林區短時天氣預報系統的算法研究

姜博文　王健　張月明等

摘要 對最小殘差絕對值回歸和逐步回歸從理論上進行了比較，并利用東方紅林業局森林物候氣象站的歷史資料和常規氣象資料進行了相關計算，對局部降雨地域和降雨樣本進行了系統的分析，通過實際的計算與分析表明最小殘差絕對值回歸具有更好的預報能力，對林區短時氣象預報具有十分積極的意義。

關鍵詞 最小殘差絕對值回歸；逐步回歸；短時氣象預報

中圖分類號 S165 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）05-01380-02

Key words The minimum absolute error regression was compared with stepwise regression from the theory and uses the data collected from Forest Phenology Meteorological Station of Dongfanghong Forestry Bureau to conduct correlation calculation. The local rainfall area and rainfall samples were analyzed systematically. Calculation and analysis results showed that the minimum absolute error regression has better prediction ability， which has a positive significance on forest short term weather forecast.

Key words The minimum absolute error regression； Stepwise regression； Short term weather forecast

現代化的天氣預報系統隨著傳感器和無線通訊技術的發展，獲得了更高的效率，逐步回歸預報方法已經在各氣象站預報中得到了廣泛的應用，但由于林區的氣候特征不穩定，導致樣本平均值不具有穩健性，如果仍然沿用傳統的回歸預報方法，樣本的平均值會受到其中突出值的影響，從而導致誤差的進一步擴大，有時減少突出值，就是為了體現穩健性[1]。

東方紅濕地地區易受偏北氣流影響，當有南方氣流北上，氣流交匯向暴雨區提供充足的水汽，為強降雨的形成提供必要條件。而濕地地區的特殊性對降雨活動的發展也產生了重要的影響。在此，筆者應用東方紅林業局森林物象氣候站的天氣數據，嘗試利用最小殘差絕對值回歸，提高預報的穩健性，通過與逐步回歸預報結果進行對比分析，了解預報方法的性能，從而提高預報水平，在傳統預報的基礎上提高數值的利用率，使預報方法更加高效、準確，進一步提高氣象站的短時預報能力。

1 資料與方法

利用東方紅林業局森林物候氣象站提供的2013年8～10月WXT520監測的天氣數據，選用風向Dm、風速Sm、氣壓Pa、氣溫Ta、空氣濕度Ua、降雨量Rc、降雨持續時間Rd、降雨強度Ri等多個物理參數資料。其中WXT520所報告的風向表示風吹過來的方向，北、東、南、西分別表示為0°、90°、180°、270°，并應用歷史天氣圖和當地2013年實際降雨的觀測資料。上述數據資料均通過數據庫處理并轉換成所需資料格式。通過客觀分析氣象參數的連續變化，可得到氣象數據（表1）。

3 結論

（1）最小殘差絕對值回歸預報方法在森林地區具有不錯的適用性，可以得到較好的應用，取代經典逐步回歸預報方法，增加了科學預報的手段和方法，提升預報人員的工作效率。

（2）在各氣象站中可以采用WXT520收集數據并上傳數據庫，對收集到的數據采用最小殘差絕對值回歸的預報方法進行計算，方便預報人員使用。

（3）最小殘差絕對值回歸法中的各項物理參數，預報最佳因子均有著良好的相關性，意義明確，利用氣象站傳感器收集的數據經過處理，運行預報方程程序，最后得到輸出結果，具有比較好的自動化條件，預報人員可以客觀地進行數據的分析，從而減少由于特殊因素導致的預報誤差。

參考文獻

[1] 施能.氣象科研與預報中的多元分析方法[M].北京：氣象出版社，2002：52-56.

[2] 俞衛平，袁信軒.天氣預報技術文集[C].北京：氣象出版社，2002：180-184.

[3] 王玉彬，周海光，蘇德斌，等.天氣預警系統技術基礎及設計[M].北京：氣象出版社，2006：9-11.

[4] 黃嘉佑.氣象統計分析與預報方法[M].北京：氣象出版社，2004：178-179.