第一篇：ENSO集合預報研究

ENSO集合預報研究

作者簡介：鄭飛，男，1979年5月出生，2004年9月師從于中國科學院大氣物理研究所 朱江 研究員，于2007年7月獲博士學位。

中文摘要

過去20多年，ENSO（El Ni?o-南方濤動）研究取得了長足的進步，ENSO預測是目前短期氣候預測中最為成功的。目前一些預報系統已經開始了實時的ENSO預報，并且其預報水平可以達到6～12個月的可信度，其中包括了經驗性模式和物理耦合模式。這些物理耦合模式在復雜程度上存在較大差異，從中等復雜程度耦合模式（ICM）到混合型耦合模式（HCM），以及復雜的耦合環流模式（GCM）。即便如此，這些模式的單一確定性預報結果仍然存在著很明顯的差異（說明確定性的模式預報結果有著很大的不確定性），實際上，由于氣候變化的不規則性和噪音的存在，即使很短時間的ENSO預報也存在著很明顯的不確定性。為了盡可能的降低ENSO預測的不確定性，我們應該采取集合概率預測的方法加以彌補。

集合預報在數值天氣預報中已有了很好的研究和應用，但是在ENSO概率預測方面仍然處于起步階段，目前大部分研究著重于初始擾動（不確定性）對ENSO預報的影響。同時模式物理過程的不確定性也是影響集合預報水平的一個重要因素，目前研究中考慮較少。在本文，我們嘗試利用一個中等復雜程度耦合模式來探討ENSO集合預測的方法，同時綜合考慮和分析初值的精確性，初始不確定性（初始誤差），以及預報過程的不確定性（模式誤差）對ENSO集合預報的影響和作用。

1.通過合理的考慮模式誤差的作用，有效的防止了集合Kalman濾波（EnKF）同化中常見的“濾波發散”現象的發生。相比目前其它一些簡單的假設背景誤差是固定的、不隨時間變化的資料同化方法，EnKF通過提供“流型”和“局地”依賴的背景誤差的估計，EnKF能夠最優的使背景場逼近新的觀測信息，得到更加精確合理的分析場和預報場。但是由于EnKF是利用一組預報樣本來統計背景誤差協方差矩陣，如果沒有模式擾動或預報樣本的膨脹，預報樣本的離散度會迅速縮小，導致集合同化方案不起作用（亦即“濾波發散”現象）。

在本文，我們采用“將隨機誤差直接加入到模式方程右端”的方法，利用一階馬爾科夫隨機模式來模擬模式誤差。這種方法對于沒有外強迫的模式非常便利，比如海~氣耦合模式。在耦合模式的模式誤差主要來源于模式的不完美所造成的假設下，我們定義模式誤差為預報結果對觀測的偏離（不考慮觀測誤差）。我們首先考慮了模式模擬的對海氣耦合過程起關鍵作用的變量——海表溫度（SST）異常，利用馬爾科夫隨機模式將隨機組分加入到SST異常模式中來隨機的擾動模擬的SST異常場。通過驗證，該隨機模式通過合理的保持模式變量的集合樣本之間的離散度，可以有效的防止“濾波發散”，提高EnKF的同化效果。

2.對于集合預報，我們利用了一種新的方法來生成初始的集合樣本和模擬預報過程中的模式不確定性。首先，我們利用EnKF資料同化系統為ICM提供100個樣本的集合初始場。初始的各變量間的背景誤差協方差矩陣在一系列同化循環之后能夠與觀測誤差協方差矩陣適應協調起來。同時初始集合樣本的標準差空間分布特征與觀測誤差的空間分布比較一致，說明每個初始樣本都可以代表一種觀測出現的可能性。并且初始的集合狀態變量與模式和觀測都是動力協調的。

其次，利用經驗正交函數（EOF）方法，在同化過程中使用的線性、一階馬爾科夫隨機模型被進一步的修改和擴展成預報12個月的模型。該模型同樣被嵌入到ICM的SST異常模式中來模擬12個月集合預報過程中的模式不確定性。因此我們將這種綜合考慮初始誤差

和模式誤差的集合方法應用到ICM中預報在熱帶太平洋的SST異常。后報試驗從1975～2004年共30年的每個月都開始預報12個月，同時把預報結果與相應的觀測資料和原始的確定性預報結果相比較。

最后，對于集合預報結果的檢驗包括了確定性預報檢驗和概率預報檢驗。確定性預報檢驗包括了相關系數和均方根誤差。在概率預報檢驗方面，包括Talagrand概率分布檢驗、高斯分布檢驗、離散度檢驗、Brier評分檢驗、相對作用特征（ROC）檢驗的統計檢驗。檢驗結果表明，該集合預報方法是合理可行的，通過該集合方法明顯的提高了ICM的確定性預報水平，集合預報系統也有較高的概率預報技巧，對確定性預報是一個完善和補充。

3.基于30年的集合后報結果，我們針對ENSO預報領域兩個比較熱門的研究問題，即“春季預報障礙”和預報誤差對ENSO預報的影響。進一步探討了該集合預報系統在不同季節的預報性能，以及集合預報系統中所采用的預報誤差（初始誤差和模式誤差）方案對ENSO預報水平的影響。對于季節可預報性而言，確定性的樣本均值預報仍存在明顯的季節變化，而對于概率預報而言，集合預報系統的預報性能沒有明顯的季節變化，消除了“春季預報障礙”。

關于預報誤差的影響，EnKF同化結果提供的作為確定性初始場的樣本均值是一個最優估計，并且初始擾動對確定性預報水平的改進幾乎無作用；EnKF同化方法相比原始的初始化方法能夠提供更加協調的初始場，提高預報技巧；預報過程的模式誤差擾動能使樣本均值平滑掉一些不可預報的噪音，進一步提高樣本均值的預報技巧；如不考慮預報過程的模式誤差，EnKF提供的初始不確定性會在較短的預報時間內迅速減小，樣本的分布不能夠表征預報均值的誤差；考慮預報過程的模式誤差可克服這一點，從而大大提高集合預報系統的概率預報技巧。

4.為了檢驗我們的集合預報系統在更長的時期（更大的自由度）的可預報性，我們將只用SST觀測資料做初始化的集合預報方法應用到過去120年的集合后報試驗中，同時分析其在不同時期的年代際預報性能。檢驗結果表明：預報樣本均值的確定性預報水平仍明顯高于確定性預報，樣本均值能夠提前12個月對強度較大的ENSO事件做出正確的預測；確定性分析（相關系數和均方根誤差）和概率預報分析（Talagrand分布和ROC面積）表明集合預報系統存在著較為明顯的年代際變化；集合預報系統的概率預報性能隨季節沒有明顯的變化。

5.為了進一步能將更多種觀測信息同化入模式，為模式提供更加精確的初始場，在前面工作的基礎上，我們擴展和改進了集合同化過程中的隨機誤差模型，將其從單變量（SST異常）模型拓展到雙變量（SST和海表高度（SL）異常）模型，資料同化方案同樣也擴展到能夠同時同化SST和SL異常觀測資料。為了能夠得到隨機誤差模型中兩個變量協調、平衡的系數，我們采用多變量的經驗正交函數（MEOF）方法來分析變量SST和SL異常的模式誤差屬性，并將改進的馬爾科夫多變量模型嵌入到ICM的動力海洋模式中來模擬模式的不確定性。

我們利用發展的集合同化方法為集合預報系統提供了更加精確且動力協調的100個樣本的集合初始場。13年的后報結果與原始的集合后報結果相比，通過改進SL的初始條件來更好的參數化模擬次表層熱力影響，新的集合預報水平到預報12個月均被很顯著的提高了。這種改進表明，相比隨機強迫，ENSO的可預報性在很大程度上是受初始誤差的限制。同時預報水平的大幅度改進可以期待通過更加完善的集合資料同化方法來改進模式初始條件的精確性和協調性。

關鍵詞：ENSO，集合預報，中等復雜程度耦合模式，集合Kalman濾波，馬爾科夫隨機模型，初始不確定性，模式不確定性，經驗正交函數，樣本離散度，預報水平，可預報性

本文采用正壓準地轉模式和T21L3斜壓準地轉模式,探討了條件非線性最優擾動方法(CNOP)在中期集合預報中的可能應用。進而在此基礎上,針對天氣環流轉型的預報,研究了特殊的集合擾動產生方法。主要結論如下:

1.在不考慮模式誤差的情況下,采用正壓準地轉模式探討了CNOP在集合預報中的可能應用。a)奇異向量(SV)和條件非線性最優擾動被用來產生集合預報試驗的初始擾動,對14天的預報結果作了比較,發現用條件非線性最優擾動代替第一奇異向量的集合(S2)預報技巧在中期預報范圍(6~14天)明顯高于奇異向量法(S1)。該結論是在分析誤差為快速增長擾動的條件下得到的,即分析誤差的非線性發展在預報后期快于奇異向量的非線性發展,不依賴于分析誤差的大小。

b)采用相似指數和經驗正交函數分析方法解釋了以上數值試驗的結果。

c)預報技巧和離散度的關系以及Talagrand diagrams分析顯示,新方法產生的集合預報的可信度更高。

d)敏感性試驗表明,局部CNOP相對全局CNOP而言,在集合預報中可能起著更為重要的作用。

2.采用T21L3斜壓準地轉模式,從擾動的初始模態及其發展兩個方面比較了CNOP與SV的異同,揭示了非線性對可預報性的影響。

a)CNOP與SV類似,也具有范數依賴性。流函數平方范數意義下的CNOP空間尺度最小,能量范數意義下次之,位渦擬能范數意義下空間尺度最大,甚至呈緯向流結構。

b)流函數平方范數或能量范數意義下的SV和CNOP都呈現出局地性的特征。然而,隨著初始約束或優化時間間隔的增大,相對SV而言,CNOP的局地性減弱。在某些情況下,波列結構甚至存在于北半球的整個緯圈方向。

c)個例研究表明,在能量范數意義下,當SV在某一優化時間還沒有促進緯向流向阻塞流轉型的時候,CNOP可能導致了阻塞的爆發。這表明,在大尺度環流轉型的研究中非線性過程起著非常重要的作用。

3.在不考慮模式誤差的情況下,采用T21L3準地轉模式探討了CNOP在集合預報中的可能應用。

a)用異常相關系數(ACC)評估了北半球500百帕位勢高度場的預報技巧。結果表明,如果大氣環流本身的可預報性差,例如在預報中期范圍有天氣環流轉型的發生,此時,CNOP方法相對SV方法能夠提高預報技巧。

b)在集合擾動的建立過程中,局部CNOP相對全局CNOP而言可能起著更為重要的作用。

4.利用阻塞指數的定義,采用非線性優化技術研究了非線性框架下激發阻塞爆發的最優擾動,為天氣環流轉型的預報提供了特殊的集合擾動。

第二篇：《心情預報》說課稿

大班健康活動---《心情預報》說課稿

說課人 ：黃蘭英

一、教材分析

1、說教學內容（活動來源）：情感教育無論在幼兒的日常生活教育中還是主題活動教育中，都應是一個不被忽視的主體，而且越來越受到老師和家長們的重視。我們結合主題活動“下雨啦”，在使幼兒知道天氣預報會給人們的生活提供方便的同時，加強情感教育，我們本著如何幫助幼兒理解、體驗別人的情緒情感，培養幼兒想象力和創造力以及互愛、互助情感的目的，生成了綜合教育活動《心情預報》。我想以本次活動為契機，更深入地了解幼兒的內心世界，并逐步引導他們的心靈更加美麗、友善。

2、說教學目標

語言故事活動的目的不僅是讓幼兒聽懂、理解故事情節，還要發展幼兒的邏輯思維能力和想象能力，更要讓幼兒從故事中體會明白事理，發展幼兒的口語表達能力。因此，我確定本次活動的目標為：

（1）認知目標：通過天氣預報，看看、想想、議議、編編心情預報，幫助幼兒理解和體驗別人的情緒感。

（2）能力目標：幫助幼兒理解和體驗別人的情緒感。

（3）情感目標：發展幼兒的想象力和創造力，培養幼兒的互愛、互助情感。

重點：理解事故情節，能講述畫面內容及表達自己的心情。難點：理解他人的情緒情感，培養互愛的情感。

3、說幼兒情況

大班的孩子大多都在5歲左右，因為幼兒對故事活動的學習，已不僅僅是局限于聽故事，已由原來的喜歡傾聽故事逐漸過渡到想要加入到故事中，想要參與故事角色的行為、語言。所以通過讓幼兒從有疑問到自己去分析、推理、講述、表達等活動中，在探索求知的過程中得到發展和提高。

有了一定的分析綜合能力，和以前相比本次孩子們參與活動的主動性與積極性得到了提高。我班女孩子多，較為活躍，許多幼兒能做到獨立地思考問題，但總是怯于大膽站起來回答問題，讓人感覺比較被動，但他們還是喜歡思考的，對于自己喜歡的事物，他們總是有著非常濃厚的興趣。

4、說教學準備

（1）前期經驗準備：前期主題活動知識的積累，請幼兒和父母一起觀天氣預報，了解表示天氣的圖標。

（2）課件準備：PPT（3）表示天氣的圖標和表示心情的圖片

二、教法和學法

1、說教法：

充分運用多種教學手段來刺激幼兒的聽說能力。主要采用直觀法、設置疑問法、觀察想象等。并通過了看電視、畫面講述，播心情、說心情的主題活動方式，使活動流程層層有主線，體現目標和過程的整體性。為什么要使用以上方法呢？因為直觀法是由幼兒的年齡特點和思維特點決定的。通過觀看電視畫面，讓幼兒直接感受到故事中形象的人物化、靈活化。引起學習的興趣，從而積極主動地參與學習，有助于幼兒更好地理解故事內容，同時為幼兒口語講述做充分準備；其次通過設置疑問法，引導幼兒想問題并回答問題。再次通過觀察想象，讓幼兒通過觀察動物的心情與自己的心情實際聯系到一起，使幼兒的“說心情”成為探索、發現的過程。根據目標和我班幼兒實際，我采用了以下幾種教法。

（1）情境表演法：講故事《黑猩猩的心情故事》后，由幼兒表演小動物及大猩猩的心情。（2）直觀演示法：我運用圖片和實物直觀地向幼兒展示，引導幼兒認真觀察事物，調動幼兒的觀察興趣，引發他們積極地思考。

（3）探究法：托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的欲望。”在活動中，我以我們班幼兒蘆家信生病一案例，鼓勵幼兒主動參與討論、怎樣讓路嘉欣心情好起來。

幼兒積極參與，送上自己的心意，培養幼兒互愛互助。

（4）多元激勵法：在活動中我注意尊重每個孩子的想法，善于運用多種激勵方法，通過語言贊美孩子、摸摸孩子的頭、抱抱孩子、給他們發笑臉娃娃等，讓孩子在心理上獲得滿足感，調動他們的積極性。

2、說學法

整個活動我以幼兒為主體，讓幼兒在動動、想想、說說的輕松氛圍中學習，本次活動主要采用了以下學法：

（1）觀察法：為幼兒提供圖片材料，引導幼兒學會觀察，感受圖片里的內容，讓他們有所體會，有所感悟。

（2）自主操作法：心理學家皮亞杰認為，孩子是通過主動的實踐經歷來建構他們自己的知識、智能和道德的。

講述法：在活動中啟發幼兒大膽地用完整、準確的語言表述自己的觀點和想法，給幼兒創建一個展現自我的平臺。

三、教學過程

（一）、與幼兒談天氣，引發興趣，提出主題。

1、出示電視播報天氣預報，提問：剛才的天氣預報播報了哪幾種天氣情況？

2、你還知道哪些天氣情況？（幼兒邊說教師邊出示天氣圖示）

3、小結：天氣情況真是千變萬化，通過天氣預報我們就能預知明天的天氣情況了，給我們的生活帶來了很大方便。

（二）、通過聽聽、想想、說說心情預報，幫助幼兒理解他人情緒。配班老師播報心情預報

提問：

1、剛才的心情預報是怎樣播報的？主持人先說了什么，又說了什么，最后說了什么？ 小結：對了，主持人先問大家好，并和大家打招呼，然后介紹小動物的心情，最后有禮貌地和大家說再見。

2、那心情預報說大猩猩今天的心情怎樣？

3、為什么說大猩猩的心情是雨天？說明它的心情怎樣？那還可以用哪些天氣情況來表示？

4、心情好呢?可以用哪些天氣情況來表示？

5、小結：并引導、鼓勵幼兒大膽想象，完整表述。

（三）、通過孩子議議心情預報，引導他們充分發揮想象力、創造力，培養互愛、互助的情感。（出示大猩猩背景圖及生病的圖)提問：

1、如果我們生病了，會是怎樣的感覺啊？幫助、引導孩子體驗他人情感，可以說出自己生病時的感受。

2、森林里的小動物聽了這個預報后，會怎樣做呢？

引導幼兒充分發揮想象力和創造力，培養孩子的互愛互助情感。老師出示小動物來看望大猩猩的圖片。

3、總 結：大猩猩看到有這么多朋友來看望它，關心它，很高興，頭也不疼了，身體也不難受了，心情就慢慢變成晴天了。

（四）、學說心情預報，體驗成功的快樂。

請個別幼兒到講臺上前做心情預報，體驗小動物的心情。(五）、活動小結

大猩猩有了朋友的幫助，心情變好了，病情也很快好了。所以我問要保持快樂的心情，身體才會健健康康的，希望你們健康快樂的成長。

四、教學反思

本次活動將天氣和心情結合起來，巧妙地將幼兒感受別人情緒與天氣預報聯系起來，同時設計提出問題，讓幼兒投入到情景中去，更好的體驗和感受。在設計此活動時，我考慮到這是個偏重語言領域的活動，于是我把幼兒的“注意聽”與“大膽說”作為設計這次活動的重點，力爭在問題的設計和提出上具有啟發性、開放性。同時，注重了語言、藝術與科學不同領域內容的整合和同領域的不同方面內容的整合以及多種活動方式的整合。活動過程中，我注意用我的語言和眼神與孩子進行交流，為他們創設了一種積極、主動的活動氛圍，充分調動了幼兒的想象力和創造力。但老師的隨機教育能力和指導性語言的運用，還存在許多的問題，我會在平時的日常教育中不斷反思自己的教育行為，結合理論，努力使自己的摸索、實踐過程縮短，以便自己不斷地、迅速地得以提高。

第三篇：節日活動預報

節日活動預報

中華曲苑

-戲曲舞臺群芳爭艷

節日期間，和平區中華曲苑精心烹制了豐富多彩的曲藝大餐，讓廣大市民和游客享受戲曲帶來的歡樂。

9月29日、30日下午，舉行南市街曲藝票友大賽；10月2日下午，麗荷梆子團將帶來河北梆子演出；10月3日-7日下午，舉行市京劇團知名票友演出；10月5日、6日晚，將上演話劇《買你100天》。

少兒圖書館

zxc文章來源：北京婚紗攝影WWW.DJYS1.NET

-兩座書屋書香惠民

在“國慶節”來臨之際，和平區少年兒童圖書館建立 “童閱書屋”,為百貨大樓社區的外來務工人員子女增添了讀書好去處。另外將在市第一老年公寓建立“幸福書屋”,為那里的老人們送去休閑圖書。據悉，新建成的兩所書屋將分別投放多類別圖書百余冊。

（張翅）

作者：張翅

中華曲苑

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-戲曲舞臺群芳爭艷

節日期間，和平區中華曲苑精心烹制了豐富多彩的曲藝大餐，讓廣大市民和游客享受戲曲帶來的歡樂。

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少兒圖書館

-兩座書屋書香惠民

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在“國慶節”來臨之際，和平區少年兒童圖書館建立 “童閱書屋”,為百貨大樓社區的外來務工人員子女增添了讀書好去處。另外將在市第一老年公寓建立“幸福書屋”,為那里的老人們送去休閑圖書。據悉，新建成的兩所書屋將分別投放多類別圖書百余冊。

（張翅）

作者：張翅

中華曲苑

-戲曲舞臺群芳爭艷

節日期間，和平區中華曲苑精心烹制

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了豐富多彩的曲藝大餐，讓廣大市民和游客享受戲曲帶來的歡樂。

9月29日、30日下午，舉行南市街曲藝票友大賽；10月2日下午，麗荷梆子團將帶來河北梆子演出；10月3日-7日下午，舉行市京劇團知名票友演出；10月5日、6日晚，將上演話劇《買你100天》。

少兒圖書館

-兩座書屋書香惠民

在“國慶節”來臨之際，和平區少年兒童圖書館建立 “童閱書屋”,為百貨大樓社區的外來務工人員子女增添了讀書好去處。另外將在市第一老年公寓建立

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“幸福書屋”,為那里的老人們送去休閑圖書。據悉，新建成的兩所書屋將分別投放多類別圖書百余冊。

（張翅）

作者：張翅zxzx

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第四篇：大氣污染預報問題

武漢紡織大學2011年校內大學生數學建模競賽試題

大氣污染預報問題

(由歐貴兵提供)

大氣是指包圍在地球外圍的空氣層，是地球自然環境的重要組成部分之一。人類生活在大氣里，潔凈大氣是人類賴于生存的必要條件。一個人在五個星期內不吃飯或5天內不喝水，尚能維持生命，但超過5分鐘不呼吸空氣，便會死亡。隨著地球上人口的急劇增加，人類經濟增長的急速增大，地球上的大氣污染日趨嚴重，其影響也日趨深刻，如由于一些有害氣體的大量排放，不僅使大氣造成局部地區的污染，而且影響到全球性的氣候變化。因此，加強大氣質量的監測和預報是非常必要。目前對大氣質量的監測主要監測大氣中SO2、NO2、懸浮顆粒物（主要為PM10）等的濃度，研究表明，城市空氣質量好壞還與季節及氣象條 件的關系十分密切。

附件給出城市A、B、C、D、E、F從2003年3月1日至2010年9月14日測量的污染物含量及氣象參數的數據。

請運用數學建模的方法對下列問題作出回答：

1.找出各個城市SO2、NO2、PM10之間的特點，并將幾個城市的空氣質量進行排序。

2.對未來一周即2010年9月15日至9月21日各個城市的SO2、PM10NO2、以及各氣象參數作出預測。

3.分析空氣質量與氣象參數之間的關系。

4.就空氣質量的控制對相關部門提出你的建議。

第五篇：預報黨員思想匯報

敬愛的黨組織：

近段時間以來，我在黨組織的關心和幫助下不斷進步和成長，我充分感受到黨組織這個大家庭的團結和溫暖。在此期間，我嚴格按照黨員的標準來要求自己，認真履行黨員的義務。經過一段時間的學習，我在思想意識上和言談舉止上都得到了提高，各方面已經更加成熟，為了進一步接受黨的教育，提高自己的思想，現將我近段時間的思想、工作、學習情況向黨組織匯報：

在政治思想上，我主動加強政治學習，不斷加深對黨的認識，黨在我心目中的地位更加確定。中國共產黨是中國工人階級的先鋒隊，是中國各族人民利益的忠實代表，是中國社會主義事業的領導核心。黨的最終目標，是實現共產主義的社會制度。我通過經常看電視新聞、看報紙、閱讀時事期刊以及時學習黨中央頒布的決策和決議，在思想上和黨組織保持高度一致。我認真學習并體會“三個代表”重要思想的內涵；深刻理解了黨中央提出的“科學發展觀”的指導思想。

在平時的工作和日常生活中，我保持積極向上的心態，樂于助人。經常向老黨員和同事學習經驗、交流心得，認真關心國家大事，在日常生活中處處以一名黨員的標準來嚴格要求自己和激勵自己。但自己也存在著諸多的不足，如和黨支部思想交流不夠等等，有待進一步的提高。我決心在今后的工作和學習中，注意克服自己的缺點和不足，爭取在思想、工作、學習等方面有更大的進步。

總之，在這段時間里，我在組織的關懷與培養下，認真學習、努力工作，政治思想覺悟都有了很大的提高。以上是我近期的思想匯報,希望黨組織及時給于我批評指導，我會虛心接受意見，不斷改正缺點和不足，從思想上、行動上做一個合格的共產黨員。請黨組織在實踐中考驗我！

匯報人：