基于动力相似方法的台风极端降水概率预报研究

姜丽黎; 余晖

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2019.033

基于动力相似方法的台风极端降水概率预报研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.033

姜丽黎^{1, 2},
余晖^2, ,

1.
中国气象科学研究院，北京 100081
2.
中国气象局上海台风研究所，上海 200030

基金项目:

国家重点基础研究发展计划(973计划)项目 2015CB452806

公益性行业（气象）科研专项 GYHY201506015

详细信息

通讯作者:
余晖，女，江西省人，研究员，主要从事台风动力学理论和预报技术研究。E-mail: yuh@typhoon.org.cn

中图分类号: P444
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出版历程
- 收稿日期: 2018-08-06
- 修回日期: 2019-02-28
- 刊出日期: 2019-06-01

A RESEARCH ON THE PREDICTION OF TYPHOON EXTREME PRECIPITATION BASED ON DYNAMIC SIMILITUDE METHODS

Li-li JIANG^{1, 2},
Hui YU^{2
, ,}

1.
China Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China
2.
Shanghai Typhoon Institute, China Meteorological Administration, Shanghai 200030, China

摘要

摘要: 采用动力与统计相结合的方法，对台风引起的极端降水事件进行概率预报方法的研究，回算并评估了25个在2012—2015年间登陆中国的台风。此外，还对该预报方法的相似成员数和有效概率阈值进行了敏感性试验。试验结果显示，该台风极端降水概率预报方法具有一定的预报技巧，能准确预报多数产生极端降水的站点，但预报范围略偏大，空报率较高。相似成员数的敏感性试验表明，100%的相似成员数比率具有更优的预报效果；在相似成员数比率为100%的基础上，24 h预报的有效概率阈值在0%~2%之间的预报效果最好，48 h的有效概率阈值在0%~1.5%之间的预报效果最好。最后对“苏迪罗”和“海鸥”两个台风进行个例预报试验，结果表明对不同个例，预报效果存在较大差异。
- 动力相似 /
- 极端降水 /
- 相似成员数 /
- 有效概率阈值
Abstract: This paper uses a combination of dynamic similitude methods to study the method of probabilistic prediction of extreme precipitation events caused by tropical cyclones, and evaluates 25 tropical cyclones which landed in China from 2012 to 2015. In addition, we conduct two sensitivity experiments on optimal similar number of members and effective probability threshold. Experiment results show that the typhoon extreme precipitation probability forecasting method has certain forecasting skills, and can accurately predict many sites occurring extreme precipitation, but the forecast range is larger than the actual situation, and the FAR is higher. The sensitivity experiment of the optimal similar number of members shows that the ratio of similar members with 100% has a better forecasting effect. Based on the optimal similarity of 100%, the effective probability threshold has a better forecasting effect between 0% and 2% of 24 h and between 0% and 1.5% of 48 h. Finally, a case prediction experiment is carried out for two typhoons, i.e., Soudelor and Kalmaegi. The results show that there are significant differences in the forecast results of different cases.
- dynamic similitude /
- extreme precipitation /
- optimal similar number of members /
- effective probability threshold

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图 1 受台风影响的站点的日极端降水阈值分布

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图 2 样本路径分布图

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图 3 包含台风登陆时刻起的连续三个20时—20时的日极端降水站点数箱根图

红色实线为中位数，箱形区域上下两侧分别为25%和75%分位值，上下黑色实线分别为最大值和最小值，红色加号为极大值。

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图 4 各预报时次的Brier评分（a）和ETS（b）箱根图

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图 5 各预报时次的FAR（a）和POD（b）箱根图

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图 6 相似成员数比率试验Brier评分（a）和ETS（b）

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图 7 相似成员数比率试验FAR（a）与POD（b）

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图 8 有效概率阈值试验Brier评分（a）和ETS（b）

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图 9 有效概率阈值试验FAR（a）与POD（b）

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图 10 台风路径图

不同颜色表示不同强度等级。

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图 11 台风“苏迪罗”24 h（a、b）、48 h（c、d）和72 h（e、f）的实际降水（a、c、e）与极端降水预报（d、d、f）

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图 12 台风“海鸥”24 h（a、b）、48 h（c、d）和72 h（e、f）的实际降水（a、c、e）与极端降水预报(b、d、e)

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表 1 双态分类列联表

预报出现不出现

发生 N_A N_C

不发生 N_B N_D

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