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《雨量預(yù)報(bào)方法的評(píng)價(jià)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、雨量預(yù)報(bào)方法的評(píng)價(jià)摘要雨量預(yù)報(bào)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市工作和生活有重要作用，但準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)雨量做出預(yù)報(bào)是一個(gè)很困難的問(wèn)題，廣受世界各國(guó)關(guān)注。我國(guó)某地氣象臺(tái)和氣象研究所正在研究6小時(shí)雨量預(yù)報(bào)方法，由于受到學(xué)科發(fā)展水平的限制，目前國(guó)內(nèi)外降雨數(shù)值預(yù)報(bào)水平還不高.為了使預(yù)報(bào)方法更為準(zhǔn)確，使天氣預(yù)報(bào)更好的服務(wù)于公眾生活，我們用數(shù)學(xué)模型來(lái)分析研究這一問(wèn)題.文中我們建立了比較兩種預(yù)測(cè)降雨量方法優(yōu)劣的數(shù)學(xué)模型.即根據(jù)2491個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的緯度、經(jīng)度和降水量的預(yù)測(cè)值，采用二維插值的方式，分別對(duì)91個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)的降雨量進(jìn)行預(yù)測(cè)，利用Matlab軟件中的griddata函數(shù)：=griddata=griddata
2、然后將其與實(shí)測(cè)值對(duì)比，求出預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤差，利用Matlab軟件中的矩陣范數(shù)函數(shù)normN1==norm()=405.3782，N2==norm()=416.1976根據(jù)范數(shù)的含義,所得范數(shù)越小，即誤差越小.因?yàn)橛蠳1N2，故可得出結(jié)論：第一種方法比第二種方法預(yù)測(cè)雨量的準(zhǔn)確性更高.為了解決如何在評(píng)價(jià)方法中考慮公眾的感受的問(wèn)題，我們將第一題中通過(guò)二維插值得到的91個(gè)氣象站41天的預(yù)測(cè)值用分級(jí)形式輸出，即無(wú)雨、小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨.將兩種方法輸出的雨量預(yù)報(bào)情況與實(shí)際降雨量情況進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)出每種方法準(zhǔn)確預(yù)報(bào)、空?qǐng)?bào)、漏報(bào)的次數(shù)，誤報(bào)次數(shù)越少的，對(duì)應(yīng)的方法準(zhǔn)
3、確性應(yīng)越高，公眾對(duì)其可信度越高.程序運(yùn)算結(jié)果得到：降雨預(yù)測(cè)結(jié)果兩種預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)結(jié)果第一種預(yù)測(cè)方法第二種預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)值等于實(shí)測(cè)值的元素個(gè)數(shù)1205311921預(yù)測(cè)值大于實(shí)測(cè)值的元素個(gè)數(shù)24762552預(yù)測(cè)值小于實(shí)測(cè)值的元素個(gè)數(shù)395451預(yù)測(cè)值等于實(shí)測(cè)值代表觀測(cè)站點(diǎn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，預(yù)測(cè)值大于實(shí)測(cè)值代表觀測(cè)站點(diǎn)空?qǐng)?bào)的次數(shù)或?qū)μ鞖鉅顩r預(yù)測(cè)過(guò)于惡劣，預(yù)測(cè)值小于實(shí)測(cè)值代表觀測(cè)站點(diǎn)漏報(bào)的次數(shù)或?qū)μ鞖鈵毫訝顩r估計(jì)不足.得到兩種預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確率分別為80.7625%，79.8780%.可見(jiàn)運(yùn)用第一種方法時(shí)，誤報(bào)的次數(shù)較少，準(zhǔn)確率較高，故第一種方法較好.為了使雨量預(yù)報(bào)方法準(zhǔn)確性更高，適用范圍更廣，我
4、們給出了改進(jìn)建議.2一、問(wèn)題重述雨量預(yù)報(bào)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市工作和生活有重要作用，但準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)雨量做出預(yù)報(bào)是一個(gè)很困難的問(wèn)題，廣受世界各國(guó)關(guān)注.我國(guó)某地氣象臺(tái)和氣象研究所正在研究6小時(shí)雨量預(yù)報(bào)方法，即每天晚上20點(diǎn)預(yù)報(bào)從21點(diǎn)開(kāi)始的4個(gè)時(shí)段（21點(diǎn)至次日3點(diǎn)，次日3點(diǎn)至9點(diǎn)，9點(diǎn)至15點(diǎn)，15點(diǎn)至21點(diǎn)）在某些位置的雨量，這些位置位于東經(jīng)120度、北緯32度附近的53×47的等距網(wǎng)格點(diǎn)上.同時(shí)設(shè)立91個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)這些時(shí)段的實(shí)際雨量，由于各種條件的限制，站點(diǎn)的設(shè)置是不均勻的.氣象部門希望建立一種科學(xué)評(píng)價(jià)預(yù)報(bào)方法好壞的數(shù)學(xué)模型與方法.氣象部門提供了41天的用兩種不同方法的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)
5、和相應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù).雨量用毫米做單位，小于0.1毫米視為無(wú)雨.(1)請(qǐng)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)評(píng)價(jià)兩種6小時(shí)雨量預(yù)報(bào)方法的準(zhǔn)確性；(2)氣象部門將6小時(shí)降雨量分為6等：0.1-2.5毫米為小雨，2.6-6毫米為中雨，6.1-12毫米為大雨，12.1-25毫米為暴雨，25.1-60毫米為大暴雨，大于60.1毫米為特大暴雨.若按此分級(jí)向公眾預(yù)報(bào)，如何在評(píng)價(jià)方法中考慮公眾的感受？二、模型假設(shè)1.天氣變化狀況是局部連續(xù)的.2.各個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)設(shè)備及測(cè)量水平相同，不存在技術(shù)上的誤差.三、符號(hào)約定——網(wǎng)格點(diǎn)的緯度構(gòu)成的矩陣——網(wǎng)格點(diǎn)的經(jīng)度構(gòu)成的矩陣——采用第一種預(yù)測(cè)方法時(shí)，網(wǎng)格點(diǎn)處的降雨量預(yù)測(cè)值——采用第
6、二種預(yù)測(cè)方法時(shí)，網(wǎng)格點(diǎn)處的降雨量預(yù)測(cè)值——按照第一種預(yù)測(cè)方法，第天，第個(gè)時(shí)段的預(yù)測(cè)結(jié)果,是一個(gè)91維的列向量.(=1,2……,41;=1,2,3,4)——按照第二種預(yù)測(cè)方法，第天，第個(gè)時(shí)段的預(yù)測(cè)結(jié)果，是一個(gè)91維的列向量.(=1,2……,41;=1,2,3,4)——第個(gè)氣象站點(diǎn)在第個(gè)時(shí)段降雨量的實(shí)測(cè)值(=1,2……,91;=1,2,3,4)四、模型的建立與求解1.兩種預(yù)測(cè)方法的優(yōu)劣比較2衡量一種降水量預(yù)測(cè)方法的優(yōu)劣，依據(jù)就是由這種方法預(yù)報(bào)的天氣狀況能夠準(zhǔn)確的反映實(shí)際的天氣變化.因此我們可以這樣建立模型：將題目中給出的預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)兩種數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab軟件.lat，lon數(shù)據(jù)導(dǎo)入
7、后作為兩個(gè)矩陣的形式，代表網(wǎng)格點(diǎn)的相應(yīng)位置；其余數(shù)據(jù)為相應(yīng)網(wǎng)格點(diǎn)處降雨量的預(yù)測(cè)值.根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們可以對(duì)已經(jīng)給出的預(yù)測(cè)值采用二維插值的方式，找出它們之間的關(guān)系:,分別對(duì)91個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)的降雨量進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后將預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值對(duì)比；利用矩陣范數(shù)，得到預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤差，將這兩個(gè)誤差相比，誤差小的，相應(yīng)的預(yù)測(cè)方法就比較準(zhǔn)確.算法步驟：以2002年6月18日第一時(shí)段為例.第一步，題目中給出了兩種不同的預(yù)報(bào)方法，按照這兩種不同方法，對(duì)已知網(wǎng)格點(diǎn)的預(yù)測(cè)值進(jìn)行二維插值，得到91個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)在這天的
