基于偏最小二乘法的西北太平洋熱帶氣旋強度預報模式
發(fā)布時間：2021-10-07 08:11
熱帶氣旋（Tropical Cyclone,以下簡稱TC）預報的難點之一是強度預報。目前TC強度預報主要仍以基于多元線性回歸技術的統(tǒng)計方法和統(tǒng)計-動力方法為主，預報的發(fā)展趨勢是改進數(shù)學模型以及增加新的預報因子。鑒于此，本文首先從當前業(yè)務使用的偏最小二乘預報方法（Partial Least Squares,以下簡稱PLS）出發(fā)，通過調(diào)整建模時長、篩選自變量因子以及增加新的自變量因子，給出一個基于PLS法的統(tǒng)計預報方案。此外，本文還分別給出了適用于TC強度準業(yè)務的精度評定方法和評定參數(shù)。主要研究內(nèi)容及結論如下：1、以6月份的預報結果為例，逐月建模的PLS法相比氣候持續(xù)法（Climatologyand Persistence,以下簡稱CLIPER）在3660-h的預報精度有所提高。包含自變量因子“篩選”過程的PLS法（Partial Least Squares-Factor Screening,以下簡稱PLS-fs）與PLS相比，2460-h的預報精度略有提高。并且，9月份CLIPER、PLS、PLS-fs三種方法的預報精度要明顯低于68...
【文章來源】：中國海洋大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
PLS回歸流程示意圖
2-2 6 月份三種 TC 強度預報預報方法 MAE 值大小比較示意re 2-2 Schematic charts for MAE value of three TC intensity forecschemes in June外三個指標，進一步比較 12~72-h 共 6 個預報時次的 MAE2)，可以發(fā)現(xiàn)隨著預報時效延長，CLIPER、PLS、PLS-fs 模型降低(平均絕對誤差 MAE 隨預報時間增加而增大)。CLIPER、72-h 時刻，CLIPER 的 MAE 值小于 PLS 的 MAE 值，而在PER 的 MAE 值大于 PLS 的 MAE 值。以上結果說明，24-h、R 的預報精度比 PLS 略高，而在 36~60-h 時刻，PLS 的預報精LS 整體差別不大，PLS-fs 在 12-h、24-h、36-h、48-h、72-h LS。種方法的預報誤差分布(表 2-9)，發(fā)現(xiàn)無論是哪種預報方法，為負值，這說明以上預報方法得到的 TC 預報結果往往比實際
圖 2-3 三種預報方法 IFID 值大小比較示意圖re 2-3 Schematic charts for IFID value of three forecasting sc結與討論介紹了當前 TC 強度預報業(yè)務使用的 PLS 預報方法，以及況，分析了導致 PLS 法使用效果并不理想的幾個可能原合適和模型預報因子沒有經(jīng)過篩選是導致該問題的主要原，改變業(yè)務 PLS 法的選擇樣本流程，重新定義 PLS 建模歸挑選因子的過程和 PLS 回歸相結合，構造新的建模流fs。程中，為了更好地比較幾種 TC 強度預報方法的預報效果報精度評估中常見的平均絕對誤差 MAE、平均誤差 AE 和本章提出了一種新的 TC 強度預報檢驗參數(shù)——IFID。IF
【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱帶氣旋環(huán)境場相似檢索方法的對比分析[J]. 魯小琴,余暉,趙兵科. 氣象. 2013(12)
[2]2010年西北太平洋臺風預報精度評定及分析[J]. 湯杰,陳國民,余暉. 氣象. 2011(10)
[3]基于偏最小二乘回歸理論的西北太平洋熱帶氣旋強度統(tǒng)計預報方法[J]. 宋金杰,王元,陳佩燕,陳聯(lián)壽. 氣象學報. 2011(05)
[4]A Western North Pacific Tropical Cyclone Intensity Prediction Scheme[J]. 陳佩燕,余暉,陳仲良. Acta Meteorologica Sinica. 2011(05)
[5]全球變暖背景下我國熱帶氣旋災害趨勢分析[J]. 張嬌艷,吳立廣,張強. 熱帶氣象學報. 2011(04)
[6]2009年西北太平洋熱帶氣旋定位和業(yè)務預報精度評定[J]. 占瑞芬,湯杰,余暉. 氣象. 2010(10)
[7]2008年西北太平洋熱帶氣旋定位和預報精度評定[J]. 譚燕,余暉,占瑞芬. 大氣科學研究與應用. 2009(02)
[8]西北太平洋變性熱帶氣旋的若干特征[J]. 宋金杰,王元. 南京大學學報(自然科學版). 2010(03)
[9]環(huán)境場對近海熱帶氣旋突然增強與突然減弱影響的對比分析[J]. 黃榮成,雷小途. 熱帶氣象學報. 2010(02)
[10]模糊神經(jīng)網(wǎng)絡方法在熱帶氣旋強度預報中的應用研究[J]. 黃小燕,史旭明,劉蘇東,金龍. 高原氣象. 2009(06)
本文編號：3421676
【文章來源】：中國海洋大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
PLS回歸流程示意圖
2-2 6 月份三種 TC 強度預報預報方法 MAE 值大小比較示意re 2-2 Schematic charts for MAE value of three TC intensity forecschemes in June外三個指標，進一步比較 12~72-h 共 6 個預報時次的 MAE2)，可以發(fā)現(xiàn)隨著預報時效延長，CLIPER、PLS、PLS-fs 模型降低(平均絕對誤差 MAE 隨預報時間增加而增大)。CLIPER、72-h 時刻，CLIPER 的 MAE 值小于 PLS 的 MAE 值，而在PER 的 MAE 值大于 PLS 的 MAE 值。以上結果說明，24-h、R 的預報精度比 PLS 略高，而在 36~60-h 時刻，PLS 的預報精LS 整體差別不大，PLS-fs 在 12-h、24-h、36-h、48-h、72-h LS。種方法的預報誤差分布(表 2-9)，發(fā)現(xiàn)無論是哪種預報方法，為負值，這說明以上預報方法得到的 TC 預報結果往往比實際
圖 2-3 三種預報方法 IFID 值大小比較示意圖re 2-3 Schematic charts for IFID value of three forecasting sc結與討論介紹了當前 TC 強度預報業(yè)務使用的 PLS 預報方法，以及況，分析了導致 PLS 法使用效果并不理想的幾個可能原合適和模型預報因子沒有經(jīng)過篩選是導致該問題的主要原，改變業(yè)務 PLS 法的選擇樣本流程，重新定義 PLS 建模歸挑選因子的過程和 PLS 回歸相結合，構造新的建模流fs。程中，為了更好地比較幾種 TC 強度預報方法的預報效果報精度評估中常見的平均絕對誤差 MAE、平均誤差 AE 和本章提出了一種新的 TC 強度預報檢驗參數(shù)——IFID。IF
【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱帶氣旋環(huán)境場相似檢索方法的對比分析[J]. 魯小琴,余暉,趙兵科. 氣象. 2013(12)
[2]2010年西北太平洋臺風預報精度評定及分析[J]. 湯杰,陳國民,余暉. 氣象. 2011(10)
[3]基于偏最小二乘回歸理論的西北太平洋熱帶氣旋強度統(tǒng)計預報方法[J]. 宋金杰,王元,陳佩燕,陳聯(lián)壽. 氣象學報. 2011(05)
[4]A Western North Pacific Tropical Cyclone Intensity Prediction Scheme[J]. 陳佩燕,余暉,陳仲良. Acta Meteorologica Sinica. 2011(05)
[5]全球變暖背景下我國熱帶氣旋災害趨勢分析[J]. 張嬌艷,吳立廣,張強. 熱帶氣象學報. 2011(04)
[6]2009年西北太平洋熱帶氣旋定位和業(yè)務預報精度評定[J]. 占瑞芬,湯杰,余暉. 氣象. 2010(10)
[7]2008年西北太平洋熱帶氣旋定位和預報精度評定[J]. 譚燕,余暉,占瑞芬. 大氣科學研究與應用. 2009(02)
[8]西北太平洋變性熱帶氣旋的若干特征[J]. 宋金杰,王元. 南京大學學報(自然科學版). 2010(03)
[9]環(huán)境場對近海熱帶氣旋突然增強與突然減弱影響的對比分析[J]. 黃榮成,雷小途. 熱帶氣象學報. 2010(02)
[10]模糊神經(jīng)網(wǎng)絡方法在熱帶氣旋強度預報中的應用研究[J]. 黃小燕,史旭明,劉蘇東,金龍. 高原氣象. 2009(06)
本文編號：3421676
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