基于多模式预报优选融合技术的短时定量降水预报

为提升短时定量降水预报准确率,使其更好地支撑城市暴雨洪涝及中小河流洪水预报,基于多源数值天气模式预报值,构建了基于预报成员优选融合的短时(0~12h)逐小时定量降水预报模型,模型由单模式百分位映射订正技术模块、模式订正预报成员实时优选技术模块、预报成员实时融合技术模块和融合预报的百分位映射订正技术模块4个技术模块组成。以河南省为例对模型进行检验,结果表明:模型预报降水分布和强度随着预报时效临近更接近实况降水;模型提前6h预报出郑州“7·20”暴雨最强时段降水的落区和强度;在2021年1—9月降水预报对比检验中,模型预报准确率高于任意单模式订正预报和原始模式预报,且准确率随着预报时效的临近逐步提高。     

基于改进U-Net模型的次季节降水预报订正

针对现有次季节降水预报误差较大的问题,提出基于改进的U-Net模型的次季节降水预报订正方法.首先,通过指数变换,将非正态分布的降水预报数据变换到正态分布;其次,结合残差连接和通道注意力改进U-Net模型,用于订正模式预报结果,生成订正后的降水概率预报;最后,通过损失函数加权提高强降水预报性能.实验结果表明,订正结果相较于原始预报误差明显降低,CRPS降低了14%,概率预报的采样均值在10 mm日降水量阈值的TS评分提升48%.     

基于三参Weibull分布的泥石流降雨动态预警模型

降雨是触发泥石流灾害的重要因素。现有的泥石流预警模型多为半定量的预警,通过划分不同的预警级别来预报灾情,没有做到任意时刻泥石流爆发的定量计算。通过分析文家沟5次大型泥石流灾害的降雨数据,引入泥石流爆发降雨驱动指标RTI并运用三参Weibull分布确定了绵竹市清平镇文家沟泥石流的降雨阈值,提出了计算任意雨量下的泥石流的瞬时发生概率。最后通过Weibull分布结果和泥石流堆积方量的计算值拟合出文家沟泥石流爆发概率和堆积方量的关系。该模型不仅实现了文家沟泥石流灾害的动态定量预警,同时也给出了任意概率下泥石流堆积方量的域值区间。最后以2012.8.13文家沟泥石流事件为例验证了该模型,说明三参Weibull分布可以用于泥石流分析并建立预警模型,可将此法推广到其他地质灾害的分析及预警中。