PDF《预估偏差法集合化台风路径概率预报》

第36卷第3期2019年6月海洋预报MARINE FORECASTS Vol.

36, No.3 Jun.2019 DOI:10.11737/j.issn.1003-0239.2019.03.003 收稿日期: 2018-07-19;

修回日期: 2018-09-20. 基金项目: 江苏省自然科学基金面上项目 (BK20181309) ;

河海大学中央高校基本科研业务费项目(2018B43514). 作者简介: 刘莹 (1996-) , 女, 硕士在读, 从事海岸防灾研究.E-mail: [email protected] 通讯作者: 潘毅 (1985-) , 男, 副教授, 博士, 从事海岸防灾研究.E-mail: [email protected] 预估偏差法集合化台风路径概率预报 刘莹1,2 ,潘毅1,2 ,陈永平1,2 ,袁杰颖1,2 (1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏 南京 210098;

2. 河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏 南京 210098) 摘要:基于2012―2016年发生在西北太平洋我国24 h警戒线内的所有台风资料, 在预估偏差台 风控制路径预报结果的基础上, 统计台风控制路径预报位置与实测位置之间的预报距离误差, 得 到台风落入概率相对于无量纲预报误差的经验分布公式.进一步的, 分偏快、 偏慢、 偏左、 偏右对 各偏离方向分别建立偏台风落入概率相对于无量纲预报误差的经验分布公式.使用该方法对 2017年全年的台风进行后报, 并比较落入概率预报结果与实际落入概率之间的误差, 结果证明二 者有较好的一致性. 关键词:集合化预报;

预估偏差;

控制路径;

扰动路径;

概率分析 中图分类号:P457.8 文献标识码: A 文章编号: 1003-0239 (2019) 03-0018-06

1 引言 台风是一种具有很强破坏力的海上热带气旋[1] , 我国沿海是遭受台风灾害最为频繁的地区之一.台 风给沿海地区带来强风、 暴雨和风暴潮灾害, 深入 内陆则易引起山洪、 滑坡、 泥石流等次生灾害.台 风的精确预报对于海岸防灾有至关重要的作用, 其 中台风的路径预报是台风预报难点所在[2] .但是, 由于台风等极端天气事件具有高度的不确定性, 预 判路径与实际移动路线往往存在偏差. 为了降低不确定性因素给数值预报带来的误 差, 相关领域的学者提出了集合化预报方法[3-4] .但 这种集合化方法对预报样本的数据量要求很大, 计 算过程时耗长, 有人提出可以将不同模式下的预报 结果作为一个整体来考虑, 采用多模式集合的方法 进行预报, 即多模式集合预报[5] .Krishnamurti 等[6] 最早提出一种将多个单一的预报模式进行集合的 多模式集合预报方法, 即超级集合预报.研究发 现, 模式自身的不确定性对预报误差的影响不能忽 略[7] , 多模式集合预报可以改善各单一模式存在的缺 陷, 预报效果优于单个模式或多模式的简单平均[8-11] . 但此种方法其各个独立模式的权重因子在选择训练 期样本时具有较大依赖性. 河海大学团队丁雪霖等[12] 提出了一种利用近期 多次台风过程的预报结果, 在传统静态训练法上进 行优化的滑动训练法.但在对个别台风的预报中, 可能会出现某些时刻预报误差偏大的现象.因此, 河海大学团队袁杰颖等[13] 引入预估偏差法, 基于对 各机构对单次台风过程预报中的偏差进行统计分 析, 通过动态训练方式不断更新权重因子及预报偏 差, 从而得到更可靠的预报结果.这种方法具有需 要数据量少和稳定性高等优点, 但缺少概率预报的 概念, 如难以给出80%保证率的预报范围等. 为了解决此问题, 进一步完善预估偏差预报方 法, 本文在预估偏差集合化预报方法的基础上, 对2012―2016 年发生在西北太平洋