基于偏最小二乘法的西北太平洋热带气旋强度预报模式
发布时间：2021-10-07 08:11
热带气旋（Tropical Cyclone,以下简称TC）预报的难点之一是强度预报。目前TC强度预报主要仍以基于多元线性回归技术的统计方法和统计-动力方法为主，预报的发展趋势是改进数学模型以及增加新的预报因子。鉴于此，本文首先从当前业务使用的偏最小二乘预报方法（Partial Least Squares,以下简称PLS）出发，通过调整建模时长、筛选自变量因子以及增加新的自变量因子，给出一个基于PLS法的统计预报方案。此外，本文还分别给出了适用于TC强度准业务的精度评定方法和评定参数。主要研究内容及结论如下：1、以6月份的预报结果为例，逐月建模的PLS法相比气候持续法（Climatologyand Persistence,以下简称CLIPER）在3660-h的预报精度有所提高。包含自变量因子“筛选”过程的PLS法（Partial Least Squares-Factor Screening,以下简称PLS-fs）与PLS相比，2460-h的预报精度略有提高。并且，9月份CLIPER、PLS、PLS-fs三种方法的预报精度要明显低于68...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PLS回归流程示意图
2-2 6 月份三种 TC 强度预报预报方法 MAE 值大小比较示意re 2-2 Schematic charts for MAE value of three TC intensity forecschemes in June外三个指标，进一步比较 12~72-h 共 6 个预报时次的 MAE2)，可以发现随着预报时效延长，CLIPER、PLS、PLS-fs 模型降低(平均绝对误差 MAE 随预报时间增加而增大)。CLIPER、72-h 时刻，CLIPER 的 MAE 值小于 PLS 的 MAE 值，而在PER 的 MAE 值大于 PLS 的 MAE 值。以上结果说明，24-h、R 的预报精度比 PLS 略高，而在 36~60-h 时刻，PLS 的预报精LS 整体差别不大，PLS-fs 在 12-h、24-h、36-h、48-h、72-h LS。种方法的预报误差分布(表 2-9)，发现无论是哪种预报方法，为负值，这说明以上预报方法得到的 TC 预报结果往往比实际
图 2-3 三种预报方法 IFID 值大小比较示意图re 2-3 Schematic charts for IFID value of three forecasting sc结与讨论介绍了当前 TC 强度预报业务使用的 PLS 预报方法，以及况，分析了导致 PLS 法使用效果并不理想的几个可能原合适和模型预报因子没有经过筛选是导致该问题的主要原，改变业务 PLS 法的选择样本流程，重新定义 PLS 建模归挑选因子的过程和 PLS 回归相结合，构造新的建模流fs。程中，为了更好地比较几种 TC 强度预报方法的预报效果报精度评估中常见的平均绝对误差 MAE、平均误差 AE 和本章提出了一种新的 TC 强度预报检验参数——IFID。IF
【参考文献】：
期刊论文
[1]热带气旋环境场相似检索方法的对比分析[J]. 鲁小琴,余晖,赵兵科. 气象. 2013(12)
[2]2010年西北太平洋台风预报精度评定及分析[J]. 汤杰,陈国民,余晖. 气象. 2011(10)
[3]基于偏最小二乘回归理论的西北太平洋热带气旋强度统计预报方法[J]. 宋金杰,王元,陈佩燕,陈联寿. 气象学报. 2011(05)
[4]A Western North Pacific Tropical Cyclone Intensity Prediction Scheme[J]. 陈佩燕,余晖,陈仲良. Acta Meteorologica Sinica. 2011(05)
[5]全球变暖背景下我国热带气旋灾害趋势分析[J]. 张娇艳,吴立广,张强. 热带气象学报. 2011(04)
[6]2009年西北太平洋热带气旋定位和业务预报精度评定[J]. 占瑞芬,汤杰,余晖. 气象. 2010(10)
[7]2008年西北太平洋热带气旋定位和预报精度评定[J]. 谭燕,余晖,占瑞芬. 大气科学研究与应用. 2009(02)
[8]西北太平洋变性热带气旋的若干特征[J]. 宋金杰,王元. 南京大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]环境场对近海热带气旋突然增强与突然减弱影响的对比分析[J]. 黄荣成,雷小途. 热带气象学报. 2010(02)
[10]模糊神经网络方法在热带气旋强度预报中的应用研究[J]. 黄小燕,史旭明,刘苏东,金龙. 高原气象. 2009(06)
本文编号：3421676
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PLS回归流程示意图
2-2 6 月份三种 TC 强度预报预报方法 MAE 值大小比较示意re 2-2 Schematic charts for MAE value of three TC intensity forecschemes in June外三个指标，进一步比较 12~72-h 共 6 个预报时次的 MAE2)，可以发现随着预报时效延长，CLIPER、PLS、PLS-fs 模型降低(平均绝对误差 MAE 随预报时间增加而增大)。CLIPER、72-h 时刻，CLIPER 的 MAE 值小于 PLS 的 MAE 值，而在PER 的 MAE 值大于 PLS 的 MAE 值。以上结果说明，24-h、R 的预报精度比 PLS 略高，而在 36~60-h 时刻，PLS 的预报精LS 整体差别不大，PLS-fs 在 12-h、24-h、36-h、48-h、72-h LS。种方法的预报误差分布(表 2-9)，发现无论是哪种预报方法，为负值，这说明以上预报方法得到的 TC 预报结果往往比实际
图 2-3 三种预报方法 IFID 值大小比较示意图re 2-3 Schematic charts for IFID value of three forecasting sc结与讨论介绍了当前 TC 强度预报业务使用的 PLS 预报方法，以及况，分析了导致 PLS 法使用效果并不理想的几个可能原合适和模型预报因子没有经过筛选是导致该问题的主要原，改变业务 PLS 法的选择样本流程，重新定义 PLS 建模归挑选因子的过程和 PLS 回归相结合，构造新的建模流fs。程中，为了更好地比较几种 TC 强度预报方法的预报效果报精度评估中常见的平均绝对误差 MAE、平均误差 AE 和本章提出了一种新的 TC 强度预报检验参数——IFID。IF
【参考文献】：
期刊论文
[1]热带气旋环境场相似检索方法的对比分析[J]. 鲁小琴,余晖,赵兵科. 气象. 2013(12)
[2]2010年西北太平洋台风预报精度评定及分析[J]. 汤杰,陈国民,余晖. 气象. 2011(10)
[3]基于偏最小二乘回归理论的西北太平洋热带气旋强度统计预报方法[J]. 宋金杰,王元,陈佩燕,陈联寿. 气象学报. 2011(05)
[4]A Western North Pacific Tropical Cyclone Intensity Prediction Scheme[J]. 陈佩燕,余晖,陈仲良. Acta Meteorologica Sinica. 2011(05)
[5]全球变暖背景下我国热带气旋灾害趋势分析[J]. 张娇艳,吴立广,张强. 热带气象学报. 2011(04)
[6]2009年西北太平洋热带气旋定位和业务预报精度评定[J]. 占瑞芬,汤杰,余晖. 气象. 2010(10)
[7]2008年西北太平洋热带气旋定位和预报精度评定[J]. 谭燕,余晖,占瑞芬. 大气科学研究与应用. 2009(02)
[8]西北太平洋变性热带气旋的若干特征[J]. 宋金杰,王元. 南京大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]环境场对近海热带气旋突然增强与突然减弱影响的对比分析[J]. 黄荣成,雷小途. 热带气象学报. 2010(02)
[10]模糊神经网络方法在热带气旋强度预报中的应用研究[J]. 黄小燕,史旭明,刘苏东,金龙. 高原气象. 2009(06)
本文编号：3421676
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