本文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

程丛兰、陈敏、陈明轩、高峰、宋林烨、秦睿、杨璐、王勇等作者，分别来自北京城市气象研究院和奥地利国家气象局，于2019年在《气象学报》第77卷第4期发表了题为《临近预报的两种高时空分辨率定量降水预报融合算法的对比试验》的研究论文。

该研究属于气象学领域，特别是短时临近预报和定量降水预报方向。长期以来，雷达回波外推技术是0-2小时临近预报系统的主要方法，但其有效预报时间通常不超过1小时。而中尺度数值模式预报则受限于平衡约束时间，最初2小时的降水预报效果较差。为了解决这两种预报方法的缺陷，国际上流行采用外推预报与数值模式预报融合的技术，形成统一的0-6小时格点化高分辨率无缝隙定量降水临近预报系统。该研究旨在对比分析两种流行的融合算法（INCA和RAPIDS），为业务应用提供参考。

研究的主要流程包括以下几个步骤：

1. 算法介绍与核心技术分析：

   • RAPIDS算法：利用快速傅里叶变换法（FFT）及多尺度光流变分法（MOVa）识别模式定量降水预报落区误差，通过韦伯累计分布函数识别降水强度误差，并根据雷达定量降水估测值或格点融合降水值调整模式降水位相及强度误差。
   • INCA算法：利用数值模式预报的风场修正外推技术的降水移动矢量，通过矢量交叉相关法导出格点融合定量降水估测的移动轨迹，并基于半拉格朗日约束计算出逐10分钟的降水外推预报矢量。

2. 输入资料准备：

   • 降水实况：利用京津冀地区6部新一代天气雷达的反射率因子回波拼图和北京自动临近预报系统（BJANC）局地Z-R关系算法，计算得到10分钟更新的1小时雷达定量降水估测，并采用京津冀地区逐5分钟自动气象站观测资料进行融合订正。
   • 数值模式预报：基于北京高分辨率区域数值模式，提供0-6小时定量降水预报。

3. 个例试验与对比分析：

   • 选取2015年7月16日西南来向对流降水和2015年7月27日西北来向对流降水两个典型个例，利用INCA和RAPIDS系统进行预报试验，并基于自动气象站降水观测进行检验。

4. 汛期检验对比：

   • 对2015年京津冀地区汛期降水进行长序列检验，分析两种算法的预报效果。

研究的主要结果包括：

1. 两种算法在降水分析和预报方面均表现出较好的效果，能够准确捕捉降水强度和落区分布。
2. INCA算法在降水外推预报方面表现更优，能够更好地描述降水系统的移动和发展。
3. RAPIDS算法在模式预报的位相和强度修正方面具有优势，能够有效提高数值模式预报的准确性。
4. 个例试验结果表明，两种算法对降水雨带和降水强度的预报均优于单一的外推预报或模式预报。
5. 汛期检验结果显示，两种算法在0-6小时预报时效内均表现出较高的预报技巧，能够为业务应用提供可靠参考。

该研究的结论是，INCA和RAPIDS两种高时空分辨率定量降水预报无缝隙融合算法各有优势，集二者的优势研发最优的高时、空分辨率降水预报无缝隙融合算法，将有助于进一步提升高分辨率定量降水0-6小时无缝隙预报水平。

该研究的科学价值在于： 1. 系统对比分析了两种流行的融合算法，为业务应用提供了重要参考。 2. 提出了基于格点融合定量降水估测的外推预报方法，提高了降水预报的准确性。 3. 开发了雷达气候统计误差校正技术，有效减小了降水分析的系统误差。

该研究的应用价值在于： 1. 为气象部门提供了更准确的短时临近降水预报工具，有助于提高防灾减灾能力。 2. 为城市气象服务提供了高时空分辨率的降水预报产品，有助于城市管理和公众服务。

该研究的亮点包括： 1. 首次系统对比了INCA和RAPIDS两种融合算法在京津冀地区的应用效果。 2. 提出了基于数值模式环境引导风场的外推预报矢量修正方法，提高了外推预报的准确性。 3. 开发了基于雷达和自动站历史资料的本地化定量误差校正参数，提高了降水分析的精度。

此外，该研究还提出了未来改进方向，包括进一步优化融合算法、提高模式预报的初始场质量、加强多源资料融合等，为后续研究提供了重要思路。