全球和区域集合预报质量的对比分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

集合预报是提高天气预报准确性和预报时效的重要手段之一，它通过多样本预报来描述大气演变的随机性和不确定性，为预报员提供更全面的预报信息。

全球集合预报系统通常具有较大的空间范围和较粗的模式分辨率，而区域集合预报系统则专注于特定区域，采用更高分辨率的模式和更精细化的物理过程参数化方案，以期提高区域天气事件的预报精度。

因此，对比分析全球和区域集合预报的质量差异，对于深入理解不同尺度天气系统的预报特点，以及改进集合预报技术具有重要意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

集合预报作为数值天气预报领域的重要发展方向，近年来受到了国内外学者的广泛关注。

1. 国内研究现状

国内学者在集合预报方面开展了大量研究工作，并取得了一系列重要成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以全球和区域集合预报系统为研究对象，选取特定区域作为研究区域，利用多源观测数据，采用多种统计分析方法，对比分析全球和区域集合预报的预报性能差异。

主要研究内容包括：
1.不同集合预报系统的比较：对比分析不同机构研发的全球和区域集合预报系统的预报性能，例如ecmwf、ncep、中国科学院大气物理研究所等机构的集合预报系统。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用定量分析为主，结合定性分析的方法，具体步骤如下：
1.数据收集与处理:收集全球和区域集合预报产品数据，以及相应的观测数据，例如地面气象观测数据、探空数据、卫星遥感数据等。

对数据进行质量控制、时空匹配、插值等预处理，为后续分析做好准备。

2.评估指标选取:选取合适的统计指标对全球和区域集合预报的预报性能进行评估，例如均方根误差(rmse)、平均绝对误差(mae)、相关系数(cor)等，以及针对概率预报的指标，例如brier评分、roc曲线下面积等。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.针对特定区域，精细化对比分析全球和区域集合预报的质量差异，揭示两者在不同气象要素、不同季节、不同天气事件中的预报差异。

2.结合多源观测数据和统计分析方法，深入分析造成差异的原因，例如初始场误差、模式物理过程参数化方案差异、地形和地表特征影响等。

3.为改进集合预报方法、提高预报精度提供科学依据，为气象灾害预警、气候预测等提供技术支撑。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 陈静,薛峰,李俊,等.集合预报检验方法研究进展[j].气象学报,2018,76(5):755-771.

[2] 李晓莉,陈静,薛峰,等.基于双评分的集合预报检验方法研究进展[j].大气科学,2021,45(4):880-897.

[3] 周永宏,张永,陈静,等.基于grapes_gfs全球集合预报的中国夏季降水预报技巧[j].大气科学,2021,45(5):1098-1114.