第一篇：預(yù)測因子的選擇(短期氣候預(yù)測實(shí)習(xí)報(bào)告)

短期氣候預(yù)測實(shí)習(xí)報(bào)告

實(shí)習(xí)4 預(yù)測因子的選擇

南京信息工程大學(xué)短期氣候預(yù)測實(shí)習(xí)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)名稱預(yù)測因子的選擇日期2016年11月22日得分指導(dǎo)教師 系大氣科學(xué)專業(yè)大氣科學(xué)年級(jí)班次 姓名學(xué)號(hào) 實(shí)習(xí)目的：掌握短期氣候預(yù)測因子的分析和選擇，加深對夏季降水分布、環(huán)流異常在短期氣候預(yù)測中物理機(jī)制的認(rèn)識(shí)。

實(shí)習(xí)要求：熟悉資料和方法程序（提供部分子程序）；使用GRADS對結(jié)果進(jìn)行繪圖輸出和文字分析，完成實(shí)習(xí)報(bào)告。

實(shí)習(xí)資料：

①NCEP/NCAR 再分析資料1948－2012年1～12月的500百帕月平均高度場資料 范圍（90°S-90°N,0-360°E)網(wǎng)格距2.5°×2.5°,緯向格點(diǎn)數(shù)144，經(jīng)向格點(diǎn)數(shù)73 資料為GRD格式，資料從南到北、自西向東排列，每月為一個(gè)記錄，按年逐月排放。

②國家氣候中心整編的6、7、8月降水量資料

（時(shí)間段：1951-2010年，資料的格式參見readme.txt文件）1951-2010年雨型分類表 0 0 一類雨型

0 1 0 二類雨型 0 0 1 三類雨型

實(shí)習(xí)方法：

降水距平百分率：

RPi?Ri?R?100% RRi 某年夏季降水量

R為1971?2000年夏季降水多年平均值?

實(shí)習(xí)步驟：

用FORTRAN編寫相關(guān)程序（程序見附件3和附件4）

利用繪圖軟件繪制1951－2010年夏季三類雨型年合成圖；

繪制前期冬季500hPa高度場距平合成圖，指出可能存在的遙相關(guān)型環(huán)流特征。

實(shí)習(xí)結(jié)果及討論：

圖1 1951－2005年夏季一類雨型年合成圖

從圖1可以看出一類雨型主要多雨帶位于黃河流域及其以北地區(qū)，江淮流域大范圍少雨，梅雨偏弱并常有較明顯的伏旱，江南南部至華南一般為次要多雨區(qū)。

圖2 1951－2005年夏季二類雨型年合成圖

從圖2可以看出二類雨型主要多雨帶位于黃河至長江之間，雨帶中心一般在淮河流域一帶，黃河以北及長江以南大部地區(qū)少雨。

圖3 1951－2005年夏季三類雨型年合成圖

從圖3可以看出三類雨型主要多雨帶位于長江流域或江南一帶，淮河以北大部及東南沿海地區(qū)少雨。

圖4 第一類雨型前期冬季500hPa高度場的距平圖

圖4顯示為中太平洋和北太平洋有顯著的反相關(guān)性，或者說是副高的高壓和阿留申低壓之間關(guān)系，副高增強(qiáng)的同時(shí)，低壓也同時(shí)增強(qiáng)。出現(xiàn)這種前期冬季500hPa高度場和今年的一類雨型北方性有顯著關(guān)系。這種相關(guān)可能是WP型要相關(guān)。

圖5 第二類雨型前期冬季500hPa高度場的距平圖

圖5顯示為北太平洋和北美洲出現(xiàn)的以北美州西海岸為界限的類軸對稱圖形。當(dāng)北太平洋的高壓脊增強(qiáng)時(shí)，北美大槽也同樣增強(qiáng)。而與兩個(gè)系統(tǒng)對應(yīng)的低緯度地區(qū)呈現(xiàn)與之相反的變化關(guān)系。我認(rèn)為這是一種PNA和WP的雜交型。

圖6 第三類雨型和前期冬季500hPa高度場的距平圖

圖6顯示為副熱帶太平洋高壓加強(qiáng)，位于阿留申地區(qū)的氣壓加深，當(dāng)北太平洋的高壓脊增強(qiáng)時(shí)，北美大槽也同樣增強(qiáng)，這造成了美國的嚴(yán)寒天氣，也造成了我國的降水主要集中在江淮地區(qū)的類型。這是典型的PNA型，但低緯地區(qū)沒有很顯著。

附件：

附件1 program EP integerind(160)real a(160,65),r(144,73),aa(65),bb(65),lat(160),lon(160)real hgt(144,73,12,65),h1(144,73,65),eu(65)character*8 id(160)open(1,file='i:duanqi3hgt500.grd',form='binary')open(3,file='i:duanqi3ind.grd',form='binary')open(4,file='i:duanqi3lat_lon.txt')open(5,file='i:duanqi3r.grd',form='binary')dokk=1,65 do n=1,12 read(1)((hgt(i,j,n,kk),i=1,144),j=1,73)enddo enddo

dokk=1,65 do j=1,73 doi=1,144 h1(i,j,kk)=hgt(i,j,1,kk)enddo enddo eu(kk)=-h1(9,59,kk)/4.0+h1(31,59,kk)/2.0-h1(59,53,kk)/4.0 enddo write(3)(eu(i),i=1,65)close(3)

do j=1,73 doi=1,144 r(i,j)=0.0 dokk=1,65 aa(kk)=eu(kk)bb(kk)=h1(i,j,kk)enddo call Normalized_1D(aa,65)call Normalized_1D(bb,65)dokk=1,65 r(i,j)=r(i,j)+aa(kk)*bb(kk)/65.0 enddo enddo enddo write(*,*)r do j=1,73 doi=1,144 write(5)r(i,j)enddo enddo

end SUBROUTINE Normalized_1D(BZH,NUM)REAL BZH(NUM),AVE,VAR AVE=0.0 VAR=0.0

DO K=1,NUM AVE=AVE+BZH(K)/NUM ENDDO DO K=1,NUM VAR=VAR+(BZH(K)-AVE)**2 ENDDO VAR=SQRT(VAR/NUM)DO K=1,NUM BZH(K)=(BZH(K)-AVE)/VAR ENDDO END

附件2 program EP integerind(160)real a(160,62),r(160),aa(62),bb(62),lat(160),lon(160)real hgt(144,73,12,65),h1(144,73,62),eu(62)character*8 id(160)open(1,file='i:duanqi3hgt500.grd',form='binary')open(2,file='i:duanqi3t1601.txt')open(4,file='i:duanqi3lat_lon.txt')open(5,file='i:duanqi3r160.grd',form='binary')dokk=1,65 do n=1,12 read(1)((hgt(i,j,n,kk),i=1,144),j=1,73)enddo enddo close(1)dokk=1,62 do j=1,73 doi=1,144 h1(i,j,kk)=hgt(i,j,1,kk+3)enddo enddo eu(kk)=-h1(9,59,kk)/4.0+h1(31,59,kk)/2.0-h1(59,53,kk)/4.0 enddo read(2,*)((a(i,j),i=1,160),j=1,62)close(2)doi=1,160 read(4,*)id(i),lat(i),lon(i)enddo close(4)doi=1,160 r(i)=0.0 dokk=1,62 aa(kk)=eu(kk)bb(kk)=a(i,kk)enddo call Normalized_1D(aa,62)call Normalized_1D(bb,62)dokk=1,62 r(i)=r(i)+aa(kk)*bb(kk)/62.0 enddo enddo write(*,*)r do j=1,160 id(j)=char(j)tim=0.0 nlev=1 nflag=1 write(5)id(j),lat(j),lon(j),tim,nlev,nflag,r(j)enddo tim=0.0 nlev=0 nflag=1 write(5)id(j-1),lat(j-1),lon(j-1),tim,nlev,nflag close(5)end SUBROUTINE Normalized_1D(BZH,NUM)REAL BZH(NUM),AVE,VAR AVE=0.0 VAR=0.0

DO K=1,NUM AVE=AVE+BZH(K)/NUM ENDDO DO K=1,NUM VAR=VAR+(BZH(K)-AVE)**2 ENDDO VAR=SQRT(VAR/NUM)DO K=1,NUM BZH(K)=(BZH(K)-AVE)/VAR ENDDO END

附件3 program EP reala6(160,60),a7(160,60),a8(160,60),lat(160),lon(160),rap1(160),rap2(160),rap3(160),ddi(60,3),rsum(160),r(160,60),rp(160,60)character*8 id(160)open(3,file='i:duanqi4r1606.txt')open(4,file='i:duanqi4r1607.txt')open(5,file='i:duanqi4r1608.txt')open(6,file='i:duanqi4lat_lon.txt')open(7,file='i:duanqi4ddi')open(8,file='i:duanqi4rap1.grd',form='binary')open(9,file='i:duanqi4rap2.grd',form='binary')open(10,file='i:duanqi4rap3.grd',form='binary')read(3,*)((a6(i,j),i=1,160),j=1,60)read(4,*)((a7(i,j),i=1,160),j=1,60)read(5,*)((a8(i,j),i=1,160),j=1,60)doi=1,160 read(6,*)lat(i),lon(i)enddo do it=1,60 read(7,*)(ddi(it,j),j=1,3)enddo doi=1,160 rsum(i)=0.0 do it=1,60 rsum(i)=rsum(i)+(a6(i,it)+a7(i,it)+a8(i,it))/3 enddo rsum(i)=rsum(i)/60.0 do j=1,60 rp(i,j)=(a6(i,j)+a7(i,j)+a8(i,j))/3-rsum(i)enddo do j=1,60 rp(i,j)=rp(i,j)/rsum(i)enddo enddo doi=1,160 rap1(i)=0 rap2(i)=0 rap3(i)=0 do j=1,60 rap1(i)=rap1(i)+rp(i,j)*ddi(j,1)/22 rap2(i)=rap2(i)+rp(i,j)*ddi(j,2)/19 rap3(i)=rap3(i)+rp(i,j)*ddi(j,3)/19 enddo rap1(i)=rap1(i)*100 rap2(i)=rap2(i)*100 rap3(i)=rap3(i)*100 enddo do j=1,160 id(j)=char(j)tim=0.0 nlev=1 nflag=1 write(8)id(j),lat(j),lon(j),tim,nlev,nflag,rap1(j)enddo tim=0.0 nlev=0 nflag=1 write(8)id(j-1),lat(j-1),lon(j-1),tim,nlev,nflag do j=1,160 id(j)=char(j)tim=0.0 nlev=1 nflag=1 write(9)id(j),lat(j),lon(j),tim,nlev,nflag,rap2(j)enddo tim=0.0 nlev=0 nflag=1 write(9)id(j-1),lat(j-1),lon(j-1),tim,nlev,nflag do j=1,160 id(j)=char(j)tim=0.0 nlev=1 nflag=1 write(10)id(j),lat(j),lon(j),tim,nlev,nflag,rap3(j)enddo tim=0.0 nlev=0 nflag=1 write(10)id(j-1),lat(j-1),lon(j-1),tim,nlev,nflag end 附件4 program height real h(144,73,12,65),ha(144,73,60),ddi(60,3),ave(144,73),ave1(144,73),ave2(144,73),ave3(144,73),i,j,mo,it open(1,file='i:duanqi4gdhgt500.grd',form=“binary”)open(2,file='i:duanqi4gdddi')open(3,file='i:duanqi4gd1h1.grd',form=“binary”)open(4,file='i:duanqi4gd2h2.grd',form=“binary”)open(5,file='i:duanqi4gd3h3.grd',form=“binary”)read(1)((((h(i,j,mo,it),i=1,144),j=1,73),mo=1,12),it=1,65)do it=1,60 read(2,*)(ddi(it,j),j=1,3)enddo doi=1,144 do j=1,73 do it=1,60 ha(i,j,it)=(h(i,j,12,it+2)+h(i,j,1,it+3)+h(i,j,2,it+3))/3 enddo enddo enddo doi=1,144 do j=1,73 do it=1,60 ave(i,j)=ave(i,j)+ha(i,j,it)/60 enddo enddo enddo doi=1,144 do j=1,73 do it=1,60 if(ddi(it,1)==1)then ave1(i,j)=ave1(i,j)+ha(i,j,it)/22 elseif(ddi(it,2)==1)then ave2(i,j)=ave2(i,j)+ha(i,j,it)/19 else ave3(i,j)=ave3(i,j)+ha(i,j,it)/19 endif enddo ave1(i,j)=ave1(i,j)-ave(i,j)ave2(i,j)=ave2(i,j)-ave(i,j)ave3(i,j)=ave3(i,j)-ave(i,j)enddo enddo write(3)((ave1(i,j),i=1,144),j=1,73)write(4)((ave2(i,j),i=1,144),j=1,73)write(5)((ave3(i,j),i=1,144),j=1,73)end

第二篇：短期氣候預(yù)測實(shí)習(xí)三

短期氣候預(yù)測實(shí)習(xí)三

氣科7班 梁玉誼

（一）所用資料和方法

NCEP/NCAR 1948－2013年（61年）的500百帕月平均高度場資料 資料范圍為（900S-900N,00-3600E)

網(wǎng)格距為2.50×2.50,緯向格點(diǎn)數(shù)為144，經(jīng)向格點(diǎn)數(shù)為7

3資料為GRD格式，資料從南到北、自西向東排列，每月為一個(gè)記錄，按年逐月排放。

（二）實(shí)習(xí)目的：

掌握大氣環(huán)流中遙相關(guān)型指數(shù)的計(jì)算及其與大氣環(huán)流和我國氣候關(guān)系的分析。

（三）實(shí)習(xí)要求：

要求運(yùn)用資料，計(jì)算北半球1月遙相關(guān)指數(shù)，并分析它與環(huán)流和我國氣候變化的關(guān)系；用圖形輸出指數(shù)年際變化曲線、遙相關(guān)的空間分布以及與我國氣溫的相關(guān)系數(shù)分布，正確分析結(jié)果數(shù)據(jù)，完成實(shí)習(xí)報(bào)告。

（四）所用部分程序：

!計(jì)算EU指數(shù) do it=1,6

3eu(it)=-0.25*a(9,59,1,it)+0.5*a(31,59,1,it)-0.25*a(59,53,1,it)enddo

！！計(jì)算EU指數(shù)與高度場的相關(guān)系數(shù)!h--高度場hsum--高度場和have--高度場平均值eu--EU指數(shù),eusum,euave類似

!1,提取1月份高度場 do it=1,63 do j=1,73 do i=1,14

4h(i,j,it)=a(i,j,1,it)enddo enddo enddo

!2,計(jì)算高度場和EU指數(shù)的平均值 do j=1,73 do i=1,144 do it=1,63

hsum(i,j)=hsum(i,j)+h(i,j,it)

enddo

have(i,j)=hsum(i,j)/63 enddo Enddo

do it=1,63

eusum=eusum+eu(it)enddo

euave=eusum/63

!3,計(jì)算相關(guān)系數(shù)各部：分子、分母、分母(對照相關(guān)系數(shù)公式)

!rup--分子rh--分母hreu--分母eur--相關(guān)系數(shù) do j=1,73 do i=1,144 reu_2=0 do it=1,6

3rup(i,j)=rup(i,j)+(eu(it)-euave)*(h(i,j,it)-have(i,j))

rh_2(i,j)=rh_2(i,j)+(h(i,j,it)-have(i,j))**

2reu_2=reu_2+(eu(it)-euave)**2

enddo

rh(i,j)=sqrt(rh_2(i,j))reu=sqrt(reu_2)enddo enddo

print*,reu

do j=1,73 do i=1,14

4r(i,j)=rup(i,j)/(rh(i,j)*reu)enddo enddo

??！計(jì)算EU指數(shù)和氣溫的相關(guān)系數(shù)!1,計(jì)算溫度場的平均值 do i=1,160 do it=1,nt

tsum(i)=tsum(i)+t(i,it)enddo

tave(i)=tsum(i)/nt enddo

!print*,(tave(i),i=1,160)

!2,計(jì)算相關(guān)系數(shù)各部：分子、分母、分母(對照相關(guān)系數(shù)公式)

!rup2--分子rh2--分母hreu--分母eur2--相關(guān)系數(shù) eusum=0 do it=1,nt

eusum=eusum+eu(it+3)!之所以加3，是因?yàn)樵诜治鲑Y料和觀測資料起始年份差3年 enddo

euave=eusum/nt reu_2=0 do it=1,nt

reu_2=reu_2+(eu(it+3)-euave)**

2enddo

reu=sqrt(reu_2)do i=1,160 do it=1,nt

rup2(i)=rup2(i)+(eu(it+3)-euave)*(t(i,it)-tave(i))

rh2_2(i)=rh2_2(i)+(t(i,it)-tave(i))**2 enddo

rh2(i)=sqrt(rh2_2(i))enddo

do i=1,160

r2(i)=rup2(i)/(rh2(i)*reu)enddo

!計(jì)算完畢，寫數(shù)據(jù)!寫站點(diǎn)數(shù)據(jù)do j=1,160id(j)=char(j)tim=0.0nlev=1nflag=

1write(6)id(j),lat(j),lon(j),tim,nlev,nflag,r2(j)enddotim=0.0nlev=0nflag=1

write(6)id(j-1),lat(j-1),lon(j-1),tim,nlev,nflag

print*,(r2(j),j=1,160)

write(5)(eu(it),it=1,nt)!寫EU指數(shù) write(4)((r(i,j),i=1,144),j=1,73)!寫h和EU的相關(guān)系數(shù)

（五）出圖結(jié)果： 1．EU指數(shù)年變化

分析：從上圖可以看出，EU指數(shù)存在著5-10年的周期震蕩。在1963年和1973年達(dá)到峰值。

2．EU指數(shù)與位勢高度的相關(guān)系數(shù)

分析：從上圖可以出，EU指數(shù)與高度場存在著“正負(fù)正”的相關(guān)波列，也就是亞歐型遙相關(guān)。其中，在北美東岸、西歐地區(qū)和亞洲東岸為負(fù)相關(guān)區(qū)大值區(qū)，在亞洲中部和北美西北部為正相關(guān)大值區(qū)。即當(dāng)EU指數(shù)為正時(shí)，東亞地區(qū)、西歐地區(qū)、北美東岸高度場較平均值偏低，而亞洲中部和北美西北部位勢高度場則較平均值偏高?？梢猿醪娇紤]EU指數(shù)對于這些地區(qū)高度場的預(yù)報(bào)能力，不過相關(guān)系數(shù)均未經(jīng)過顯著性檢驗(yàn)，還需檢驗(yàn)后才能得出結(jié)論。

3．EU指數(shù)與我國溫度的相關(guān)系數(shù)

分析：從上圖可以看出，EU指數(shù)我國的相關(guān)系數(shù)，在我國東部沿海地區(qū)為負(fù)相關(guān)大值區(qū)，最高的相關(guān)達(dá)到-0.5，而在我國新疆西北部、云南地區(qū)和黑龍江北部，為正相關(guān)區(qū)，但正相關(guān)值較小。在我國其余地區(qū)，相關(guān)系數(shù)均比較小。若EU指數(shù)為正時(shí)，我國東部沿海地區(qū)降水量偏少，若EU指數(shù)為負(fù)時(shí)，我國東部沿海地區(qū)降水量偏多。通過分析，可以考慮EU指數(shù)對我國東部溫度的預(yù)報(bào)能力，雖然只是同期的相關(guān)，并非前期的指數(shù)，但也是具有一定的預(yù)報(bào)價(jià)值。不過，如之前所言，未經(jīng)過顯著性檢驗(yàn)，同樣難以得出確切的結(jié)論。

第三篇：短期氣候預(yù)測實(shí)習(xí)二

短期氣候預(yù)測實(shí)習(xí)二

氣科7班

梁玉誼

（一）所用資料和方法

所用資料：

NCEP/NCAR 1948－2012年1月的500百帕月平均高度場資料，資料范圍為（90°S-90°N,0°-360°E)

網(wǎng)格距為2.50×2.50,緯向格點(diǎn)數(shù)為144，經(jīng)向格點(diǎn)數(shù)為

41資料為GRD格式，資料從南到北、自西向東排列，每月為一個(gè)記錄，按年逐月排放。所用方法：

EOF功能：從一個(gè)氣象場多次觀測資料中識(shí)別出典型空間場型及其時(shí)間演變規(guī)律。EOF展開就是將氣象變量場分解為空間函數(shù)(V)和時(shí)間函數(shù)(T)兩部分的乘積之和：X=VT。

部分程序：

由于EOF主要處理部分教師已經(jīng)給出，固再次只給出數(shù)據(jù)維數(shù)處理部分。

enddo cccccccccccccccccc讀數(shù)據(jù)

do it=1,61

do k=1,12write(*,*)'data narrowed'do j=1,73

do i=1,144!二維空間場變一維數(shù)組，注意按 照grads的XY順序，read(10)hh(i,j,k,it)!因?yàn)樽詈驟IGENVACTORS文件 enddo;enddo;enddo;enddo 里面直接按照該格式存的,不再經(jīng)過這一步write(*,*)'read data ok' 變化

do it=1,M

ii=1!裁剪區(qū)域(取東亞地區(qū))

k=1do j=1,21

do it=1,61do i=1,41

do j=1,21F(ii,it)=h(i,j,it)do i=1,41ii=ii+1

h(i,j,it)=hh(i+16,j+44,k,it)enddo

enddoenddo

enddoenddo

（二）輸出結(jié)果

分析：EOF分型是將多特征場和多維度共同作用下的資料場，分解為相互正交的空間場，并給出其時(shí)間權(quán)重。以下3個(gè)特征場為權(quán)重最高的3個(gè)場。從場EV1可以看出，在第一特征型中，中國大部地區(qū)為負(fù)值區(qū)，而亞歐大陸北部為正值區(qū)，既兩個(gè)地區(qū)為負(fù)相關(guān),并且由南到北，值由小到大不斷增加。從短期氣候預(yù)測課程上學(xué)習(xí)到，影響大氣環(huán)流的4個(gè)基本因子為：太陽輻射，地球自轉(zhuǎn)，地球表面不均勻性和地面摩擦?？梢酝茰y該型產(chǎn)生的因子是太陽輻射的分布不均勻，因?yàn)槠浞植季哂形幌嗵卣?，但具體是否該因子影響還需結(jié)合太陽輻射資料進(jìn)行分析。

從時(shí)間權(quán)重函數(shù)可以看出，在1965年之前，以正位相為主，而在1965年之后，轉(zhuǎn)為負(fù)位相為主。也就是說，1965年以前，東亞地區(qū)氣候位勢高度以負(fù)值為主，轉(zhuǎn)變后以正值為主。同時(shí)注意到，權(quán)重函數(shù)存在2-3年的周期，正負(fù)位相以該周期不斷轉(zhuǎn)變。

分析：從第二特征型可以看出，遼東半島與日本海附近為負(fù)值區(qū)，而巴湖以西為正值區(qū)，既兩個(gè)區(qū)域存在負(fù)的位相變化。從兩個(gè)大值區(qū)所處區(qū)域可以推測產(chǎn)生該型的因子為海陸分布或者中緯度長波槽脊的變動(dòng)。從方差貢獻(xiàn)可以看出，1型和2型所占權(quán)重接近，即兩者對于某一時(shí)刻高度場狀態(tài)的影響接近。當(dāng)正位相影響時(shí)，由于日本海地區(qū)偏低壓控制，我國大部地區(qū)吹東南風(fēng)或西南風(fēng)。而當(dāng)負(fù)位相影響時(shí)，日本海地區(qū)低壓偏弱，或?yàn)楦邏嚎刂?，使得我國大部地區(qū)吹東北風(fēng)或西北風(fēng)。

從時(shí)間權(quán)重函數(shù)可以看出，2型存在著準(zhǔn)7年的震蕩。在1960-1970年間為正位相影響，而在1970-1977年為負(fù)位相影響。

分析：從第三特征型可以看出，貝加爾湖附近為負(fù)值區(qū)，而我國東南沿海以及烏拉爾山附近為正值區(qū)。從時(shí)間權(quán)重函數(shù)可以看出，該型的影響較1型和2型相對偏小。若該型為正位相時(shí)，我國江淮地區(qū)和華北地區(qū)吹偏西風(fēng)，其中華北地區(qū)等高線密集，風(fēng)速較大。而華南地區(qū)被高壓控制。而若該型為負(fù)位相時(shí)，我國江淮地區(qū)和華北地區(qū)吹偏東風(fēng)，而華南地區(qū)為低壓控制。

從時(shí)間權(quán)重函數(shù)可以看出，1997年時(shí)，該型時(shí)間權(quán)重達(dá)到負(fù)值極大值，即在該年，該型的負(fù)位相對于我國有較大影響。

4.3個(gè)特征向量的方差貢獻(xiàn)及總方差貢獻(xiàn)

第四篇：短期氣候預(yù)測基礎(chǔ)實(shí)習(xí)三

實(shí)習(xí)三：大氣遙相關(guān)

一、實(shí)習(xí)目的及要求

掌握大氣環(huán)流中遙相關(guān)型指數(shù)的計(jì)算及其與大氣環(huán)流和我國氣候關(guān)系的分析。

要求運(yùn)用資料，計(jì)算北半球1月遙相關(guān)指數(shù)，并分析它與環(huán)流和我國氣候變化的關(guān)系；用圖形輸出指數(shù)年際變化曲線、遙相關(guān)的空間分布以及與我國氣溫的相關(guān)系數(shù)分布，正確分析結(jié)果數(shù)據(jù)，完成實(shí)習(xí)報(bào)告。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容

1、計(jì)算EU（歐亞）遙相關(guān)指數(shù)，輸出1月份該指數(shù)年際變化的時(shí)間序列；

2、計(jì)算EU遙相關(guān)指數(shù)與同期環(huán)流場（500hPa高度場或海平面氣壓場）的相關(guān)系數(shù)；

3、計(jì)算EU遙相關(guān)指數(shù)與同期我國氣溫的相關(guān)系數(shù)。

三、實(shí)習(xí)資料

大氣環(huán)流場資料：

1、NCEP/NCAR 1948－2008年（61年）的500百帕月平均高度場資料

2、資料范圍為（900S-900N,00-3600E)

3、網(wǎng)格距為2.50×2.50,緯向格點(diǎn)數(shù)為144，經(jīng)向格點(diǎn)數(shù)為73

4、資料為GRD格式，資料從南到北、自西向東排列，每月為一個(gè)記錄，按年逐月排放。

站點(diǎn)資料：

1、我國氣候中心整編的160站月平均氣溫資料；

2、全國160個(gè)臺(tái)站；

3、所給的資料是1月份的；

4、資料為txt格式，參加資料說明。

四、實(shí)習(xí)步驟

1、編程計(jì)算1月份EU遙相關(guān)指數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)化），畫出指數(shù)圖 編寫fortran程序： program main parameter(nx=144,ny=73,n=nx*ny,nt=61)real ind(nt),z(n,nt),eu(nt),hh(144,73,12,61),avey(n),sy(n),r1(n),r(n)real x,avex,sx open(10,file='d:nyclimatesh3datahgt500.grd',form='binary')open(20,file='d:nyclimatesh3ind.grd',form='binary')open(30,file='d:nyclimatesh3eu.grd',form='binary')open(40,file='d:nyclimatesh3rxy1.grd',form='binary')do it=1,61 do k=1,12

do j=1,73

do i=1,144

read(10)hh(i,j,k,it)enddo；enddo；enddo；enddo do it=1,61 do j=1,73

do i=1,144

z((j-1)*144+i,it)=hh(i,j,1,it)enddo；enddo；enddo do it=1,61

eu(it)=-z(9+58*144,it)/4+z(31+58*144,it)/2-z(59+52*144,it)/4 enddo write(20)(eu(it),it=1,61)do it=1,61

x=x+eu(it)enddo avex=x/real(nt)do it=1,61

sx=sx+((eu(it)-avex)*(eu(it)-avex))/real(nt)enddo do it=1,61

ind(it)=(eu(it)-avex)/(sqrt(sx))enddo write(30)(ind(it),it=1,nt)

第二步中的fortran程序： do i=1,n

avey(i)=0.0 do it=1,61

avey(i)=avey(i)+z(i,it)enddo avey(i)=avey(i)/real(nt)enddo do i=1,n

r1(i)=0.0 do it=1,61

r1(i)=r1(i)+(eu(it)-avex)*(z(i,it)-avey(i))enddo；enddo do i=1,n

sy(i)=0.0

do it=1,61

sy(i)=sy(i)+(z(i,it)-avey(i))*(z(i,it)-avey(i))enddo；enddo do i=1,n

r(i)=r1(i)/sqrt(sx*real(nt)*sy(i))

write(40)r(i)enddo end 注：此處給出的是第一步和第二步中的fortran程序，因此，步驟二中此程序不重復(fù)給出！

數(shù)據(jù)描述文件：

dset d:nyclimatesh3eu.grd undef-9.99E+33 title yearly mean hgt from the NCEP Reanalysis xdef 1 linear 1 1 ydef 1 linear 1 1 zdef 1 levels 500 tdef 61 linear jan1948 1yr vars 1 eu 1 99 year eu endvars;數(shù)據(jù)執(zhí)行（gs）文件： 'reinit' 'open d:nyclimatesh3eu.ctl' 'enable print d:nyclimatesh3eu1.gmf' 'set t 1 61' 'd eu' 'print' 'disable print';給出1月份EU遙相關(guān)指數(shù)圖：

1月份EU遙相關(guān)指數(shù)圖

給出1月份標(biāo)準(zhǔn)化的EU遙相關(guān)指數(shù)

1月份標(biāo)準(zhǔn)化的EU遙相關(guān)指數(shù)

分析：從上面兩幅圖中，可以看出遙相關(guān)指數(shù)在1948-2008年中有很大變化，其中1963、1976、1984年等年份的正相關(guān)指數(shù)非常大，而1964、1972、1973年等年份則呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)。

2、編程計(jì)算1月EU遙相關(guān)指數(shù)與500hPa高度場的相關(guān)系數(shù)分布圖并繪制圖形（fortran程序已經(jīng)在第一步中給出，因此這里直接給出描述文件和執(zhí)行文件）數(shù)據(jù)描述文件：

dset d:nyclimatesh3rxy1.grd undef-9.99E+33 title year mean hgt from the NCEP Reanalysis xdef 144 linear 0.000 2.500 ydef 73 linear-90.000 2.500 zdef 1 levels 500 tdef 1 linear jan1948 1yr vars 1 xy 1 99 r endvars;數(shù)據(jù)執(zhí)行（gs）文件： 'reinit' 'open d:nyclimatesh3rxy.ctl' 'enable print d:nyclimatesh3rxy1.gmf' 'set gxout shaded' 'set black-0.2 0.2' 'd xy' 'set gxout contour' 'd xy' 'print' 'disable print';給出1月份EU遙相關(guān)指數(shù)與500hPa高度場的相關(guān)系數(shù)分布圖：

1月份EU遙相關(guān)指數(shù)與500hPa高度場的相關(guān)系數(shù)分布圖

分析：由此分布圖可以看出，歐洲西部地區(qū)的上空位勢高度與西伯利亞地區(qū)之間呈現(xiàn)出反相關(guān)關(guān)系，而與我國東北地區(qū)和日本一帶則呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。因?yàn)樵谖覈鴸|北地區(qū)到日本一帶，冬季（1月份）有東亞大槽在此出現(xiàn)，同時(shí)在西伯利亞附近有高壓脊，而在歐洲東部地區(qū)也有低壓槽，因此此圖很好的反映出了兩槽一脊的強(qiáng)度變化，即東亞大槽和歐洲東部的槽加深時(shí)，西伯利亞附近的脊發(fā)展。另外,還可以看出西歐上空位勢高度與北美洲北部地區(qū)呈負(fù)相關(guān)，與墨西哥地區(qū)呈正相關(guān)。

3、編程計(jì)算EU遙相關(guān)指數(shù)與1月份我國氣溫的相關(guān)系數(shù)分布圖，并繪制圖形。編寫fortran程序： program EU

parameter(nt=58,nx=160)real a(nx,nt),ind(nt),r(nx),lat(nx),lon(nx),averi,si,ave(nx),sa(nx),r1(nx)character*8 id(nx)

integer i,it open(2,file='d:nyclimatesh3datat1601.txt')open(3,file='d:nyclimatesh3t.grd',form='binary')open(4,file='d:nyclimatesh3datalat_lon.txt')

open(5,file='d:nyclimatesh3r160.grd',form='binary')ccccccccccccccc 讀數(shù)據(jù)（指數(shù)、經(jīng)緯度、160站溫度）

ccc

a:160站氣溫(1951~2010年)

ind：指數(shù)序列(1948~2008年)read(2,*)((a(i,it),i=1,nx),it=1,nt)do it=1,61 read(3)ind(it)enddo do i=1,nx read(4,*)lat(i),lon(i)enddo averi=0.0

do it=4,61

averi=averi+ind(it)/real(nt)enddo

do it=1,58

si=si+(ind(it+3)-averi)**2 enddo ccccccccccccccc 編程求相關(guān)

do it=1,nt

do i=1,nx

a(i,it)=a(i,it)/10.0

enddo；enddo do i=1,nx

do it=1,nt

ave(i)=ave(i)+a(i,it)/real(nt)

enddo；enddo do i=1,nx

do it=1,nt

sa(i)=sa(i)+(a(i,it)-ave(i))**2

enddo；enddo do i=1,nx

do it=1,nt

1(i)=r1(i)+(a(i,it)-ave(i))*(ind(it+3)-averi)

enddo；enddo do i=1,nx r(i)=r(i)+r1(i)/(sqrt(si)*sqrt(sa(i)))enddo ccccccccccccccccccc寫站點(diǎn)數(shù)據(jù) do j=1,nx id(j)=char(j)tim=0.0 nlev=1 nflag=1 write(5)id(j),lat(j),lon(j),tim,nlev,nflag,r(j)enddo

tim=0.0 nlev=0 nflag=1 write(5)id(j-1),lat(j-1),lon(j-1),tim,nlev,nflag end 應(yīng)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)描述文件和執(zhí)行文件，繪制出1月份EU遙相關(guān)指數(shù)與我國氣溫的相關(guān)系數(shù)分布圖：

1月份EU遙相關(guān)指數(shù)與我國氣溫的相關(guān)系數(shù)分布圖

分析：由此分布圖可以看出1月份EU遙相關(guān)指數(shù)與我國氣溫的相關(guān)系數(shù)的關(guān)系，我國從東北地區(qū)、華北地區(qū)一直到華南的沿海地區(qū)均為負(fù)相關(guān)區(qū)，說明此區(qū)域基本都吹北風(fēng)，因?yàn)楸憋L(fēng)會(huì)帶來冷空氣的南下。所以由此可以得出：1月份我國東部沿海地區(qū)的氣溫降低，且根據(jù)相關(guān)系數(shù)的數(shù)值大小來看，氣溫降低的強(qiáng)度還是比較大的。另外，從此次實(shí)習(xí)選取的其他區(qū)域來看，在我國內(nèi)蒙古東部，黃河中上游地區(qū)、新疆中部、青藏高原南部的局部地區(qū)以及海南等地也出現(xiàn)了數(shù)值小于-0.25的負(fù)相關(guān)區(qū)，由此基本可以得出全國大部分地區(qū)1月份的氣溫都有不同程度的下降

五、結(jié)果討論

根據(jù)此次實(shí)習(xí)所做的1月份EU遙相關(guān)指數(shù)及其與同期500hPa高度場和氣溫的相關(guān)分布來看，EU遙相關(guān)型對我國的氣候變化有很重要的影響。

結(jié)合步驟2中的分布圖來看，EU遙相關(guān)指數(shù)很好的反映出了在歐亞西部上空，中高緯地區(qū)冬季1月份兩槽一脊形勢的強(qiáng)度變化趨勢；同時(shí)，結(jié)合步驟3中的分布圖來看，EU遙相關(guān)指數(shù)也反映出了我國冬季1月份氣溫的變化情況，尤其是在我國東部沿海地區(qū)的負(fù)相關(guān)區(qū)非常明顯，可以很直觀的看出沿海地區(qū)氣溫的下降幅度情況。

因此，通過此次實(shí)習(xí)，使我更進(jìn)一步了解了EU遙相關(guān)型的相關(guān)知識(shí)；同時(shí)，通過對圖形的分析，可以看出遙相關(guān)對某一地區(qū)大氣環(huán)流異常的影響還是很大的，說明遙相關(guān)與天氣氣候有很密切的關(guān)系。

第五篇：2008年短期氣候預(yù)測工作總結(jié)

2008年，大氣環(huán)流較為異常，表現(xiàn)為：出現(xiàn)了50年未遇罕見低溫雨雪冰凍災(zāi)害性天氣；西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度、脊線位置、西伸脊點(diǎn)位置變化大，1月西北太平洋副熱帶高壓較常年同期顯著西伸，脊線位置偏北，2月到5月副高顯著東退，脊線位置偏北到正常，面積偏小，強(qiáng)度偏弱，6月西北太平洋副熱帶高壓面積偏

大，強(qiáng)度接近常年同期，西伸脊點(diǎn)偏東，7月到8月，西北太平洋副熱帶高壓較常年同期面積偏大，強(qiáng)度偏強(qiáng)，脊線位置偏南、偏西；2007年8月開始的拉尼娜事件于2008年5月結(jié)束，事件過程持續(xù)了9個(gè)月（2007年8月至2008年4月），并在2007年11月達(dá)到最強(qiáng)。主汛期7～8月熱帶輻合帶位置偏北，東**動(dòng)影響我市的時(shí)間段偏長。

**市全年月氣溫波動(dòng)大。1～2月偏低到特低；3～5月偏高；6～7月北部正常稍高到偏高，南部正常稍低到偏低；8月全市偏低；9月全市偏高到特高；主汛期全市大部正常稍低到偏低。除9月降雨量全市大部偏少、4月南部偏少、6月北部偏少外，全年降水量以正常到偏多為主要特征；主汛期降雨量全市正常到偏多，大部偏多1～3成。

2008年自1月到10月5日，全市共出現(xiàn)大雨62站（次），比多年平均偏多5站（次），出現(xiàn)暴雨25站次，比多年平均偏多10站（次），是常年的1.7倍。洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。

在今年氣候較為異常的情況下，**市氣象臺(tái)在短期氣候預(yù)測工作中，對雨季開始期、汛期和主汛期降水趨勢等的趨勢預(yù)報(bào)正確，全年（截止9月）月平均氣溫、月降水量預(yù)測的準(zhǔn)確率分別為73％和77％，其中5～9月平均氣溫、月降水量預(yù)測的準(zhǔn)確率分別為90％和73％，對溪洛渡水電站壩區(qū)月降水的預(yù)測準(zhǔn)確率為82.5％，達(dá)到了較好的服務(wù)效果。

并嚴(yán)格按照上級(jí)業(yè)務(wù)主管部門的統(tǒng)一規(guī)定和要求，制作定期和不定期的氣候影響評價(jià)產(chǎn)品。

一、雨季開始期、汛期和主汛期降水趨勢等的趨勢預(yù)報(bào)正確

1、雨季開始期

在短期氣候預(yù)測中預(yù)測：“雨季開始期大部正常到偏遲，于5月中旬到下旬開始”，在春播期短期氣候預(yù)測中預(yù)測：“雨季開始期大部正常，于5月中旬到下旬開始?！痹?月26日發(fā)布的“汛期短期氣候預(yù)測”中訂正為：“雨季開始期大部正常到偏早，大部于5月中旬左右開始?！睂?shí)況是：全市雨季開始期正常到偏早，于5月中旬以前全部開始。訂正后，趨勢預(yù)報(bào)正確。

2、洪澇趨勢

在預(yù)測中指出：“主汛期降水量分布不均，單點(diǎn)性的大雨、暴雨、冰雹、雷暴等強(qiáng)對流天氣較常年突出，洪澇災(zāi)害較常年偏重?！?汛期預(yù)測中指出：“汛期（5～10月）降水屬平偏豐年成。主汛期6～8月降雨量大部正常到偏多，降水量分布不均，單點(diǎn)性的大雨、暴雨、冰雹、雷暴等強(qiáng)對流天氣較常年突出，洪澇災(zāi)害較常年偏重”。主汛期預(yù)測中指出：“主汛期6～8月降雨量大部正常到偏多，主汛期降水量分布不均，單點(diǎn)性的大雨、暴雨、冰雹、雷暴等強(qiáng)對流天氣較常年突出，洪澇災(zāi)害較常年偏重。”實(shí)況是：汛期大雨次數(shù)偏多5站（次），暴雨次數(shù)多達(dá)常年的1.7倍，除區(qū)域性強(qiáng)降水外，8月6-10日北部、東部出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降水。汛期和主汛期降水均為正常到偏多。預(yù)測與實(shí)況相符。

3、春旱

在預(yù)測中指出：“春旱比常年偏重”，春播期短期氣候預(yù)測中預(yù)測：“雨季開始前大部區(qū)域有中等強(qiáng)度的春旱發(fā)生?！?。實(shí)況是：4月上旬到中旬有輕度春旱。據(jù)市防汛抗旱指揮部4月18日不完全統(tǒng)計(jì)，全市農(nóng)作物受旱49.542萬畝（其中：輕旱39.957萬畝，重旱9.585萬畝），因旱造成水田缺水1.92萬畝，旱地缺墑14.685萬畝，造成29.385萬人、8.859萬頭大牲畜飲水困難。緊接著的4月下旬多雨，其中25日、27日出現(xiàn)區(qū)域性的中雨到大雨過程，大部區(qū)域春旱得以及時(shí)緩解。趨勢基本正確。

4、春夏連旱

全年均未預(yù)測有春夏連旱，實(shí)況也

無。預(yù)測正確。

5、水稻“抽揚(yáng)期”低溫

在、汛期、主汛期預(yù)報(bào)中，都提的是“8月上旬到中旬前期二半山以上地區(qū)有輕度低溫陰雨天氣”。在8月短期氣候預(yù)測中訂正為：“8月中旬二半山以上地區(qū)有輕度‘抽揚(yáng)

期低溫’”。實(shí)況是：無明顯抽揚(yáng)期低溫（未達(dá)到省局統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)），但昭魯壩區(qū)（昭陽、魯?shù)檎緸榇恚?0～11日日平氣溫、25～27日3天平均氣溫低于17℃，出現(xiàn)輕度低溫天氣，加上8月氣溫偏低，日照偏少，對水稻有一定影響。趨勢預(yù)報(bào)基本正確。

6、其它特殊項(xiàng)目

對倒春寒預(yù)報(bào)的時(shí)段誤差較大，預(yù)測有秋季連陰雨，實(shí)況無。

截止10月6日，共發(fā)布定期（月、季、年）氣候預(yù)測10期，針對防汛、電力、水電工程等制作專題氣候預(yù)測產(chǎn)品（不定期）8期。

二、水電站短期氣候預(yù)測

針對溪洛渡壩區(qū)發(fā)布月、季氣候預(yù)測10期，對壩區(qū)月降水的預(yù)測準(zhǔn)確率為82.5％。

三、氣候影響評價(jià)工作按規(guī)定要求認(rèn)真制作和發(fā)布

**市氣象臺(tái)氣候影響評價(jià)業(yè)務(wù)按規(guī)定的業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)要求認(rèn)真執(zhí)行，制作格式統(tǒng)一、用語規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)方法較為客觀。不僅詳細(xì)反映了對當(dāng)月（季、年）的氣象要素時(shí)空分布，還可獲得本地大氣主要影響系統(tǒng)、主要?dú)夂蚴录蜌夂驅(qū)χ饕袠I(yè)（農(nóng)業(yè)、交通、林業(yè)、畜牧業(yè)、能源）的影響等重要?dú)庀笮畔?，并提供氣候預(yù)測和展望性評價(jià)建議等參考，而且對每個(gè)月出現(xiàn)的災(zāi)情有較全面的反映。

每期氣候預(yù)測和氣候影響評價(jià)產(chǎn)品制作完畢后，均立即以最短的時(shí)間通過郵寄或文件交換的方式到達(dá)地方各部門和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)手中、通過省農(nóng)經(jīng)網(wǎng)上傳到互聯(lián)網(wǎng)、通過NOTES上傳省局業(yè)務(wù)發(fā)展處和省氣候中心、通過地縣氣象局域網(wǎng)服務(wù)器專用目錄對縣局開展氣候影響評價(jià)業(yè)務(wù)和服務(wù)提供參考和指導(dǎo)、通過96121聲訊答詢系統(tǒng)將展望性氣候影響評價(jià)和建議向社會(huì)公眾發(fā)布。為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和各級(jí)部門提供了及時(shí)準(zhǔn)確的決策服務(wù)依據(jù)。

截止10月6日，共發(fā)布定期氣候影響評價(jià)產(chǎn)品13期。