黑龙江省客观精细化预报MOS方法应用 黑龙江省天气预报直播

　　【摘要】主要介绍黑龙江省精细化预报MOS方法应用，介绍MOS方法特点，进行检验，找出可以进一步提高预报准确率原因。对客观预报检验结果可以看出短期时段温度预报在绝大多数情况下是可用的，有参考意义，但还有待进一步改进。
　　【关键词】MOS方法;多元线性回归;预报因子
　　1.MOS方法介绍
　　MOS方法又叫做“模式输出统计量”，是一种数值模式输出释用技术。这种方法能够有效减少预报不确定性,提高预报准确率。主要方法是：利用数值预报的输出结果作为预报因子，并与预报对象的实况气象要素之间建立统计关系，大多利用多元线性回归建立预报方程。预报对象与预报因子之间的关系可以表示成如下关系：
　　是随机误差。若将式(1)用矩阵表示，则有Y=x?茁+?着。用最小二乘原理估计?茁，得出回归系数。这样有了回归系数以后，我们可以利用数值预报结果代入已建立预报方程求出预报对象也就是客观预报要素的值。
　　2.资料选取及技术方法
　　2.1常规观测站预报方程建立
　　建立MOS方程之前，我们要确定预报对象及对历史资料进行选取和划分。我们对一年进行每月划分，建立每个月日变要素最高、最低气温方程。统计样本为2003年～2007年T213历史资料和实况资料。在预报因子选取上，主要包含各层温度、相对湿度、风等常规观测资料，也选取了一些物理意义清楚的诊断量，比如垂直速度、露点差、位温、假相当位温、湿位涡、螺旋度、K指数、涡度、散度等物理量。这样黑龙江省80个县级站点每个站点每月都有两种产品的预报方程。根据刘还珠等撰写的国家气象中心气象要素的客观预报-MOS系统一文中提及预报因子数量一般控制在6～20个，这样有利于提高预报准确率。我们选预报因子时数量也控制在这个范围内。例如哈尔滨站11月份最高气温24小时预报方程有6个预报因子；哈尔滨站11月份最低气温24小时预报方程中，有6个预报因子。
　　以哈尔滨站为例在24小时的最高、最低气温预报方程中都选取6个预报因子，因子类别上主要还是以大气低层气象要素为主，在6个要素中有2-3个常规观测要素，其余的都为诊断性质的物理量。而且在诊断物理量中个别相关系数量级较大有E+2和E+3量级，但大量级预报因子数量不多，对预报不会产生影响。如果预报因子相关系数大量级较多则可能使预报结果异常。
　　2.2 乡镇站点预报处理方法
　　由于黑龙江省现有乡镇自动站没有完整历史资料，及自动站质量控制不完善，针对现状，我们采取插值方法将常规观测站结果利用反距离权重插值到各乡镇站点。反距离权重算法为：
　　为控制点i与点O间的距离；n为在估算中用到的控制点数目，r为指定的幂数。这里我们取O点周围4个距离最近的点作为控制点，幂数r取2，这样式(2)变为：
　　
　　这里d(i=1,2,3,4)为要计算的乡村站点O与周围最近的4个已知市县站点的距离，z(i=1,2,3,4)为周围最近4个已知市县站点的温度值，Z为通过插值算法得到的乡村站点温度值。
　　通过插值后可以得出850多个乡镇站点每天0-96小时最高、最低气温预报。
　　3.预报产品检验
　　主要检验黑龙江省常规观测站点11月份0-96小时最高、最低气温≤2℃准确率。MOS方法预报北部地市最低气温准确率偏低，主要集中在40-60%之间。其他地市平均准确率在60%以上。0-24小时和24-48小时预报准确率比其他两个时次要高。个别站点前两个时次准确率可以达到80%以上。通过与主观预报准确率对比可以发现，MOS方法在最低气温预报上可信度比较高。平均准确率基本与主观预报平均值持平，个别时次预报准确率高于主观预报。总体看MOS预报最低气温对主观预报有较好指导意义，总体预报准确率好于地市主观预报。在最高气温预报上MOS预报低于主观预报，尤其在后两个时次的预报上平均准确率低于50%，预报效果不理想。前两个时次预报准确率也低于客观预报，准确率维持在60%-70%之间。
　　4.小结
　　总体上讲MOS方法是一种较为成熟的技术。预报方程的建立直接影响到预报结果的准确程度，在挑选预报因子过程中还要仔细对每个站点的因子进行筛选，找出适合本地区的预报因子作为预报方程系数。在对强降温个例分析时，发现降温幅度越大且时间越短，MOS方法有明显的滞后性，准确率迅速下降。主要原因在于MOS方法是统计方法，它对剧烈变化的天气没有预报能力。从预报检验综合分析得出，黑龙江省北部地区处在山区地形复杂，预报因子选取上没有真实反映当地天气变化特点，从而导致预报准确率偏低，要提高该地区准确率，光靠单一统计方法是远远不够的，应该采用集合预报的方法对温度进行订正，可以取得较好预报效果。现有数值预报精度也限制了MOS方法，随着高分辨率数值预报的出现，MOS方法的准确率可以进一步得到提升。选取更多的样本资料，做更细致的天气划分，也可以提高MOS方法的准确率。
　　
　　【参考文献】
　　［１］刘还珠等.国家气象中心气象要素的客观预报.应用气象学报，2004,4,15(2).
　　1.常见电磁辐射污染
　　1.1电磁辐射污染的种类
　　电磁辐射环境污染源根据电磁波的频率范围，划分为工频（50/60Hz）、射频（又称高频103-106Hz）与微波（>106Hz）三个波段。电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量流，具有“波粒”二象性，环境科学把高于12电子伏特的电磁波辐射称为电离辐射（放射性），如：x射线和丫射线等；而低于12电子伏特的电磁波辐射称为电磁辐射。从环境管理和研究角度看，城市环境中的电磁辐射环境污染源主要分为：
　　1.1.1广播电视发射设备
　　辐射特征为大功率定时全向发射。广播包括：短波广播、调频广播。电视广播包括：米波电视、分米波电视。我国电视和调频广播的频率范围是：48.5MHz-960MHz，属于超短波与分米波频段。
　　1.1.2通信、雷达及导航发射设备
　　通信包括短波、微波发射台（含通信和探测）、地面卫星发射站、移动通信基站、寻呼通信基站。在城市无线电通信网中，由于移动通信基站增加速度快、分布密集，随处可见，它已成为城市电磁环境的主要污染源之一。
　　1.1.3工业、医用高频设备
　　这类设备把电能转换为热能加以利用，但总有伴生电磁辐射产生并泄漏出去，引起工作场所及环境污染。医疗用电磁辐射设备：主要为高频理疗机、紫外线理疗机、高频透热机、高频烧灼器、微波针灸设备等。
　　1.1.4交通系统电磁辐射干扰
　　交通系统电磁辐射设备有轻轨和电力牵引车辆，包含有轨电车和无轨电车。
　　1.1.5电力系统电磁辐射
　　高压电力系统包括高压架空输电线、高压地下电缆和变电站。
　　1.2电磁辐射污染危害
　　电磁辐射的危害有两个方面：一是对人体和生物的危害；二是对电器设备的影响。
　　1.2.1对人体和生物的危害
　　电磁辐射对人体和生物的危害，多年来国内外一些研究机构作为课题进行了大量研究和实验，得出了具体结论，主要是热效应、非热效应和累积效应。
　　1.2.2对电器设备的影响
　　电磁辐射对电器设备来说是一种干扰，如果电磁辐射的频率与被干扰设备的频率相差不大时，干扰的程度就逾严重。总的来说电磁辐射可以使测量仪器性能变低；可以使电子开关或继电器工作失常；可以使无线电接收设备出现噪声，如电视机图像声音变差，收音机信号不好等；可以干扰党政军机关的无线电设备；可使病人心脏起博器停止工作，等等。
　　2.高压电电磁辐射特性及其危害
　　2.1高压电电磁辐射的三种特性
　　2.1.1磁场特性
　　磁场强度的大小与电流大小有关，与电压无关；50Hz或60Hz的磁场能很容易穿透大多数物体（建筑物或人），且不受这些物体的干扰。从理论上讲，由于三相交流输电线中各相电流的有效值相等，相位互差120，所以在距输电线较远外产生的磁场相互抵消，近似为零。所以我们平时一般重点研究电场。
　　2.1.2电场特性
　　载流输电线在周围空间产生电场，有如下特性：电场强度与输电线相对于大地的电压成正比；场中的导电物体（建筑物、树林等）会使电场严重畸变，从而产生一定的屏蔽。
　　2.1.3电晕特性
　　当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时，就产生电晕放电。这时，导线表面的电场强度一般达到 30kV/ln以上，只有高压输电线路导线表面才有如此巨大的电场强度，因此，电晕放电多发生在高压输电线路上。
　　2.2离压电电磁辐射对人体的危害
　　电磁辐射是指以电磁波形式通过空间传播的能量流，且限于非电离辐射。电力系统的高压输变电中产生电磁辐射，电磁辐射主要是指高压输电线路和变电站的高压电力设备所产生的辐射。
　　2.3高压电电磁辐射对通信线路产生千扰
　　电磁辐射对电子设备的干扰：大量的研究表明，电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看，自动控制信号失误，电子仪器仪表失灵，飞机指示信号失误或空中指挥信号受到干扰，干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等，从而带来大量的经济损失。
　　2.4高压线路电晕可听噪声
　　通常情况下，高压架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源分别是：在导线及其金属表面处空气中的电晕放电，绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花，连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。
　　3.高压电电磁辐射污染的防护措施
　　综合前面高压电输变电电磁辐射的原理及特性和高压电输变电电磁辐射的危害，可以从四个方面来采取防治措施：加强对电磁辐射环境管理；对人体健康危害的的减缓措施：对通信线路干扰的消除措施；对电晕放电引起的干扰消除措施。
　　3.1加强对电磁辐射环境管理
　　我国的电磁辐射环境管理起步较晚。但从1988年以来，先后己发布了《电磁辐射防护规定》、《环境电磁波卫生标准》等25项中华人民共和国国家标准，发布了《辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准》等3项中华人民共和国环境保护行业标准，发布了《微波辐射生活区安全限值》等2项中华人民共和国国家军用标准。
　　3.2对人体健康危害的减缓措施
　　避免电磁辐射对人体的影响，线路尽可能远离或避开居民区、环境敏感区。在线路设计中严格按规程执行，适当选用塔型、塔高，以尽量减少路径走廊宽度及降低线路走廊下的电磁场强度。提高导线对地的高度，双回路导线逆相布置，高低压导线分层架设等措施，会获得降低地面强度的效果。在运行中对工作人员采取局部屏蔽与限制工作时间等防护措施，以减少电磁辐射对人体的影响。作业人员所处环境的电磁场强度超过国标限值或者作业人员所处环境的电磁场强度未超过国标限值，但与此限值比较接近，而作业人员又需要长时间在此环境工作时，都应考虑采用辐射防护用品。选用个体防护产品时，应首先确定电磁辐射的衰减度，然后，参照各种产品说明中对电磁波的衰减参数，确定使用何种形式的防护用品。降低电磁辐射方面的个体防护用品主要包括防护服装、防护眼镜及辐射防护屏。
　　3.3对通信线路干扰的消除措施
　　对通信线路的影响有静电感应和电磁感应两方面。输电线路正常运行时，在邻近的与其平行的通信线路产生感应电荷。感应电荷与输电电压成正比，还与通信线路与输电线路的距离及相互位置有关。当通信线上的感应电压超过弱电设备绝缘的击穿电压时，就可能损害设备和人身安全。为了避免通信信号线遭受电磁危险及干扰影响，一般采取：将有影响的通信信号线或输电线改为电缆，输电线进行良好的换位，装设放电管、屏蔽线或中和变压器。 （下转第5页）
　　（上接第68页）3.4对电.放电引起的干扰消除措施
　　电压越高，电晕放电就越强；导线直径越大，电晕放电就越弱；导线表面光洁度越高，放电也就越弱。输电线对无线电与电视的干扰主要是指电晕放电引起的干扰。一般在大于500m处，干扰电场可以忽略不计。无线电杂音的强度受天气影响较大，一般只在恶劣的天气条件下电网才会对距它很近且信号很弱的无线电与电视产生干扰。为了避免架空电力线对通讯线的干扰，设计时应从导线选择和连接等方面考虑，无论是单导线还是分裂导线，均应使导线半径或等值半径等于或大于引起电晕的半径。
　　
　　【参考文献】
　　［１］李建英.电磁辐射对人体健康的危害[J].安全与健康,2005,(23).
　　［２］季成富.高压输变电工程电磁辐射管理控制对策[J].污染防治技术,2011,(04).

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