再分析资料

摘要： 利用ERA5再分析资料与常规站点观测资料,采用相似集合法(AnEn)对粤西地面风的日平均风速与日最大风速释用进行订正。结果表明:日平均风速与日最大风速订正后的准确性得到明显提高,且在地形复杂的山区也有较好的订正效果。日平均风速的逐日均方根误差总体小于日最大风速,且更为稳定。对比相似成员集合性能,日平均风速各成员也比日最大风速表现更为稳定且集中,同时两者集合离散度和集合平均均方根误差较为接近,表明两者都有较高的可信度。

摘要： 青藏高原对流边界层的热力、动力过程对下游地区甚至整个东亚地区的天气气候有重要影响。以2017年夏季为例分析ERA-Interim、JRA-55和MERRA-2再分析数据在青藏高原边界层研究中的适用性,并进一步利用数值模式物理框架的约束作用来订正其分析误差。2017年夏季青藏高原东南部边界层内,3套再分析资料对于气象要素的描述能力为气温>露点温度>水平风场,研究时段内适用性较好的再分析资料为ERA-Interim。比较12种模式参数化方案组合,模拟结果对于再分析资料在晴空和中雨情景下水平风场的误差离散程度均有明显改善。对于模拟改进的关键物理量水平风场而言,研究时段内本地适用性最高的参数化方案组合是ACM2+WSM6+BMJ。再分析资料中的风场经模拟结果调整后可以更好地描述青藏高原夏季边界层发展,证实模式参数化方案可以减小其在高原地区季节分布偏差。

摘要： 利用2008年南海西沙永兴岛观测站(16˚50'N, 112˚20'E)的地面资料与2020年季风爆发前后的高空资料,与CRA40、ERA5和CFSR三种再分析资料进行了对比分析,讨论了三种再分析资料在西沙海域的适用性。结果表明:对于地面资料三种再分析在西沙站的适用性较好,均能够反映出海气要素和海气通量的变化趋势及南海季风爆发时的变化,CRA40和CFSR的海温与观测值相关性一般且显著低于观测值,ERA5的10 m风速和观测值相关性较差且明显偏低,对于海表温度的相关性则较好,优于其他两种再分析资料。CRA40的感热通量与观测数据相关性一般,其主要原因可能是CRA40的海温偏低,ERA5的相关性略好于CFSR,但其均方根误差和平均偏差偏高,三种再分析资料对潜热通量均表现出了较高的相关性,但三种再分析资料的潜热通量均偏高。总体上CFSR的海气通量在西沙海域的适用性优于其他两种再分析资料。对于高空资料,CRA40在各高度与观测值均有很好的相关性,整体上明显优于其他两种再分析资料,对于风速、相对湿度和比湿CFSR和ERA5适用性较差,在各层的相关性均较低,均方根误差和平均偏差也偏大,CRA40的高空资料在南海的适用性优于CFSR和ERA5。

摘要： 水汽输送可以通过直接或间接的方式影响北极地区(60°N—90°N)的水文、辐射和动力等气候因子。了解水汽输送的分布和变化特征,对研究北极气候变化具有重要意义。本文基于ERA5、JRA-55和MERRA-2再分析资料,分析了1980—2018年沿70°N水汽通量的水平分布、垂直分布和月平均分布,以及北极地区整层水汽通量在不同季节的变化特征和线性趋势。基于三种再分析资料的分析结果均表明,沿70°N的水汽输送在东北极主要为向北,在西北极为向南和向北相间分布且相对于东北极更活跃;沿70°N的向北水汽输送在垂直方向上的900hPa高度附近较为强烈。此外,沿70°N的向北水汽输送通量平均高于向南,说明了北极地区整体体现为水汽汇入地。北极地区的向北水汽输送在夏秋季比冬春季节更活跃,且夏秋季的水汽通量在向北水汽输送通道附近和北大西洋区域的增速更为明显。对沿70°N的水汽入侵的时间变化和水平分布结果进行分析后发现,水汽入侵主要发生在向北水汽输送通道附近,且水汽入侵受比湿的影响比经向风更大,这使得水汽入侵的年平均次数在2008年之后出现剧烈波动。整体上,相比ERA5和JRA-55,MERRA-2与IGRA2的正相关性更强且精度更高,更适用于北极水汽输送研究。

摘要： 以2020年广西91个国家地面气象观测站2m气温资料作为基准,对中国第一代陆面再分析资料CMARA/Land及目前广泛使用的ERA5/Land、CFSR等3套再分析气温资料在广西的适用性进行初步对比评估。结果表明,3套资料均能重现气温时空分布特征,但存在不同程度的冷偏差,CMA-RA/Land与观测值最接近,ERA5/Land在桂北冷偏差较明显,CFSR整体冷偏差较大。CMA-RA/Land在站点上的各项评估指标均表现良好,相关系数高,均方根误差、绝对误差、相对误差均较小。总体来看,CMA-RA/Land在广西适用性最好。

摘要： 采用NASA HS3飞机下投式探空仪资料、ERA-Interim再分析资料、FNL再分析资料,和NPP ATMS卫星反演资料获得的飓风Edouard(2014)的数据,分别计算飓风中心附近的温度距平。再用所得值分别绘制飓风中心多种结构图。将4种数据同种图样对比,分析飓风Edouard(2014)暖心结构,对比各种资料。得出结论:在热带气旋暖心结构的研究中,飞机下投式探空仪采样机会受到诸多限制。ERA-Interim再分析资料可估算暖心面积;FNL再分析资料可确定暖心经纬度位置、最大温度距平所在高度和各层暖心偏移程度;NPP ATMS卫星观测资料能提供更多观测信息用于资料同化,便于对暖心结构进行精细化分析。

摘要： 大气中的水汽是大气中重要的组成部分,水汽含量在人类日常生活中扮演重要的角色,大气水汽含量探测工作对于水汽循环、水汽输送、人工降水以及水资源评估等气象研究具有重要意义.本文对高质量的欧洲中期数值预报中心(ECMWF)再分析资料的进展进行了介绍,并且利用该资料对天津地区水汽含量的时空变化进行了分析,研究发现水汽含量的变化具有明显的季节性,受季风的影响显著.在空间分布上,天津上空水汽含量呈现从东部沿海往西部内陆地区逐步均匀减少的趋势,并且其上空的水汽含量呈现逐年增加的趋势,水汽含量的增加可能和温室效应有关.

摘要： 基于NCEP/NCAR、日本气象厅的JRA55以及欧洲中期预报中心(ECMWF)最新发布的ERA5三套逐日再分析资料数据,考察国家气候中心中等分辨率(约110 km)的气候系统模式BCC-CSM2-MR和单独大气模式BCC-AGCM3-MR对北半球中高纬度阻塞高压(阻高)的模拟能力.再分析数据分析结果表明:"北大西洋—欧洲地区"以及"北太平洋中部地区"分别为北半球阻高发生的最高频及次高频区域;冬春季为阻高高发季节,夏秋季阻高频率减少至冬春季的一半左右;ERA5再分析资料中各个季节的阻高频率均高于另两套资料结果,尤其在北太平洋地区.模拟评估结果显示,单独大气模式BCC-AGCM3-MR对北半球中高纬度阻高发生频率、空间分布和季节变化特征均有较好的模拟能力,其主要偏差表现为冬春欧亚大陆特别是乌拉尔山地区阻高频率偏高,而北大西洋地区阻高频率偏低;春季北太平洋阻高频率偏低.这与模式北半球高纬度地区500 hPa位势高度场气候态偏差有关.BCC-CSM2-MR耦合模式的阻高模拟偏差总体与大气模式类似.但耦合模式中冬季欧亚大陆特别是乌拉尔山地区阻高频率减小、北太平洋春季阻高频率增大,模拟偏差减小.同时,耦合模式能够再现夏季北太平洋东西阻高频率双峰值特征.因此,海气耦合过程有助于改善对欧亚及北太平洋地区阻高频率模拟.阻高频率年际变率受到气候系统内部变率不确定性的较大影响,这也是制约阻高预测水平的重要因素.

摘要： 利用1979-2018年实测降水资料对同期中国区域地面气象要素数据集(China Meteorological Forcing Dataset,CMFD)、中国全球陆面再分析40年产品(CRA-40/Land,CRA-40)再分析降水资料在湖南省内的均值、年际变化和相关性等进行比较评估.结果表明:(1)在年平均降水分布上,两套再分析资料对少雨区反映均较好,CMFD对湘西北、湘南地区降水分布反映较CRA-40好,而CRA-40对湘东地区降水分布反映好于CMFD.(2)CMFD资料和CRA-40资料的降水值绝对偏差均主要集中在0～50 mm和50.1～100 mm区间,CMFD资料分别占比56.8％和20％,CAR-40资料分别占比40％和35.8％.(3)在多年各季平均降水分布上,CMFD资料的四季平均降水均以大于实况值为主;CRA-40资料四季平均降水在湘北以负偏差为主,在湘南则以正偏差为主.(4)在年平均降水的年际变化上,两套资料各时段变化趋势均与实况一致,1979-1984年、1999-2010年年降水量呈减小趋势,1985-1998年、2011-2018年为增加趋势,对比各时段气候倾向率可知,CMFD降水资料较CRA-40更接近实况.(5)两套再分析资料的降水与实况降水的相关系数普遍在0.75以上,有90％以上的站点相关系数通过0.05显著性水平检验,再分析降水资料与实况降水资料的年际变率相关性在湘北和湘南地区最好、在湘中一带较差.

摘要： 利用1980年1月-2010年12月全球无线电探空数据集(IGRA)计算的大气边界层高度(PBL),对CFSR、CERA-20C、ERA-interim和MERRA2再分析资料确定的PBL进行评估.结果表明,4种再分析资料分析的PBL的空间分布特征与IGRA的分析结果具有较好的一致性,但再分析资料确定的PBL数值低于IGRA的计算结果;4种再分析资料与IGRA计算的PBL误差值较小的区域都位于00:00和12:00的对流边界层发展稳定期,且误差主要集中于-40％～-60％.其中MERRA2资料的计算结果误差整体较小,与IGRA的结果最接近,CFSR和ERA-interim的计算结果次之,CERA-20C的计算结果误差最大.4种再分析资料确定的PBL与IGRA的结果在0°～60°E的欧亚大陆上表现出较强的正相关性,而00:00的CFSR和12:00的ERA-interim的结果与IGRA的计算结果相关性优于其他再分析资料的计算结果.大气边界层发展充分时再分析资料对PBL的判定不确定性较小,与IGRA计算的PBL误差小,相关性强;大气边界层发展期或衰退期,结果反之.研究PBL的空间分布特征时,MER-RA2资料与IGRA的计算结果具有较好的一致性;研究PBL长期变化特征时,CFSR和ERA-inter-im的计算结果一致性好.

摘要： 再分析资料的出现解决了观测资料的匮乏和时空不均等问题,目前在气候变化、气候预测等诸多研究领域得到广泛应用,但不同数据集的可信度以及在不同地区的适用性有待于进一步检验.山东省近地面风场受台站数量的限制,观测资料不完整、海洋数据匮乏,对其气候特征的研究造成了阻碍.本文选用山东省7个沿海气象台站、23个内陆气象台站和NCEP/NCAR、NCEP/DOE、CFSR、ERA和JRA再分析资料的近地面风场数据,利用多种统计方法,对比观测数据和再分析资料的异同,揭示5种再分析资料的可信度和适用性,为以后的研究工作和业务应用提供参考.

摘要： 利用1980-2010年东北地区84个气象站月降水资料,基于相关分析、偏差比较、气候倾向率等方法,从不同时间尺度(年、季、月)对CFSR、MERRA和NCEP再分析降水资料在东北地区的适用性进行了比较,结果表明:三套再分析资料能够反映出东北地区年均降水东南多、西北少的分布特征,其中CFSR和MERRA对东北地区年均降水分布的刻画能力要好于NCEP.在年尺度上,CFSR和MERRA与观测资料的变化幅度更接近,其中,MERRA年均降水量与观测资料的差值最小,为42.4mm.三套再分析资料与观测资料在不同季节的相关性表现出一定的差异.首先,CFSR与观测资料在春、夏、秋三季的相关性要好于冬季;而MERRA与观测资料的相关性则是春、秋两季最优,冬、夏两季次之;NCEP在冬季与观测资料的相关性最好.其次,CFSR和MERRA在春、夏、秋三季与观测资料的相关性要好于NCEP;而在冬季,MERRA和NCEP与观测资料的相关性优于CFSR.在月尺度上,MERRA资料与观测降水的相关性优于CFSR和NCEP,MERRA与观测降水的平均绝对偏差在三套再分析资料中最小,为17.5mm,CFSR和NCEP的这一差值分别为20.7mm和22.6mm.

摘要： 本文以半经验数学模型为基础,借助ArcGIS平台,融合多源数据,利用NCEP-FNL 1 °×1°再分析资料和1km×1km数字高程模型DEM对风向和坡向的几何关系进行耦合解算.并通过地面常规气象台站实测数据和统计软件,改良了模型的定参流程,对武夷山区2005年7月22日全日地形抬升降水量进行逐网格精细化解算.计算结果可靠,可为日降水空间推算研究提供一定理论基础,并可用于日尺度降水产品的精度优化.

摘要： 本文利用NCEP/NCAR（NCEP1）、NCEP/DOE（NCEP2）、ERA-40（ERA）、JRA-25（JRA）四种再分析资料和中国137 个探空站观测资料（OBS），对四种再分析温度资料在中国东部地区（20°N-35°N， 105°E-123°E）各标准等压面上的适用性进行了分析。结果表明：与探空资料相比，再分析资料在高空各层偏差程度不同，以对流层顶为界，平流层数值偏高，对流层数值偏低，500hPa 以下偏差逐渐变小，JRA 资料甚至转为略偏高，然而JRA 资料在1998 年前对流层温度偏低于观测；这种偏差还存在显著的年代际变化，1990s 初NCEP1 和NCPE2 在对流层中上层的负偏差显著增强，90s 末开始回升，2005 年后转为正偏差， JRA 平流层资料也在21 世纪初转为正偏差，这可能与TOVS 资料的被ATOVS 取代有关；对于气候平均态，各层次平均而言NCEP1 更接近于观测。四套再分析资料和探空资料温度均表现较一致的趋势特征，我国东部在夏季对流层低层为变暖趋势，700hPa 就转为变冷趋势，然而在冬季200hPa 以上才开始变冷；JRA 的趋势最小，NCEP2 的趋势最强。

摘要： 利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和多普勒雷达资料等对造成2010年7月8～15日湖南西部和北部强降雨过程的成因进行了分析。结果表明：此次强降雨过程发生在500hPa巴湖附近的低槽和西太平洋副热带高压稳定、中低空切变线长时间维持及摆动的大尺度背景下。低层强的水汽辐合和上升运动、高低空急流耦合、大气层结不稳定和垂直风切变是强降水的主要成因。由于雷达回波在湘西北移动速度缓慢,产生＂列车效应＂,导致湘西北地区雨强增大,雨量增幅明显。基本速度图上强降雨位于高空东北气流与西北气流交汇或汇合回流、低空气旋性弯曲的西南气流左侧区域。另外，迎风坡强迫和湖陆锋作用的区域容易产生极端降雨。

摘要： 基于NCEP（National Centers for Environmental Prediction）CFSR（Climate Forecast System Reanalysis）再分析资料，对1989 年至2009 年云水云冰含量的平均水平分布及均方差进行了分析，并对云水云冰含量随纬度的变化情况进行了分析。相关结果表明，云水含量和云冰含量分布受到大气环流的地形的影响，有很强的地域性，其中柱云水含量主要分布在10~35 g ·m -2 的范围内，赤道附近的纬向平均值为 30 g ·m -2 ；柱云冰含量集中在10~50 g ·m -2 ，赤道附近纬向平均值为40 g ·m -2 。

摘要： 基于NCEP（National Centers for Environmental Prediction）CFSR（Climate Forecast System Reanalysis）再分析资料，对1989年至2009年云水云冰含量的水平垂直分布进行了分析，并选取印度季风区、东亚季风区和西太平洋暖池地区这三个典型区域以及不同的子午圈，对云水云冰含量的时间演变规律进行了分析。相关结果表明，云水含量和云冰含量分布受到大气环流的地形的影响，有很强的地域性，其中柱云水含量主要分布在10~35 g·m-2的范围内，赤道附近的纬向平均值为30 g·m-2；柱云冰含量集中在10~50 g·m-2，赤道附近纬向平均值为40 g·m-2。

摘要： 利用三种不同再分析资料(era40，nnrp1，nnrp2)及WRF数值模式模拟了1991和1998年夏季我国东部地区区域气候变化特征。分析了模式对这两年夏季极端降水的模拟能力以及不同驱动场资料对模拟结果的影响。模拟结果表明WRF模式能够合理模拟出我国东部夏季的主要区域气候特征，可以作为一种降尺度的工具用于区域气候模拟的试验中。WRF模式基本上模拟出了局地大气环流和区域尺度上的强对流过程造成的雨区、降雨强度和强降水中心位置。对地而气温的模拟也与实际值接近。通过不同驱动资料的模拟试验分析发现，用NNRP2再分析资料驱动的模拟结果相对于其他两种资料更合理。而NNRP1资料驱动的结果未能合理模拟出1998年夏季的主要雨带分布。

摘要： 本发明描述了一种竖直堆叠的系统级封装结构。一种封装包括第一级(125)模制(122)和扇出结构(130)、第三级(185)模制(182)和扇出结构(190)以及在所述第一级(125)和第三级(185)之间的第二级(155)模制(152)和扇出结构(160)。所述第一级(125)模制(122)和扇出结构(130)包括第一级裸片(110)，所述第二级(155)模制(152)和扇出结构(160)包括背对背面向的裸片(142)，其中每个裸片(142)的正表面粘结到再分配层(130,160)，并且所述第三级(185)模制(182)包括第三级裸片(172)。可使用多个第一级模制裸片(110)。所述第一级裸片(110)可为易失性存储器裸片，所述第二级裸片(142)可为非易失性存储器裸片，并且所述第三级裸片(172)可为活动裸片。在形成所述竖直堆叠系统级封装的方法中，可使用承载衬底，随后除去。

摘要： 本发明公开了一种基于再分析资料的海面高度中长期统计预测方法：(1)构建历年逐日海洋再分析距平产品作为样本矩阵；(2)得到海洋高度样本距平归一化矩阵；(3)对海洋高度样本距平归一化矩阵进行经验正交分解，获取正交模态并计算相应的模态系数；(4)基于上述正交模态系数，构建海面高度中长期统计预测模型；(5)计算中长期统计预测的误差分布；(6)将中长期统计预测结果与同一年该时段再分析产品进行对比，检验模型的合理性；(7)用惯性预报对统计预测的初期结果进行订正，提高预测的准确性。本发明采用经验正交函数对海面高度再分析距平资料进行分解、重构，构建未来海面高度的统计预测模型，实现对未来海面高度的预测。

摘要： 本发明提供了一种集成热红外与再分析资料的全天候地表温度生成方法，该方法基于随机森林集成热红外遥感与再分析资料实现，具体包括以下步骤：数据预处理与时空匹配；时间算法的实现；空间算法的实现；以及生成最终的1km全天候地表温度。本发明引入再分析数据，以提供较长的地表温度及其相关观测数据，将其与热红外卫星遥感进行集成得到长时间序列、高时空分辨率的全天候地表温度，得到的地表温度同传统的热红外卫星遥感地表温度产品具有良好的一致性，且经过实测地表温度的检验，精度在可接受范围，图像质量较高，能展现更多地表温度的空间细节信息，总体质量和精度都要优于集成热红外卫星遥感数据和被动微波数据的方法。

摘要： 本发明公开了一种基于再分析资料和不平衡学习的卫星观测补全方法，本方法中提出了R2S框架，用再分析资料中的相关变量模拟卫星观测，从而填补卫星观测的空缺，在R2S框架下，利用STM方法构建R‑S数据集，得到适用于热带气旋海面风速的卫星观测补全模型，R2S框架可显著提高卫星观测的空间覆盖率和时间分辨率；本发明还提出了SIMBA方法，通过不平衡学习来提高补全模型在高风速下的性能，并与常规机器学习结合，得到混合补全模型，混合模型在高风速补全方面优于常规机器学习模型，在中低风速补全方面优于不平衡学习模型，且混合模型的补全结果接近现场观测值，补全结果准确。

摘要： 本发明提供一种基于海洋区域再分析资料的卫星红外载荷定标方法，根据筛选提取的待定标红外载荷影像数据集，获取无云、均匀感兴趣海域对应的感兴趣格网的经纬度信息，基于此提取再分析资料，并进行空间插值、时间聚合的预处理；利用大气辐射传输模型，结合再分析海表、大气参数及卫星观测辅助信息，计算卫星观测入瞳等效辐亮度，与感兴趣格网的亮度值线性拟合计算定标系数，实现绝对辐射定标；由此可见，本发明将再分析资料数据作为辐射定标基准源，不需要开展实地的地表、大气参数测量工作，数据获取简便且低成本，同时，基于无云、均匀海面开展辐射定标工作，能够在有效提高定标频次的同时保证定标精度。

摘要： 本发明提供一种基于再分析资料的无探空站点地基微波辐射计大气温湿廓线反演方法及系统，反演算法包括反演模型建立及实际反演两部分。具体的技术路线如图1所示，灰色框内表示大气温湿廓线反演模型的建立过程，首先对再分析资料ERA5进行质控，以解决ERA5资料代表性的问题。其次将质控后的ERA5输入至大气辐射传输模型MONORTM中，得到与微波辐射计探测波段对应的模拟亮温，将模拟亮温与ERA5资料中的大气温湿廓线组成样本对，基于神经网络算法建立反演模型。黄色的部分为地基微波辐射计在业务运行中的实际反演部分，对地基微波辐射计的观测亮温进行质控与偏差订正，将质控与偏差订正后的观测亮温输入至建立好的反演模型中，即可得到大气各层的大气温湿。

摘要： 本发明公开了一种基于再分析资料和不平衡学习的卫星观测补全方法，本方法中提出了R2S框架，用再分析资料中的相关变量模拟卫星观测，从而填补卫星观测的空缺，在R2S框架下，利用STM方法构建R‑S数据集，得到适用于热带气旋海面风速的卫星观测补全模型，R2S框架可显著提高卫星观测的空间覆盖率和时间分辨率；本发明还提出了SIMBA方法，通过不平衡学习来提高补全模型在高风速下的性能，并与常规机器学习结合，得到混合补全模型，混合模型在高风速补全方面优于常规机器学习模型，在中低风速补全方面优于不平衡学习模型，且混合模型的补全结果接近现场观测值，补全结果准确。

摘要： 本发明提供了一种集成热红外与再分析资料的全天候地表温度生成方法，该方法基于随机森林集成热红外遥感与再分析资料实现，具体包括以下步骤：数据预处理与时空匹配；时间算法的实现；空间算法的实现；以及生成最终的1km全天候地表温度。本发明引入再分析数据，以提供较长的地表温度及其相关观测数据，将其与热红外卫星遥感进行集成得到长时间序列、高时空分辨率的全天候地表温度，得到的地表温度同传统的热红外卫星遥感地表温度产品具有良好的一致性，且经过实测地表温度的检验，精度在可接受范围，图像质量较高，能展现更多地表温度的空间细节信息，总体质量和精度都要优于集成热红外卫星遥感数据和被动微波数据的方法。

摘要： 本发明公开了一种基于再分析资料的海面高度中长期统计预测方法：(1)构建历年逐日海洋再分析距平产品作为样本矩阵；(2)得到海洋高度样本距平归一化矩阵；(3)对海洋高度样本距平归一化矩阵进行经验正交分解，获取正交模态并计算相应的模态系数；(4)基于上述正交模态系数，构建海面高度中长期统计预测模型；(5)计算中长期统计预测的误差分布；(6)将中长期统计预测结果与同一年该时段再分析产品进行对比，检验模型的合理性；(7)用惯性预报对统计预测的初期结果进行订正，提高预测的准确性。本发明采用经验正交函数对海面高度再分析距平资料进行分解、重构，构建未来海面高度的统计预测模型，实现对未来海面高度的预测。

摘要： 本发明提供一种基于再分析资料的测风网络布局优化方法，包括以下步骤：选取再分析资料；采用遗传算法优化测风网络布局；判断测风网络布局有效覆盖面积是否满足终止条件，若满足，则输出经优化的测风塔布局；否则，返回上一步继续执行。本发明在已有测风塔的基础上，以再分析资料不同网格间的相关性作为区域风况代表性的评估指标，采用遗传算法，进行测风网络布局的优化。随着问题种类的不同以及问题规模的扩大，本方法能以有限的代价来很好的解决搜索和优化，具有极好的鲁棒性及工程实用性。