面向强降水预报的邻域空间检验技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41905091
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0511.大气数值模式发展
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Traditional skill scores used in heavy rainfall verification are affected by the so-called “double penalty” problem caused by slight displacements in either space or time with respect to the observations. The fractions skill score (FSS), a neighborhood spatial verification method, can effectively compensate the deficiency of traditional skill score. However, the original idea of the FSS method is to obtain a "useful and skillful scale" which can hardly provide a certain score for precipitation assessment to analyze temporal variabilities of daily forecast, thus limiting its operational application ability. We intent to propose two sets of analysis plans for FSS method: First, analyzing the scale-dependent characteristics of the FSS method and examine the feasibility of fair comparison at a certain scale. The second is to develop a new comprehensive score that satisfies a Gaussian weight function to average the FSS over all scales. By the sensitivity analysis, a more advantageous analytical approach is selected as a preferred analytical approach to the FSS method. Based on 4-years heavy rainfall cases in summer, the applicability analysis is investigated to compare the advantage relative to the traditional skill score. By synoptic type method, we investigate the differences of FSS method in different synoptic type process so as to provide effective technical support for the better diagnosis of heavy rainfall forecasting. Meanwhile,the research results will be applied to the whole year forecasting products to analyze the effect of assessment in different seasons in order to provide support for improving the ability of forecasting heavy rainfall.
传统降水检验受到空间及时间微小差异所带来的"双重惩罚"影响,无法客观反映强降水预报能力。邻域空间检验FSS方法可有效弥补传统检验的不足,但其旨在获取降水“可用预报尺度”,难以反映研究人员更为关注的强降水逐日预报差异,极大限制了该方法的实际应用价值。为弥补这一不足,申请人拟提出两套FSS备选分析方案:通过分析FSS方法尺度依赖特征,考察特定尺度下公平比较的可行性;构建满足高斯分布可融合不同尺度于一体的FSS综合指标,通过敏感性分析优选更具优势的分析思路作为FSS优选分析方案。针对多年强降水个例开展综合分析,以获取FSS方法在强降水检验中的评估性能及相对传统检验方法的改进优势;采用天气学分型技术,考察FSS方法在不同类型强降水过程中的检验差异性规律,为更好诊断强降水预报性能提供有效的科学判据;将其应用于整年预报中分析该方法在分季节强降水预报中的综合评估效果,为改进强降水预报能力提供技术支持。

结项摘要

申请人针对FSS方法最初的分析思路旨在获取降水“可用预报尺度”,难以为降水逐日预报差异提供单一的检验指标,因此限制了FSS方法的实际应用能力的问题,改进FSS方法分析思路,开发了一种满足高斯分布,可融合所有尺度信息的FSS方法综合指标,通过试验表明该方法可有效延续前期分析中邻域空间检验技术的所有优势,又可不受邻域尺度人为定义的影响,具有实际的应用价值。. 随着集合预报分辨率的不断提高,集合降水预报同样存在与确定性预报相似的问题。项目组成员将FSS方法拓展至集合预报领域,构建适用于集合预报的降水空间检验指标EFSS(Ensemble Fraction Skill Score),利用ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)集合预报模式2018年夏季降水预报产品及国家气象信息中心提供的格点化降水融合产品进行分析发现,EFSS评分不受集合成员数影响,可获取一致性的评估结论。通过与适用于集合预报的常规技巧评分EETS (Ensemble Equitable Threat Score)对比分析发现,常规技巧评分受限于评分过低而无法有效反映强降水过程间差异性特征,EFSS方法则可有效提升强降水预报检验辨识度。. 针对东北地区强降水预报问题,采用EFSS方法对2018年夏季不同天气学分型条件下个例分析,通过过程分析及常规技巧评分与所研发的集合空间降水检验方法的对比分析发现,常规技巧评分在降水范围较广,强度较强时具有一定的评估能力,但当强降水分布零散,点降水占主导时,其自身的评估劣势将明显显示出来,即其很难在点对点的检验中完美匹配预报与观测,从而由于严重的“双重惩罚”问题影响评估结论的可靠性及辨识度。而集合降水空间检验方法可有效弥补这一不足,显著提高评估辨识度,可为了解集合降水预报能力提供更为可靠的检验方案。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A CRPS-based spatial technique for the verification of ensemble precipitation forecasts
基于 CRPS 的集合降水预报验证空间技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    J Trop Meteor
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    zhao bin;zhang bo;li ziliang
  • 通讯作者:
    li ziliang
Comparison of the Global Energy Cycle between Chinese Reanalysis Interim and ECMWF Reanalysis
中国中期再分析与ECMWF再分析的全球能源循环比较
  • DOI:
    10.1007/s13351-019-8129-7
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Journal of Meteorological Research
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhao Bin;Zhang Bo;Shi Chunxiang;Liu Jingwei;Jiang Lipeng
  • 通讯作者:
    Jiang Lipeng
GRAPES_GEPS模式对2018年冬季欧亚地区500 hPa高压脊形势的预报效果评估
  • DOI:
    10.3878/j.issn.1006-9585.2021.20109
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    气候与环境研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张博;王慧;蔡其发;郑飞
  • 通讯作者:
    郑飞
Integrated fractions skill score for assessment of precipitation
用于评估降水的综合分数技能得分
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    J Trop Meteor
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    zhang bo;zhao bin
  • 通讯作者:
    zhao bin
Forced Decadal Changes in Summer Precipitation Characteristics over China:The Roles of Greenhouse Gases and Anthropogenic Aerosols
中国夏季降水特征的强迫年代际变化:温室气体和人为气溶胶的作用
  • DOI:
    10.1007/s13351-020-0060-4
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Meteorological Research
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhang Bo;Dong Buwen;Jin Ronghua
  • 通讯作者:
    Jin Ronghua

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其他文献

奶牛分娩前后瘤胃代谢物变化规律及其代谢通路研究
  • DOI:
    10.11843/j.issn.0366-6964.2021.011.015
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    畜牧兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张瑞雪;刘欣;徐晓锋;张博;唐玉林;任曼;郭延生
  • 通讯作者:
    郭延生
Folded graphene/copper oxide hybrid aerogels: folding, self-reinforcement, and electrochemical performance
折叠石墨烯/氧化铜杂化气凝胶:折叠、自增强和电化学性能
  • DOI:
    10.1007/s10854-021-05759-z
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李洪彦;杨乾;刘洪丽;李婧;袁文津;张博
  • 通讯作者:
    张博
3D Finite Element Analysis of the Stray Loss in Power Transformer Structure Parts
电力变压器结构件杂散损耗的3D有限元分析
  • DOI:
    10.4236/epe.2013.54b207
  • 发表时间:
    2013-06
  • 期刊:
    Energy and Power Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李岩;李龙女;井永腾;张博
  • 通讯作者:
    张博
Hydrophilic hindering and hydrophobic growing: a vesicle glycometabolism multi-drug combination therapeutic against Alzheimer’s disease
亲水阻碍和疏水生长:针对阿尔茨海默病的囊泡糖代谢多药联合疗法
  • DOI:
    10.1039/d1bm00696g
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Biomaterials Science
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    任健;姜富馨;王少腾;胡浩东;张博;赵义平;陈莉;吕振刚;代凤英
  • 通讯作者:
    代凤英
2:1内共振条件下变转速预变形叶片的非线性动力学响应
  • DOI:
    10.6052/0459-1879-20-060
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾伟;张博;丁虎;陈立群
  • 通讯作者:
    陈立群

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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