几种多模式集合方法在季节降水预测中的适用性研究

多模式集合预报是大气科学领域的研究热点，对多个模式的预报进行集合可以提高天气气候的预报技巧得到广泛的认同，但是对于季节气候预测，不同多模式集合方法的预报技巧仍存在争议，这使得不同多模式集合预报方法在季节气候预测中的应用仍存在较大的不确定性。本研究利用DEMETER多模式回报资料研究集合平均、多元线性回归、奇异值分解等几种多模式集合方法在不同模拟性能区域对夏季降水的预报技巧，结合不同集合方法的特点探讨其在季节气候预测中出现争议的原因，从模式模拟性能角度研究不同集合方法的适用性；以夏季降水的模拟误差为研究对象，揭示多模式集合预报对单模式中相似模拟误差的订正能力，从模式误差角度探讨不同集合方法的适用性；在此基础上，研究适合中国区域夏季降水预报的多模式集合方法。这些研究将有助于理解多模式集合预报在季节气候预测中所取的作用，合理的利用多个单模式的模拟信息结合统计方法为我国季节气候预测提供有益的帮助。

多模式集合预报是大气科学领域的研究热点，但不同多模式集合方法的季节预测技巧仍存在争议。本项目围绕几种多模式集合方法在季节降水预测中的适用性开展研究，利用多个季节气候模式的输出结果探讨了几种多模式集合方法在不同区域的适用性问题，不同集合方法对多个单模式中相似误差订正的适用性问题以及多模式集合预报在中国区域夏季降水预报中的应用问题。.基于DEMETER计划多个气候模式对夏季降水的预报性能研究了三种不同模拟性能条件下，集合平均（EM）、多元线性回归（MLR）等集合方法对夏季降水的预报水平。根据不同集合方法的特点结合单模式的模拟性能，分析不同集合方法的预报技巧在季节气候预测中出现差异的原因，探讨几种集合方法在模式具有不同模拟性能区域的适用性。研究表明，Nino3.4区单模式对季节降水的预报水平较高，但是多模式之间的复共线性对MLR集合的预报技巧有明显影响，通过减少线性关系较强的模式个数有助于减弱这种复共线性关系。低纬地区，维持较少的模式个数同时增大时间长度有助于提高MLR集合相对于EM集合的评分技巧。高纬地区，由于单模式对季节降水的预测能力很差，通过多元线性回归显著性检验的格点很少，MLR集合并不适用。.将校准后的降水模拟误差作为研究对象，利用南方涛动指数（SOI）作为诊断因子，对多个单模式中的降水误差进行诊断，研究不同模式中降水模拟误差与诊断因子的关系。对多个单模式中夏季降水具有相似误差行为的区域进行多模式集合，研究多模式集合预报对单模式中相似误差的订正能力。研究表明，多模式集合预报不能很好地消除单模式之间的相似误差，通过对单模式的相似误差进行订正可以提高单模式以及多模式集合的预报技巧，而且降水预报在海洋上的改善优于陆地。.利用不同集合方法对中国区域夏季降水进行多模式集合预报，研究表明，多模式集合预报提高中国区域夏季降水预报水平的能力比较有限。利用多个气候模式的大尺度信息结合统计方法开展解释应用研究，表明结合模式的大尺度信息进行降尺度可以提高中国区域季节降水的预报技巧。基于国内外多个季节模式初步建立了国家气候中心多模式解释应用集成预测系统。.通过本项目的研究，解释了不同的多模式集合方法在季节预测中存在争议的可能原因，明确了不同多模式集合方法在季节降水预测中的适用性，加深了对多模式集合预报的认识，阐明了目前多模式集合预报在中国区域夏季降水预测中的实际能力。