短期气候预测实习四

短期气候预测实习四气科7班梁玉谊（一）所用资料和方法NCEP/NCAR1948－2013年（61年）的500百帕月平均高度场资料资料范围为（900S-900N,00-3600E)网格距为2.50×2.50,纬向格点数为144，经向格点数为73资料为GRD格式，资料从南到北、自西向东排列，每月为一个记录，按年逐月排放。国家气候中心整编的6、7、8月降水量资料（时间段：1951~2010年，资料的格式参见readme.txt文件）1951~2010年雨型分类表100一类雨型010二类雨型001三类雨型（二）实习目的：掌握短期气候预测因子的分析和选择，加深对夏季降水分布、环流异常在短期气候预测中物理机制的认识。（三）实习要求：熟悉资料和方法程序（提供部分子程序）；使用GRADS对结果进行绘图输出和文字分析，完成实习报告。（四）所用部分程序：!挑雨型,并求各个雨型的百分率平均值doi=1,160doj=1,3num=0.0doit=1,60num=num+ddi(it,j)rapave(i,j)=rapave(i,j)+rap(i,it)*ddi(it,j)enddorapave(i,j)=rapave(i,j)/numenddoenddo!3类雨型各自前期的冬季高度场距平!前期，该夏季之前的那个冬季!求冬季平均高度场hw(heightofwinter),时间往后移3年，1948+3=1951doit=1,60doimo=1,12doj=1,73doi=1,144hw(i,j,it)=(h(i,j,1,it+3)+h(i,j,2,it+3)+h(i,j,12,it+3-1))/3.0enddo;enddo;enddo;enddo!求3类雨型前期冬季距平hwa1;hwa2;hwa3heightofwinterabnormal!先求60年的距平hwa60doj=1,73doi=1,144hwa=0callcal_ave(hw(i,j,:),60,hwave)doit=1,60hwa60(i,j,it)=hw(i,j,it)-hwaveenddoenddoenddo!再挑相应雨型年份的距平doj=1,73doi=1,144dok=1,3num=0.0doit=1,60num=num+ddi(it,k)hwa(i,j,k)=hwa(i,j,k)+hwa60(i,j,it)*ddi(it,k)enddohwa(i,j,k)=hwa(i,j,k)/numenddoenddoenddo!对各个雨型的距平进行t检验!t检验之前的准备：制作样本数组hwat:HeightofWinterAbnormalforTestdoj=1,73doi=1,144dok=1,3doit=1,60hwat(i,j,it,k)=hwa60(i,j,it)*ddi(it,k)enddo;enddo;enddo;enddodoj=1,73doi=1,144dok=1,3callforward_push(hwat(i,j,:,k),60)enddo;enddo;enddo!开始T检验t=0doj=1,73doi=1,144dok=1,3if(k==1)kk=22elsekk=19callt_test(hwat(i,j,:,k),hwa60(i,j,:),kk,60,t(i,j,k))enddoenddoEnddo!以下为子程序subroutinet_test(sam,set,nsam,nset,t)!t检验子程序!sam样本数组set总体数组nsam样本量nset总体量!t检验值realsam(nsam),set(nset),t,samave,setave,samsintegernsam,nsetsetave=0samave=0sams=0callcal_ave(sam,nsam,samave)callcal_ave(set,nset,setave)callcal_s(sam,nsam,sams)t=((samave-setave)/sams)*sqrt(real(nsam))endsubroutinesubroutinecal_ave(a,na,ave)!求平均值子程序!a数组na数组量ave平均值reala(na),ave,asumintegernaave=0asum=0doi=1,naasum=asum+a(i)enddoave=asum/real(na)endsubroutinesubroutinecal_s(a,na,s)!计算标准差子程序!a数组na数组量s标准差reala(na),s,aveintegernaave=0s=0callcal_ave(a,na,ave)doi=1,nas=s+(a(i)-ave)**2enddos=s/real(na)s=sqrt(s)endsubroutinesubroutineforward_push(a,na)!数组前缩子程序!效果，将数组中0值后移，其他值前移integernareala(na),b(na)b=0j=1doi=1,naif(a(i)/=0)thenb(j)=a(i)j=j+1endifenddoa=0doi=1,naa(i)=b(i)enddoendsubroutine（五）出图结果：1.1951－2010年夏季1类雨型年合成图分析：降水距平百分率的分布可以反映降水气候平均值的分布。由于根据雨型表将降水距平百分率进行了合成，毋庸置疑，所得出的3个类型必然与雨型表所对应的型一致，因而再次只需简要分析，大部分内容在ppt上都已经描述过了。Type1为北方型的合成分析，由图中可以看出，我国蒙古至朝鲜半岛，为降水的正距平区，偏涝。其中内蒙古中部和鸭绿江附近，出现降水极大正距平值。同时，在新疆北部，也为正距平区，其正变动更为显著。而江淮地区则为负距平区，偏旱。可以推测这些年份夏季梅雨降水显著减少。另外，华南地区为也为正距平区，偏涝，这与副高北台，去南部的台风活动有很大关系。2.1951－2010年夏季2类雨型年合成图分析：Type2为中间型的合成分析，有图中可以看出，我国东部的山东南部至江苏北部为正距平区，东海海上出现降水的正距平极大值。上述地区这些年份的降水较历年平均值偏大，为偏涝年份。而相对的，我国华南地区，特别是广西北部、湖南、贵州地区，为降水的负距平区，这些地区降水较历年平均值偏小，为偏旱年份。华北地区也为偏旱，但偏旱的程度并不十分显著，接近气候平均值。降水如此分布的原因，在中国天气课程上已经充分学习到，副热带高压控制我国华南地区，副高北部为降水大值区。不出意外，若将副高脊线位置在图中标出，则可印证这一分析。3.1951－2010年夏季3类雨型年合成图分析：Type3为南方型，从图中可以看出，我国长江流域、华南地区均为降水正距平区，这些年份降水较历年平均值偏大，为偏涝年份。相对的，在我国华北地区，为降水负距平区，其中河北南部为降水负距平极大值区。值得注意，此时的海南岛为偏旱地区。4.前期冬季500hPa高度场1类雨型距平合成图分析：由上图可以看出，在北太平洋南北方向上阿留申低压和北太平洋高压存在着一个类似于跷跷板的震荡结构，并且两个地区均通过0.05显著性水平的t检验，部分地区还通过了0.01显著性水平的检验。这一高度场异常与NP0（北太平洋涛动）十分相似。在短期气候预测中的中国夏季降水预测中，NPO是预测我国夏季降水重要的环流因子。但其对我国夏季降水的影响要结合SO一起分析，即NPO/SO环流因子。当NP0强，SO弱时，我国夏季为北方型降水，即如上图所示。当NPO弱，SO强时，我国夏季为中间型降水，如下图所示。而对于南方型降水，NPO并无预报能力。5.前期冬季500hPa高度场2类雨型距平合成图分析：NPO对于我国夏季降水的影响已于上图的分析中完成。在此不作冗杂的分析。6.前期冬季500hPa高度场3类雨型距平合成图分析：由上图可知，东北太平洋与美国东部的位势高度之间存在反相关，这一分布类型类似于PNA（太平洋北美型）。但是，其通过显著性检验的地区较少，只有东北太平洋与美国中部地区通过0.05显著性水平的检验，并且没有地区通过0.01显著性水平的检验。可以说明，前期冬季该型的距平分布特征，对于我国南方型的降水并无良好的预报能力。这一论断可以从我国的气象工作者的选择可以看出，我国夏季降水的预测，其环流因子中，并无前期冬季PNA型强弱这一因子，这从侧面可以反映该型对夏季降水的影响。