短期气候预测业务动力模式的研制

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出版者:气象出版社
作者:
出品人:
页数:500
译者:
出版时间:2000-12
价格:75.00元
装帧:平装
isbn号码:9787502925154
丛书系列:
图书标签:
  • 气象
  • 气候预测
  • 短期预测
  • 动力模式
  • 数值模拟
  • 气象学
  • 模式研制
  • 业务化
  • 数值预报
  • 大气科学
  • 模式评估
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具体描述

《短期气候预测业务动力模式的研制》 本书深入探讨了短期气候预测领域前沿的业务动力模式的研制过程。书中详尽地阐述了从理论基础到实际应用的完整链条,旨在为从事气候预测、大气科学、数值模拟以及相关应用领域的科研人员、工程师和政策制定者提供一套系统性的参考。 核心内容与结构: 全书共分为几个主要章节,层层递进地勾勒出业务动力模式的生命周期: 第一章:短期气候预测概述与业务需求分析 本章首先回顾了短期气候预测在社会经济发展中的重要性,从农业生产、水资源管理、能源供应、交通运输到灾害预警等多个维度,深入分析了各行业对短期气候信息(特别是未来几周至几个月内的气温、降水等关键要素)的迫切需求。 在此基础上,详细梳理了当前业务化短期气候预测面临的挑战,包括预报时效、精度、分辨率以及可解释性等方面。 最后,提出了业务化动力模式研制的核心目标和关键技术指标,为后续章节的研究奠定基础。 第二章:短期气候动力模式的理论基础与核心组件 本章聚焦于构成短期气候动力模式的理论基石。首先,详细介绍了大气环流、海洋环流、海冰、陆地表面等地球系统各圈层之间的耦合关系,以及它们如何共同影响短期气候变化。 重点阐述了数值天气预报(NWP)模式的动力框架,包括三维大气运动方程组、热力学方程、水汽方程等,以及数值离散化方法(如有限差分、谱方法等)的原理和演进。 详细介绍了模式中关键物理过程的参数化方案,如辐射传输、云微物理过程、边界层过程、对流参数化等,并讨论了不同参数化方案的优劣及其对预报结果的影响。 此外,还深入讲解了海洋模式、陆面模式、海冰模式等关键组件的设计理念、数学框架及相互耦合机制。 第三章:模式初始场生成与同化技术 准确的初始场是数值预报准确性的前提。本章深入探讨了业务化短期气候预测模式初始场生成的关键技术。 详细介绍了各种观测资料的类型(如卫星遥感、地面观测站、探空气球、雷达等)及其质量控制方法。 重点讲解了数据同化技术,包括变分同化(3D-Var, 4D-Var)、集合卡尔曼滤波(EnKF)及其变种等。对各种同化方法在短期气候预测中的适用性、计算效率以及对模式性能的提升作用进行了深入分析和比较。 阐述了同化过程中模型误差、观测误差的协方差描述以及如何有效融合多源异质性观测数据。 第四章:模式发展与耦合策略 本章着重于模式的迭代发展和多圈层耦合策略。 详细介绍了如何根据观测验证结果、模式诊断分析对现有模式进行改进,包括优化物理过程参数化方案、提升数值离散精度、改进计算效率等。 重点阐述了大气、海洋、陆面、海冰等圈层之间的耦合方法,讨论了不同耦合模式(如弱耦合、强耦合)的特点,以及如何实现有效的能量、动量和水分交换,以更真实地模拟地球系统的相互作用。 探讨了模式分辨率对短期气候预测能力的影响,以及如何根据业务需求选择合适的模式分辨率和计算资源。 第五章:模式检验与评估方法 准确的模式检验是评估模式性能、指导模式改进的关键。本章详细介绍了短期气候预测模式的系统检验方法。 包括对预报变量(如温度、降水、风等)的统计检验,如准确率、偏差、均方根误差、相关系数等,以及对极端天气事件预报能力的评估。 深入讲解了业务化预报检验中常用的指标,如临界成功指数(CSI)、威胁得分(TS)、概率预报评分(Brier Score)等。 讨论了不同时间尺度(如日均、旬均、月均)和不同空间尺度(如站点、区域、全球)的检验方法。 此外,还介绍了对模式不确定性进行量化的方法,如集合预报系统的评估。 第六章:集合预报系统在短期气候预测中的应用 认识到天气气候系统的内在混沌性,集合预报已成为业务化短期气候预测不可或缺的工具。本章详细介绍了集合预报系统的构建与应用。 阐述了产生集合成员的方法,包括初始扰动、模式扰动、多模式集合等。 重点讲解了如何利用集合预报信息进行概率预报,并提供不确定性量化信息,帮助用户做出更科学的决策。 介绍了集合预报结果的后处理方法,如集合平均、集合成员的统计降尺度等,以及如何从集合预报中提取有价值的气候信息。 第七章:业务化模式的实现与挑战 本章将目光投向了模式从研发到实际业务运行的转化过程。 详细介绍了业务化短期气候预测系统的构建,包括数据处理流程、预报产品生成、产品发布与分发等。 讨论了业务化运行中可能遇到的技术挑战,如计算资源的保障、软件系统的稳定性、实时性要求等。 同时,也探讨了模式研发成果向业务应用转化的机制,以及科研与业务之间的协作模式。 最后,对未来短期气候预测业务化动力模式的发展趋势进行了展望,包括人工智能与机器学习在模式改进中的应用、更高分辨率模式的发展、耦合模式的深化以及面向具体应用的定制化预报产品等。 本书致力于为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角,理解和掌握短期气候预测业务动力模式的核心技术和发展方向。内容详实,逻辑严谨,力求在理论深度和实践应用之间取得平衡。

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读后感

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《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,给我最深的感受是“系统性”和“前瞻性”。我是一名城市规划师,我们部门的工作需要充分考虑气候变化对城市基础设施、公共安全以及居民生活的影响。短期气候预测,尤其是对极端天气事件的预测,对于我们制定应急预案、优化资源配置以及评估基础设施的韧性至关重要。这本书详细阐述了如何从基础的动力学方程出发,构建能够满足业务化需求的短期气候预测模式。我特别期待书中能够深入探讨如何将这种预测模式与城市运行的各类数据(如交通流量、能源消耗、人口密度等)进行有效的融合,从而实现更具针对性和实用性的预测应用。例如,是否能够预测在未来24-48小时内,某区域的强降雨可能导致的内涝风险?或者预测未来几天的高温将对城市能源供应产生怎样的压力?这本书所倡导的“业务动力模式”,不仅仅是提高了预测的精度,更重要的是,它提供了一种将预测结果转化为城市管理和决策的有力工具。它为我们城市规划者提供了一个科学的视角,去理解和应对日益复杂的气候挑战。

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我是一名长期从事气候变化研究的学者,虽然我的主要工作集中在长期趋势和影响分析,但我深知短期气候预测对于理解气候系统短期变率、以及为适应和减缓策略提供及时信息的重要性。《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,以一种非常系统的方式,展现了如何将复杂的动力学理论转化为可操作的业务预测系统。书中对不同动力学框架的比较分析,以及对数值天气预报模式在短期气候预测中的应用,都让我眼前一亮。我注意到作者在讨论模式改进时,并没有局限于单一的模型集成,而是强调了多学科知识的交叉融合,例如将统计学方法、机器学习技术以及遥感数据等融入动力学预测框架。这种整合性的思路,对于提升预测的准确性和可靠性无疑是至关重要的。此外,书中关于模式不确定性量化和误差传播的研究,也给了我很大的启发。在气候变化研究中,我们常常需要评估模型的不确定性,这本书所提供的方法论,对于理解和量化短期预测的不确定性,并将其传递给下游用户,具有重要的参考价值。尽管我可能不会直接使用书中的预测模型,但其方法论和研究思路,无疑为我的长期气候预测研究,特别是在模拟和评估短期气候波动方面,提供了宝贵的借鉴。

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作为一名在能源行业工作的工程师,我们对于短期气候预测的精准度有着近乎苛刻的要求。风电、光伏等新能源的发电量波动极大,精确的天气预报直接关系到电网的调度安全和经济效益。这本书《短期气候预测业务动力模式的研制》的出现,就像是为我们注入了一剂强心针。它所阐述的动力模式,其核心在于如何更准确地捕捉大气动力学过程的精妙变化,从而预测未来几小时到几天的天气状况。我尤其关注书中关于“业务动力模式”的几个关键点:一是模型的鲁棒性,即在各种复杂天气背景下都能保持一定的预测能力;二是预测时效的提升,如何在保证精度的前提下,将预测提前量做得更长;三是预测结果的可视化和用户友好性,方便我们快速理解和决策。书中的图表分析和数据可视化部分,尽管我还没来得及深入研究所有细节,但从整体的呈现方式来看,已经预示着其在实际应用中的巨大潜力。我设想,一旦这些模式得以成熟应用,我们就能更有效地规避恶劣天气带来的生产风险,优化能源配置,甚至为极端天气下的应急响应提供更为科学的依据。这本书不仅仅是一本学术专著,更像是一份面向未来的行动指南,它连接了基础研究与实际应用之间的桥梁,为气候科学的商业化落地提供了坚实的理论支撑和技术路线。

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在我看来,《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,其核心价值在于“可操作性”与“前沿性”的完美结合。我是一名在一家大型科技公司负责数据科学项目的经理,我们经常需要将最新的科研成果转化为可以商业化应用的产品。对于气候预测这个领域,我们一直关注其技术进展,希望能够将其应用于我们的风险管理和决策支持平台。这本书所构建的“业务动力模式”,让我看到了将理论模型落地成为稳定、高效的业务系统的具体路径。它不仅详细阐述了模型的设计理念和算法实现,更重要的是,它关注了模式在实际业务运行中所面临的挑战,例如数据同化、模式耦合、计算效率以及后处理技术等。我尤其欣赏书中对模型评估和性能提升的系统性论述,这对于我们评估一个模型的价值,以及制定后续的优化策略至关重要。它提供了一种科学的方法论,来衡量一个预测模型在多大程度上能够满足实际业务的需求。我相信,这本书的出现,将极大地加速短期气候预测技术的商业化进程,为各行各业提供更具价值的决策支持。

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作为一名致力于推广气候智能型农业的顾问,我深知短期气候预测对于农业生产的决定性影响。从播种、施肥到灌溉、病虫害防治,每一个环节都离不开对未来几天天气情况的准确把握。《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,对我而言,就像是一本描绘农业丰收蓝图的“天气密码”。它所阐述的动力模式,不仅仅是简单的数值模拟,更是对复杂大气物理过程的深刻理解和精细刻画。我特别关注书中关于区域性气候特征的刻画以及模型在不同地理环境下性能的表现。例如,书中是否探讨了如何针对不同地理区域(如高原、沿海地区)的特殊动力学机制,来优化预测模型的参数和结构?是否提供了如何评估和改进模型在特定农作物生长季的预测能力的方法?虽然我还没有深入到每一个公式推导的细节,但从目录和章节的划分来看,这本书显然涵盖了这些关键性的议题。它不仅为农业部门提供了潜在的更精准的预报工具,更重要的是,它为我们理解不同气候因素如何协同作用,影响农业生产,提供了科学的理论基础。这本书的研制成功,必将为提升农业生产的韧性和应对气候变化带来的挑战,注入强大的科技动力。

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对于我这样一名对气象科学充满好奇心的普通读者,《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,提供了一个了解“天气预报是怎么来的”的绝佳窗口。它并没有用过于晦涩的语言,而是用一种逐步深入的方式,引导我理解那些支撑起每一次精确预报的科学原理。从大气环流的动力学方程,到数值模型的构建,再到模式的优化和验证,每一个环节都像是在拼凑一幅宏大的天气图景。我尤其对书中关于“业务动力模式”的阐述感到兴奋,因为它告诉我,这些复杂的科学研究,最终是为了服务于我们的日常生活和经济活动。它让我想象,当科学家们夜以继日地研制这些模式时,他们的目标不仅仅是为了追求科学的真理,更是为了让我们的生活变得更加安全、便捷和高效。这本书让我对天气预报不再是简单的“信与不信”,而是多了一份理解和尊重。它让我看到,每一次看似平常的天气预报背后,都蕴藏着深厚的科学积累和不懈的创新精神。

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这本《短期气候预测业务动力模式的研制》无疑是为那些真正致力于将前沿科学转化为实际应用的研究人员和从业者量身打造的。我是一名资深的气象数据分析师,平日里接触最多的就是各种预测模型,但坦白说,在拿到这本书之前,对于“短期气候预测”这个细分领域,尤其是其“业务动力模式”的研制过程,我始终觉得隔着一层神秘的面纱。书中深入浅出的阐述,从理论的构建到算法的优化,再到最终模式的部署与评估,每一个环节都显得如此扎实而清晰。它并没有止步于展示一个成功的模型,而是极具匠心地剖析了整个研制过程中所面临的挑战,比如如何有效地融合多源观测数据、如何处理非线性动力系统的复杂性、如何在计算资源有限的情况下实现高效预测等等。书中提供的案例研究和实证分析,更是让我看到了理论指导实践的强大力量。我尤其欣赏作者在讨论模型验证时所展现出的严谨态度,他们不仅仅关注指标的优劣,更深入地探讨了不同预测尺度下误差的来源及其可解释性,这对于我们理解模型的局限性、提升预测的可靠性至关重要。这本书的价值,不仅仅在于它所提出的具体解决方案,更在于它所构建的一种系统性的思维方式,一种从科学原理出发,经过反复迭代和优化,最终服务于社会经济发展的严谨过程。它让我对短期气候预测的业务化应用有了全新的认识,也激发了我进一步探索和改进现有工作思路的灵感。

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作为一名在教育领域工作的教师,我始终在寻找能够激发学生科学兴趣的优质资源。《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,无疑是这样一本宝藏。它以一种严谨又不失趣味的方式,展现了气象科学的魅力,以及科研人员如何将复杂的理论转化为解决实际问题的能力。书中关于动力学方程的介绍,虽然可能对初学者有一定挑战,但其清晰的逻辑和层层递进的讲解方式,有助于学生逐步理解科学问题的解决过程。我尤其欣赏书中关于“业务动力模式”的阐述,它让学生明白,科学研究不仅仅是纸上谈兵,更是为了服务于社会,解决现实生活中的问题。这本书可以作为我教学过程中引导学生进入气候科学领域的重要材料,帮助他们理解科学研究的价值和意义。同时,书中展示的研制过程,也为那些对科学研究感兴趣的学生,提供了一个清晰的职业发展方向和学习路径。它是一本能够点燃学生科学梦想的优秀读物。

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《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,为我这样的金融风险分析师提供了一种全新的视角来理解和量化天气风险。在保险、商品交易等领域,短期气候变化带来的剧烈波动,往往是潜在的巨大风险源。本书所阐述的业务动力模式,旨在提高短期预测的精度和可靠性,这直接关系到我们对未来天气风险的评估和对冲策略的制定。我特别关注书中关于模型不确定性分析的章节,以及如何将这些不确定性量化并纳入风险模型。精确地估计短期预测的误差范围,是我们在进行金融决策时必须考虑的关键因素。此外,书中对动力学过程的深入剖析,也帮助我理解不同天气现象(如台风、暴雨、干旱)产生的机制,从而能更准确地判断其可能带来的经济影响。这本书的价值在于,它不仅仅提供了一个预测工具,更重要的是,它提供了一种科学的框架,来理解和管理天气风险。它将抽象的气象科学与具体的金融实践相结合,为我们提供了一个更为稳健和具有前瞻性的风险评估工具。

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读完《短期气候预测业务动力模式的研制》这本书,我脑海中浮现出的第一个感觉是“扎实”。我是一名在媒体行业工作的编辑,负责科学新闻的报道,而很多时候,我们对气候预测的报道都停留在“预测了什么”的层面,对于“如何预测”以及“预测的依据”却鲜有深入的探究。这本书恰恰填补了这一空白。它就像是揭开了短期气候预测背后那台精密仪器的面纱,让我们看到了那些构成预测结果的复杂而精妙的算法、模型和数据处理流程。书中关于不同动力学框架的比较,以及对模式发展历程的回顾,都让我对这个领域有了更全面的认识。尤其让我印象深刻的是,作者在介绍每一个技术细节时,都辅以大量的图表和公式,并且都清晰地解释了其背后的物理意义。这对于我这样非专业出身的读者来说,既是挑战,也是巨大的收获。它让我明白,每一次的天气预报,都凝聚了无数科研人员的心血和智慧。我相信,这本书不仅能帮助科研人员更深入地理解短期气候预测的本质,也能让普通读者,或者像我这样的媒体工作者,更理性、更客观地看待天气预报,理解其局限性,并认识到其在社会运行中的重要作用。

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