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    大气科学学院
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    大气科学学院联合北师大和LASG开展2018汛期全国降水趋势预测
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    大气科学学院吴小飞博士与北京师范大学地理科学学部、民政部-教育部减灾与应急管理研究院、中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)的预测专家组成气候预测团队,基于FGOALS-f2次季节-季节预测系统气象大数据,利用人工智能技术开展2018年夏季降水趋势预测。预测结果已提交2018年汛期全国气候趋势预测会商会,该会商由国家气候中心与水利部信息中心联合举办,旨在做好2018年夏季全国防汛抗旱防台风等气象保障工作。

    本预测团队预测意见指出,2018年汛期(6-8月)降水长江以北-黄河以南降水偏少,主雨带位于长江以南地区,华北和东北南部大部分地区降水偏少,华南沿海地区降水较常年偏少(图1)。

    1. 2018年夏季(6-8月)中国降水距平百分率(%)预测结果,其中打点表示时间距平相关系数(TCC)通过0.4的地区

    以上预测意见基于FGOALS-f2次季节-季节预测系统对1986-2017年的历史回报大数据和今年3月20日对未来5个月的动力预测结果,结合经验正交分解和主模态重建理论,采用人工智能技术,在天河二号超算平台上进行夏季汛期降水预测得出。该预测系统自2017年开始研发,吴小飞博士负责了气溶胶和辐射参数化过程优化、大规模I/O效率改进、集合预报方案设计、预测系统自动化控制程序研发等工作。目前,该预测系统每月20日启动,对未来6个月进行预报,预报结果已经用于国家气候中心多模式集合预测系统和国家海洋预报中心。

    预测团队利用该预测方法对历史最近7年(2011-2017)的夏季汛期降水进行了独立预测,预测技巧较高。在时间相关系数上,过去7年里夏季降水距平预测值与观测值的时间相关系数分布如图2-左,全国平均相关系数为0.4,并且在夏季最易发生洪涝灾害的中国中东部,大部分地区的时间相关系数均高于0.4;在空间相关系数上,各年预测值与观测值中国地区的空间相关系数如图2-右,最小值2012年为0.31,最大值2015年为0.68,平均值为0.5。以上结果表明,该预测方法对历史降水具有较高的独立回报技巧。

    2.历史最近7年(2011-2017)夏季平均降水独立预测试验技巧。左图:预测值与观测值的时间相关系数的空间分布;右图:预测值与观测值空间相关系数的时间序列。

    近年来,大气科学学院积极推行科研成果转换,力争在军民融合、服务地方经济等国家战略中发挥更大作用。此次参与全国汛期会商、为汛期防洪抗旱服务,正是该指导思想下的又一次有益尝试。同时,该预测方法将传统气候预测理论与大数据、人工智能、超级计算等新型技术融合,充分体现了“智慧气象”的发展主题。

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