林區(qū)短時(shí)天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的算法研究

姜博文　王健　張?jiān)旅鞯?/p>

摘要 對(duì)最小殘差絕對(duì)值回歸和逐步回歸從理論上進(jìn)行了比較，并利用東方紅林業(yè)局森林物候氣象站的歷史資料和常規(guī)氣象資料進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，對(duì)局部降雨地域和降雨樣本進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，通過(guò)實(shí)際的計(jì)算與分析表明最小殘差絕對(duì)值回歸具有更好的預(yù)報(bào)能力，對(duì)林區(qū)短時(shí)氣象預(yù)報(bào)具有十分積極的意義。

關(guān)鍵詞 最小殘差絕對(duì)值回歸；逐步回歸；短時(shí)氣象預(yù)報(bào)

中圖分類號(hào) S165 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(xiàn)代化的天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)隨著傳感器和無(wú)線通訊技術(shù)的發(fā)展，獲得了更高的效率，逐步回歸預(yù)報(bào)方法已經(jīng)在各氣象站預(yù)報(bào)中得到了廣泛的應(yīng)用，但由于林區(qū)的氣候特征不穩(wěn)定，導(dǎo)致樣本平均值不具有穩(wěn)健性，如果仍然沿用傳統(tǒng)的回歸預(yù)報(bào)方法，樣本的平均值會(huì)受到其中突出值的影響，從而導(dǎo)致誤差的進(jìn)一步擴(kuò)大，有時(shí)減少突出值，就是為了體現(xiàn)穩(wěn)健性[1]。

東方紅濕地地區(qū)易受偏北氣流影響，當(dāng)有南方氣流北上，氣流交匯向暴雨區(qū)提供充足的水汽，為強(qiáng)降雨的形成提供必要條件。而濕地地區(qū)的特殊性對(duì)降雨活動(dòng)的發(fā)展也產(chǎn)生了重要的影響。在此，筆者應(yīng)用東方紅林業(yè)局森林物象氣候站的天氣數(shù)據(jù)，嘗試?yán)米钚埐罱^對(duì)值回歸，提高預(yù)報(bào)的穩(wěn)健性，通過(guò)與逐步回歸預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，了解預(yù)報(bào)方法的性能，從而提高預(yù)報(bào)水平，在傳統(tǒng)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上提高數(shù)值的利用率，使預(yù)報(bào)方法更加高效、準(zhǔn)確，進(jìn)一步提高氣象站的短時(shí)預(yù)報(bào)能力。

1 資料與方法

利用東方紅林業(yè)局森林物候氣象站提供的2013年8～10月WXT520監(jiān)測(cè)的天氣數(shù)據(jù)，選用風(fēng)向Dm、風(fēng)速Sm、氣壓Pa、氣溫Ta、空氣濕度Ua、降雨量Rc、降雨持續(xù)時(shí)間Rd、降雨強(qiáng)度Ri等多個(gè)物理參數(shù)資料。其中WXT520所報(bào)告的風(fēng)向表示風(fēng)吹過(guò)來(lái)的方向，北、東、南、西分別表示為0°、90°、180°、270°，并應(yīng)用歷史天氣圖和當(dāng)?shù)?013年實(shí)際降雨的觀測(cè)資料。上述數(shù)據(jù)資料均通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)處理并轉(zhuǎn)換成所需資料格式。通過(guò)客觀分析氣象參數(shù)的連續(xù)變化，可得到氣象數(shù)據(jù)（表1）。

3 結(jié)論

（1）最小殘差絕對(duì)值回歸預(yù)報(bào)方法在森林地區(qū)具有不錯(cuò)的適用性，可以得到較好的應(yīng)用，取代經(jīng)典逐步回歸預(yù)報(bào)方法，增加了科學(xué)預(yù)報(bào)的手段和方法，提升預(yù)報(bào)人員的工作效率。

（2）在各氣象站中可以采用WXT520收集數(shù)據(jù)并上傳數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)采用最小殘差絕對(duì)值回歸的預(yù)報(bào)方法進(jìn)行計(jì)算，方便預(yù)報(bào)人員使用。

（3）最小殘差絕對(duì)值回歸法中的各項(xiàng)物理參數(shù)，預(yù)報(bào)最佳因子均有著良好的相關(guān)性，意義明確，利用氣象站傳感器收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，運(yùn)行預(yù)報(bào)方程程序，最后得到輸出結(jié)果，具有比較好的自動(dòng)化條件，預(yù)報(bào)人員可以客觀地進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，從而減少由于特殊因素導(dǎo)致的預(yù)報(bào)誤差。

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