论文摘要
相似预报方法以其独到的预报功效越来越受到天气预报工作者们的重视,它既能够考虑天气发展过程的三维结构特征,又能兼顾大气本身的线性和非线性变化规律,在广泛吸收数值天气预报成果的基础上,能充分利用预报员的经验,因此,相似预报方法虽然比较古老,但在数值预报突飞猛进的今天依然有其旺盛的生命力。为了比较两个样本的相似程度,定量计算它们之间的相似度至关重要,衡量两个样本相似程度的标准就是所谓的相似性判据。基于不同的思路,构造出的相似性判据及相似计算方案也有很多种,而每一种相似判据在构造时都有其侧重的方向,对于环渤海地区的相似预报来说,我们该如何选择相似判据及计算方案就是本文所要探讨的关键问题。本文首先从理论上剖析了相似预报中常用相似判据的构造依据及其计算方法,介绍了常用相似计算方案的计算原理,之后构造了一种全新的相似计算方案——综合相似计算方案。然后通过对2009年的气温进行相似试预报,比较不同相似判据和不同相似计算方案对环渤海地区形势场相似过滤的效果,并通过对2010年气温的试预报进行验证,检验相似判据及其计算方案对环渤海地区形势场相似过滤效果的稳定性;进而又对2009年环渤海地区的能见度(预报难点之一)进行相似试预报,比较不同相似判据在能见度预报相似过滤中的效果,并通过对2010年能见度的试预报进行验证,检验相似判据及其计算方案对能见度预报相似过滤效果的稳定性。通过对环渤海地区形势场相似过滤效果的比较发现:对于环渤海地区形势场的相似过滤,在只用500hPa一层高度场进行形势场相似过滤的情况下,传统计算方案下的非线性相似离度判据对形势场的相似过滤效果是最好的;考虑500hPa、700hPa、850hPa三层高度场资料对形势场进行过滤,比单独考虑500hPa一层的效果普遍要好;将500hPa、700hPa、850hPa三层高度场资料按照计算方案4同时进行过滤,比逐层过滤的效果要更好,它能找到与形势场最相似的样本。通过对环渤海地区能见度预报相似过滤效果的比较发现:对于环渤海地区能见度预报的相似过滤,传统计算方案下的非线性相似离度判据的效果是最好的,其它计算方案下的相似判据的过滤效果都不是很好。本文通过对不同计算方案下各种相似判据在形势场和气象要素场预报中过滤效果的比较,找出了环渤海地区形势场和要素场相似过滤中最佳的相似判据及其计算方案,进一步丰富、检验和发展了相似预报的思路、方法和内容,可以为相关科研、业务部门在相似预报中因地制宜地选取合理有效的相似判据提供了重要参考依据。