機器能預測多久之后的天氣？（39頁）.pdf

1、機器學習和可預報性袁行遠彩云天氣CEO機器能預報多久后的天氣？Part 1:Problem DescriptionPart 2:Precipitation PredictabilityPart 3:ApplicationsPart 1:Methodologyhttp:/ the previous m frames of a video,predict the next n frames It-m+1,It-1,It It+1,It+2,.,It+nf(,)=Problem descriptionpredictability measure:decorrelation time Eulerian

2、 persistenceLagrangian persistencePrevious workBellon and Zawadzki(1994):通過空間平均減少小尺度信息有利于提高大圖預報準確度Seed and Keenan(2001):使用Fourier-notch-filter進行空間尺度分解，然后各個尺度平流各自的decorrelation timeZawadzki(1994)將可預報性與大尺度氣象參數（比如CAPE，風暴相關的螺旋度）聯系起來Pierce(2000)認為風暴相關的螺旋度是指示提前預報時效的有效參數Carbone（2002）觀察到空間尺度1000km，時間持續度1天的持

3、續性降水常有發生。單站雷達的時空觀測限制大，而大陸雷達拼圖可以有效延長預報時效。Data分辨率：時間15min，空間2km，反射率5dBZ,空間尺度：2720km*2720kmFour events：對流性降水多Variational echo tracking（確定流場）cost functionThe sum of squares of residuals of the conservation equation其中前面乘的系數為描述數據質量的權重矢量Smoothness-penalty function其中前面乘的系數為常量權重Advection of radar reflectivit

4、y（平流方案）semi-LagrangianFor each time step,the advection is divided up to N steps of length Part 2:Predictability of PrecipitationPreliminary resultsPreliminary resultsPreliminary resultsScale-Dependence of predictability of precipitationDifferent threshold of rain(intensity-size relationship)Scale-De

5、pendence of predictability of precipitationDecompose radar images according to scales using discrete-cosine-transformsand low-pass filter in the spectral domainPart 3:Applications基于天氣雷達,結合模式預報和預報員的經驗可預測未來2、4、6、8小時的對流天氣無法提供0-2小時臨近預報置信度 25%數據來源：終端管制中心和航路天氣雷達探測站通過提前自動預報出 雷暴的移動、發展和消亡來為航路和終端交通流量管理服務Corri

6、dor Integrated Weather System（CIWS）香港天文臺小渦旋預報系統香港天文臺航空氣象服務香港天文臺小渦旋預報系統（漏報率和準確率）基于天氣雷達，以深圳機場為中心，覆蓋半徑 200km，預測時間30 分鐘。用于用于空管站內網工作環境 機場跑道、航路點、航線等要素繪制清晰，簡單易懂深圳空管重要天氣預警和預報系統POD=命中/(命中+漏報)-實線FAR=空報/(命中+空報)-劃線CSI=命中/(命中+漏報+空報)-點線深圳空管重要天氣預警和預報系統彩云天氣：冰雹主動預警防御系統 基于精準位置的分鐘級天氣預報數據 對機場管制區指定位置進行針對性預報 3小時內分鐘級天氣預報精確度可達60%以上彩云天氣：機場管制區航空氣象臨近預報技術彩云天氣：機場管制區航空氣象臨近預報技術彩云天氣：航路氣象動態臨近預報技術彩云天氣：航路氣象動態臨近預報技術彩云天氣：航路氣象動態臨近預報技術 依據航路及飛行狀態，動態預報未來3小時飛機所在位置的氣象情況 準確率可達60%以上彩云天氣：航路氣象動態臨近預報技術未來8小時逐小時預報，準確率達到80%未來15天逐天降雨預報，準確率達到90%未來15天逐天藍天預報，準確率達到80%大家共同努力吧！圖靈機框架下天氣預報的圣杯