岳陽氣溫預(yù)報系統(tǒng)研究

喻長建 喻宇

摘要

通過對岳陽全市6個氣象觀測站1994～2013年逐日氣溫、風(fēng)、云量、日照等氣象資料的讀取、處理和計算，整合了逐月不同天空狀況下不同風(fēng)類的最高和最低氣溫平均值、站際差異以及白天升溫幅度、夜間降溫幅度等6類數(shù)據(jù)資料，建立了foxpro數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了岳陽氣溫預(yù)報系統(tǒng)，對日常預(yù)報具有很好的參考作用，在2014年6月氣溫預(yù)報檢驗中效果明顯。

關(guān)鍵詞 岳陽；氣溫；預(yù)報系統(tǒng)；研究

中圖分類號 S161 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）27-09459-02

Study on Yueyang Temperature Prediction System

YU Changjian¹， YU Yu²

（1.Yueyang Meteorological Bureau， Yueyang， Hunan 414000； 2.Xiangyin Meteorological Bureau， Xiangyin， Hunan 414600）

Abstract Through reading， processing and calculating daily temperature， wind， cloud， sunshine data in 6 metrological observation stations in Yueyang City during 1994-2013， monthly maximum， minimum temperature mean， station differences， daytime temperature rising range， night temperature reducing range under various weather conditions were integrated， foxpro database was established， Yueyang temperature prediction system was developed， which has an prominent effects in temperature prediction test on Jun. 2014.

Key words Yueyang； Temperature； Forecast system； Research

暴雨洪澇預(yù)報在天氣預(yù)報工作中至關(guān)重要^[1]，氣溫變化特征也成為很多氣象科技工作者的研究課題^[2]，特殊地形地貌是氣溫差異的影響因素，氣象科研人員一直致力于對氣溫預(yù)報方法的研究^[3]。岳陽市各氣象觀測站的氣溫變化與岳陽地理環(huán)境、天空狀況、風(fēng)密切相關(guān)，最高、最低氣溫因天氣不同而差異很大。2010年11月10日岳陽站最低氣溫為18.2 ℃，而平江站最低氣溫為6.1 ℃，差值達12.1 ℃，如此之大的氣溫差異給岳陽市氣象臺天氣預(yù)報增加了很大的難度。為了掌握岳陽各氣象觀測站氣溫預(yù)報規(guī)律，筆者統(tǒng)計了1994～2013年逐月岳陽不同天空狀況下不同風(fēng)場時的最高和最低氣溫平均值、高溫和低溫站際差異、白天升溫幅度、夜間降溫幅度，開發(fā)了foxpro的岳陽氣溫預(yù)報系統(tǒng)。

1 資料與方法

1.1 資料的讀取

通過SMSD系統(tǒng)從氣象A文件中讀取1994～2013年岳陽、華容、臨湘、湘陰、汨羅、平江6個氣象觀測站逐日最高、最低氣溫，02：00、14：00氣溫，02：00總云量，02：00、14：00風(fēng)向風(fēng)速和日照資料并存為TXT文件，再由TXT文件轉(zhuǎn)換為EXCEL文件，然后利用EXCEL公式對數(shù)據(jù)進行分類、排序、統(tǒng)計。

1.2 數(shù)據(jù)的處理

1.2.1

風(fēng)的處理。華容、臨湘、汨羅是國家一般站，夜間不觀測，無02：00定時風(fēng)數(shù)據(jù)；岳陽站位于洞庭湖邊，湖陸風(fēng)影響較為明顯^[4]，因而缺乏代表性；平江站處于一個小盆地內(nèi)，地形風(fēng)向明顯同樣缺乏代表性；湘陰站四周開闊，既不臨山也不靠水，最有代表性，因而選用湘陰站風(fēng)資料代表全市風(fēng)場進行分類。

1.2.2

云的處理。 華容、臨湘、汨羅3站無02：00定時云數(shù)據(jù)，用岳陽、平江、湘陰平均總云量代表全市總云量。根據(jù)平均總云量分為晴天（總云量為0成）、少云（總云量為1～4成）、多云（總云量為5～9成）、陰天（總云量為10成）4類。

1.2.3

升溫幅度和降溫幅度。

升溫幅度為各站日最高氣溫與02：00氣溫的差值，降溫幅度為各站14：00氣溫與次日最低氣溫的差值。

1.2.4

氣溫差異的說明。該系統(tǒng)中涉及到兩站最高、最低氣溫差異均以岳陽作為參考站，平江與岳陽的氣溫差值系統(tǒng)中簡稱平岳差，同理有華岳差、臨岳差、汨岳差和湘岳差。

1.3 數(shù)據(jù)預(yù)統(tǒng)計與風(fēng)向歸類

選取1994～2013年1、4、7、10月逐日風(fēng)向風(fēng)速、最高、最低氣溫、白天升溫幅度、夜間降溫幅度按16個風(fēng)向方位和1個靜風(fēng)以及風(fēng)速分別排序求取氣溫平均值和變溫值，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)臨近風(fēng)向數(shù)值比較接近，因而筆者將風(fēng)歸納為七類：1類為西北風(fēng)類，包括WNW、NW、NNW 3個風(fēng)向；2類為東北風(fēng)類，包括N、NNE、NE 3個風(fēng)向；3類為東風(fēng)類，包括ENE、E、ESE 3個風(fēng)向；4類為東南風(fēng)類，包括SE、SSE、S 3個風(fēng)向；5類為西南風(fēng)類，包括SSW、SW 2個風(fēng)向；6類為西風(fēng)類，包括WSW、W 2個風(fēng)向；7類為靜風(fēng)類，風(fēng)速<1 m/s時作靜風(fēng)處理。

1.4 統(tǒng)計計算

數(shù)據(jù)處理后，分別對最高氣溫、最低氣溫、升溫幅度、降溫幅度4個大類進行統(tǒng)計計算。最高氣溫、升溫幅度分別統(tǒng)計逐月不同日照（晴天、少云、多云、陰天四類）時的7個風(fēng)類的平均數(shù)值；最低氣溫、降溫幅度分別統(tǒng)計逐月不同云量（晴天、多云、陰天三類）時的7個風(fēng)類的平均數(shù)值。最高、最低氣溫的各類平均值的站際差異得出高溫差異和低溫差異。統(tǒng)計結(jié)果分別得出252組逐月不同天空狀況下的不同風(fēng)類的最低氣溫平均值、最低氣溫站際差異、降溫幅度和336組逐月不同天空狀況下的不同風(fēng)類的最高氣溫平均值、最高氣溫站際差異、升溫幅度的6個EXCEL數(shù)據(jù)表。

2 氣溫預(yù)報系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)建

2.1 數(shù)據(jù)庫建立

岳陽氣溫預(yù)報系統(tǒng)采用foxpro編程處理，啟動VFP6文件進入foxpro菜單，通過讀取統(tǒng)計歸納后的6個EXCEL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為6個dbf數(shù)據(jù)庫，打開每個dbf數(shù)據(jù)庫對各字段的數(shù)據(jù)類型進行修改，建立了高溫平均（gwpj.dbf）、低溫平均（dwpj.dbf）、高溫差異（gwcy.dbf）、低溫差異（dwcy.dbf）、高溫預(yù)報（gwyb.dbf）、低溫預(yù)報（dwyb.dbf）數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)還建立了最高、最低氣溫預(yù)報結(jié)論（gwybjl.dbf、dwybjl.dbf）數(shù)據(jù)庫供保存日常使用的預(yù)報結(jié)論，供預(yù)報檢驗時備用。

2.2 系統(tǒng)的菜單設(shè)置

系統(tǒng)采用foxpro命令編程建立程序文件（wdybxt.prg），設(shè)置“數(shù)據(jù)輸入”、“資料查詢”和“日常預(yù)報”三列菜單。數(shù)據(jù)輸入內(nèi)容中包括“選擇月份和日期”、“輸入天空狀況資料”、“輸入風(fēng)資料”和“退出”下拉菜單（圖1a）；資料查詢中包括“查詢平均高溫”、“查詢高溫差異”、“查詢平均低溫”和“查詢低溫差異”下拉菜單（圖1b）；日常預(yù)報中包括“高溫預(yù)報”和“低溫預(yù)報”下拉菜單（圖1c）。

2.3 系統(tǒng)的輸入和輸出

系統(tǒng)中所運行的數(shù)據(jù)庫均為復(fù)

制后的數(shù)據(jù)庫，在復(fù)制后的數(shù)據(jù)庫中可根據(jù)輸入變量的不同

進行刪減，“輸入天空狀況資料”包括要查詢或預(yù)報時的白天日照時數(shù)、夜間總云量；“輸入風(fēng)資料”中顯示7類風(fēng)向的劃定供選擇輸入值；資料查詢中的4個下拉菜單分別顯示不同月份、不同天空狀況和不同風(fēng)向三組變量的平均高溫、高溫差異、平均低溫、低溫差異多年平均值，系統(tǒng)中的變量顯示輸出根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)內(nèi)容采用條件語句鎖定；“高溫預(yù)報”和“低溫預(yù)報”中分別輸入當(dāng)天岳陽6個觀測站02：00氣溫或14：00氣溫并結(jié)合“數(shù)據(jù)輸入”的其他條件計算和顯示最高、最低氣溫預(yù)報結(jié)論，并同時將預(yù)報結(jié)論存入相應(yīng)的預(yù)報結(jié)論數(shù)據(jù)庫供檢驗預(yù)報質(zhì)量之用。

3 系統(tǒng)的應(yīng)用及其檢驗效果

3.1 最高、最低氣溫預(yù)報的應(yīng)用

最高、最低氣溫預(yù)報可直接用于24 h預(yù)報，并可適當(dāng)參考平均最高、最低氣溫平均值。

3.2 氣溫差異的應(yīng)用

24 h以上岳陽站最高、最低氣溫預(yù)報值可通過EC細(xì)網(wǎng)格及EC 850 hPa預(yù)報數(shù)值變化和天氣形勢綜合決定，高溫、低溫差異可應(yīng)用于預(yù)報2～7 d的以岳陽站預(yù)報值為基數(shù)的其他各站上下浮動的數(shù)值幅度，對于特殊月份、天空狀況、風(fēng)向的數(shù)值浮動幅度具有極好的參考性，如11月晴天下南風(fēng)時平江、臨湘最低氣溫分別比岳陽低6和4 ℃。

3.3 2014年6月最高、最低氣溫檢驗效果

利用岳陽氣溫預(yù)報系統(tǒng)對2014年6月份最高、最低氣溫進行了檢驗，以天氣預(yù)報質(zhì)量評定的±2 ℃作為標(biāo)準(zhǔn)，得出2014年岳陽最高氣溫預(yù)報準(zhǔn)確率為74.4%，最低氣溫預(yù)報準(zhǔn)確率為80.0%，高于日常預(yù)報水平，對日常天氣預(yù)報有較好的參考作用。

4 小結(jié)

岳陽氣溫預(yù)報系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)了氣溫預(yù)報由主觀判斷上升到量的計算，克服了主觀上的盲目性。系統(tǒng)以數(shù)值結(jié)論整合了逐月不同天空狀態(tài)和不同風(fēng)場對最高、最低氣溫和站際高溫、低溫差異的影響程度，各種類別的氣溫數(shù)值統(tǒng)計符合客觀實際，城市效應(yīng)、山地效應(yīng)、湖陸效應(yīng)得到了量化體現(xiàn)，數(shù)據(jù)輸入簡單明了，系統(tǒng)操作方便快捷。

參考文獻

[1]

喻長建.汛期南洞庭湖高洪水位與湖南暴雨分析[J].氣象，1992（2）：47-49.

[2] 黃菊梅，鄒用昌，蔡海朝，等.近60a來洞庭湖區(qū)氣溫的變化特征[J].氣象科學(xué)，2013（4）：457-463.

[3] 黃菊梅，周金良，胡德強.岳陽近五十五年氣溫變化趨勢[C]//中國氣象學(xué)會2008年年會氣候變化分會場論文集.北京：中國氣象學(xué)會，2008.

[4] 林必元，李敏嫻.洞庭湖湖陸風(fēng)特征與降水[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報，1988（1）：78-88.