基于相似理论的相似预报方法,作为一种数值预报产品释用方法,具有其独特的优势,它有机地结合了数值预报的优点和海量的历史资料的长处,弥补了数值天气预报的不足,具有深度开发应用的前景。其中的逐步过滤相似法,原理清晰明了,实用性强,适合在业务预报工作中应用。它通过逐步引入预报场和历史场中不同的要素物理量场,定量计算它们的相似程度,选择若干最相似个例,以这些相似个例所对应的历史实况作为制作天气预报的依据。它不仅拥有传统相似预报方法的优点,注重“以史为鉴”,避开了建立线性回归方程的种种假设,计算量相对适中,而且该方法将天气形势、物理场诊断和各站复杂地形、气候背景等多因素的影响加以综合体现,比较适合数值预报产品释用的短、中期气象要素预报。基于此,本文采用逐步过滤相似法,利用ERA-Interim再分析资料、T639数值预报产品和1980-2015年山西省109个地面气象观测站资料,筛选出与预报要素紧密联系的预报因子进行组合,设计了3层嵌套过滤、逐层逼近的逐步相似过滤方案,经过大量试验寻求最佳相似方案,并对地面要素进行时效为1-10天的回代预报加以检验。主要研究结果如下:(1)在云量预报中,最佳方案对低云量预报效果优于总云量预报,1-10天低云量预报误差在1成内的准确率为71.6%-74.4%,其中在春、秋、冬季各月份的误差均小于2成以内,只是在夏季6-8月份的误差相对稍微大一点;1-10天总云量的预报误差在3成内的预报准确率为54.9%-62.8%,大部分月份的误差基本都小于3成,但在7-9月份的误差相对稍大一点。(2)在温度预报中,08时与20时准确率较02时和14时的准确率明显偏高;1-10天预报误差比较稳定,大部分时刻在2.0-3.0℃之间。在风速等级预报中,02时准确率达到95%,14时则在79%以上。在能见度、雷暴和降水预报中,在输出相似预报结果前选取一定的相似判据以增强预报效果。能见度预报准确率02时最佳,1-10天准确率达到92%,08时预报效果较差,准确率也达到了62.0%-65.3%。(3)雷暴和降水进行分区预报,山西省被分成13个有限区域。雷暴各分区预报的准确率各不相同,大都在30%左右,其中6区的预报效果最佳,1-10天预报准确率达到31.5%-39.1%;而12区的准确率最低。3、4、6、10、13区第10天的预报准确率仍达到30%以上。山西省整体预报准确率随预报时效的延长略有降低。降水预报准确率可达30%左右,其中,在山西省中南部地区的准确率较北部地区明显偏高,10、12、13区第8天的预报准确仍可达30%。总之,上述相似预报方法研究及其在山西省短中期天气预报中的应用是一种初步的尝试,其研究结果对于山西省各气象要素和天气现象的短、中期预报方法的拓展具有重要的参考价值,也为其他同类下垫面地区气象要素和天气现象预报方法的拓展与改进提供了借鉴。