大趋势,随预报时效的增加呈减小趋势。综合而言,ECMWF数值预报产品对嘉陵江研究区的预报效果更好。     

SENSITIVE NUMERICAL SIMULATION AND ANALYSIS OF RAINSTORM USING NESTED WRF MODEL

1. INTRODUCTION In the field of meteorology, the numerical prediction of rainstorm is a recognized to be a difficult problem. Especially, the generation and development of rainstorm is closely related with the local terrain, physiognomy, and climatic para…     

分布式水文模型结合雷达测雨用于三峡区间的洪水预报

长江三峡区间因暴雨形成的洪水峰高量大, 对三峡水库防洪安全和运行调度的影响不容忽视。依据三峡地区的地形地貌特征,采用基于 GIS的分布式水文模型来模拟区间洪水过程,以尽量减小洪水预报中的不确定性。研究表明 ,降雨信息缺失是洪水预报不确定性的主要来源,尤其是在雨量站稀疏的山区,雨量站观测 的降雨信息难以充分表征降雨空间变化。为此,进一步尝试利用雷达测雨数据作为分布式水 文模型的输入,通过对2个小流域的示例研究,结果表明雷达测雨能捕获降雨的空间分布, 它与分布式水文模型相结合,是提高洪水预报精度的有效途径之一。     

基于数据同化的降雨数值空间分布模拟研究

降雨数值模拟是延长水文预报预见期的重要方法,但由于降雨数值模拟中驱动数据所提供的初始场和边界场条件和大气的实际状态并不是完全吻合,导致模拟结果存在误差。减小降雨数值模拟的误差是提高水文预报精度的关键问题,特别是在大气数值模式和分布式水文模型耦合模拟过程中,高精度的降雨信息是准确模拟的关键。本文基于WRF模式和三维变分数据同化方法,选取雷达反射率和GTS(Global Telecommunication System)数据作为同化资料,开展基于数据同化的降雨数值空间分布模拟研究,从降雨的空间展布和指标评价两方面对同化前后的模拟结果进行对比。结果表明:同化后的模拟数据在CSI指标和RMSE指标上都优于同化前的模拟数据,说明同化后模拟数据的误差小于同化前的误差;将同化前后的数据展布在网格图中,发现同化后的数据可以更加准确地刻画降雨的空间分布规律,说明通过数据同化方法提高了模拟降雨和实际降雨空间分布的一致性,改善了WRF模式模拟降雨空间分布的能力。     

深圳城市两级排水系统设计暴雨重现期的衔接关系

城市内涝防治采用市政排水与水利排涝两级排涝模式,针对城市两级排水系统标准无法衔接的问题,以深 圳市大空港区为例,考虑城市两级排水系统可能遭遇的两类衔接风险,通过构建雨量结构关系分别得到以短历时 暴雨为主和以长历时暴雨为主的设计暴雨重现期衔接关系。同时利用芝加哥雨型和珠江三角洲雨型分别推求市 政排水与水利排涝设计暴雨过程,以探讨城市两级排水系统设计暴雨雨峰之间的衔接关系。最终通过 Spearman 相关系数评估截留河流域各条支流的衔接关系与地理参数之间的相关性。结果表明,水利排涝与市政排水设计 暴雨重现期的衔接关系受降雨强度和降雨历时共同作用,且设计暴雨雨峰衔接关系存在地区差异性。以德丰围 涌为例,在市政排水设计暴雨重现期为 X 年一遇时,水利排涝设计暴雨重现期应至少设计为（2~3）X 年一遇才能 实现城市两级排水系统的衔接。     

长江三峡区间暴雨洪水分析

利用１９６５～１９８９年三峡区间３４个雨量站逐日降水量资料，计算了区间逐年的面暴雨和洪水，初步揭示了区间暴雨洪水的基本特征。指出三峡区是长江流域多暴雨区之一，平均情况下了７月和９月，暴雨出现机会较基他月份多。三峡区间年最大洪峰出现在５－９月，约有１／３的区间洪水可与万县洪水遭遇，区间洪水可使宜昌流量增加，还计算了２４ｈ，３ｄ区间面暴雨及洪水的频率，为三峡工程二期围堰安全度汛和施工安排，提供了三峡区     

南京市暴雨地表产流模型研究

选择适当的暴雨时程分析方法—Keifer和Chu雨型,对暴雨公式计算出的雨量进行时程分配,然后根据时程分析后的暴雨过程线,基于改进后的不透水区、透水区和混合区的暴雨扣损方法,建立了城市化后的城市地表产流模型。最后利用南京市典型暴雨过程对模型进行验证,得到南京市地表净雨过程线。     

九龙江流域台风期暴雨洪水预报方法探讨

通过研究九龙江流域的暴雨形成原因,分析登陆点与雨量、暴雨中心的关系等问题,对建立科学的台风期暴雨洪水预报体系,提高防汛抗旱的预见性具有重要意义。