國家精細化溫度指導預報在天津濱海新區的檢驗訂正

趙金霞，范蘇丹，盧換珍

(1. 天津濱海新區氣象局 天津300457；2. 濟南氣象科研所 山東濟南250031；3. 天津市氣象局 天津300074)

國家精細化溫度指導預報在天津濱海新區的檢驗訂正

趙金霞1，范蘇丹2，盧換珍3

(1. 天津濱海新區氣象局 天津300457；2. 濟南氣象科研所 山東濟南250031；3. 天津市氣象局 天津300074)

對國家氣象中心2014年7月至2015年6月下發的精細化溫度指導預報在天津濱海新區的絕對平均誤差和預報準確率進行了分析，結果發現：24,h預報效果好于48,h及72,h；在各時段的溫度預報中，最低溫度預報效果好于最高溫度預報。分析報錯的原因，提取離散度大于 2,℃的個例，根據不同天氣狀況進行歸類，找出不同天氣狀況下最高、最低溫度訂正值，利用 2015年 7～10月的溫度指導預報資料進行驗證，計算≤1,℃、≤1.5,℃、≤2,℃3個區域訂正前后的準確率，結果最低、最高氣溫準確率提高12%,～13%,，訂正效果顯著。

溫度指導預報 絕對平均誤差 檢驗訂正

中央臺指導預報是以數值預報為基礎，根據各家數值預報不同權重綜合計算的預報結果，它提高了天氣系統的預報能力。但數值預報對氣象要素計算的準確性和穩定性隨著天氣狀況不同而波動，而數值預報模式在初始化過程的真實性及對復雜地形的逼真描述程度還不夠，也使得數值預報產品存在不確定性；這樣就有必要對其預報準確性不斷進行檢驗，找出數值預報與實況的差異，及時改進、訂正，提高預報準確率，方便預報員使用，也使數值預報的推廣使用成為可能。為此，我們遵循上級指導、逐級訂正的預報思路，對指導產品的預報能力與誤差情況進行分析；計算出不同預報時效的溫度差值，確立有效的數值預報訂正方法，提高轉折性天氣的預報準確率，使數值預報在實際業務中發揮更大的作用，也為數值預報本地化提供了研究方向。

1 基本檢驗量

在溫度檢驗中，一般選用絕對誤差和準確率作為檢驗標準。[1-3]選用絕對平均誤差與平均準確率作為檢驗最高、最低溫度的基本量。檢驗站點為濱海新區塘沽觀測站。

1.1 每月溫度預報平均準確率與絕對平均誤差

以T代表實況值，t代表預報值，則預報誤差E＝T－t，誤差 E取絕對值，即絕對誤差。設 N為總天數，對于單站可以計算每天的誤差(i從 1到 N)，月絕對平均誤差MAE由如下列公式計算：[4]

表1 24小時預報檢驗最高(TD)最低(TG)Tab.1 TD and TG of 24,h weather forecast verification

從表 1的 24,h預報檢驗可以看出，最低氣溫的預報效果明顯高于最高氣溫預報；除 8月、9月最高氣溫預報準確率明顯高于最低氣溫預報外，其他時間最低氣溫預報準確率均高于最高氣溫。

在 48,h預報檢驗中，最低氣溫的預報效果明顯高于最高氣溫預報；11月、12月最高氣溫預報準確率高于最低氣溫預報，其他時間最低氣溫預報準確率均高于最高氣溫。48,h數值預報的月絕對平均誤差有3個月大于2,℃，說明數值預報離散度超出了正常范圍。在 72,h預報檢驗中，只有 5月最高氣溫準確率高于最低氣溫，其他時間最低氣溫準確率都好于最高氣溫；且 72,h預報準確率高于 48,h預報。72,h數值預報的月絕對平均誤差小于2,℃，說明數值預報離散度在正常范圍內。

1.2 年平均預報準確率

年平均預報準確率，24,h預報最低氣溫為70.2%,，最高氣溫為 60.9%,；48,h預報最低氣溫為64.5%,，最高氣溫為 54.7%,；72,h預報最低氣溫為67.2%,，最高為60.2%,。由檢驗結果可知，24,h預報準確率高于 48,h及 72,h；72,h預報準確率反而高于48,h預報。由此可以看出，數值預報準確率隨機性較大。

2 檢驗訂正

找出離散度大于 2,℃的個例及其對應的天氣狀況，根據不同天氣狀況進行歸類，找出同類型天氣狀況下的訂正值；可分為以下 4種情況(冷空氣南下型、降水型、霧霾型、晴空偏西風型)。然后利用2015年 7～10月的溫度指導預報資料，按≤1,℃、≤1.5,℃、≤2,℃ 3個區域，計算訂正前后的準確率，如表2、3所示。

表2 不同天氣過程最高、最低溫度訂正值方法Tab.2 Max．and Min．temperature correction methods in different weather processes

表3 2015年7～10月24,h預報計算與訂正的平均值Tab.3 Mean values of 24,h forecast calculation and correction values from July to October, 2015

2.1 冷空氣南下訂正

冷鋒南下無降水(夜間冷空氣影響)，白天會有鋒前增溫，最高氣溫比計算值高 2～3,℃(根據云量多少)。冷空氣控制時計算校準，利用計算值四舍五入發布。冷空過后訂正氣溫回升時，最低氣溫回升大多滯后 1天，然后跳躍回升，最低氣溫比計算值高 2～ 3,℃。白天降溫且無降水時最高氣溫隨之下降，利用計算值四舍五入發布即可。

2.2 降水訂正

當白天或夜間有降水且吹東北風時，最高、最低氣溫實況值要比計算值低 2,℃左右。有積雪時輻射降溫強，最高氣溫比計算值低 2,℃，最低氣溫比計算值低2～3,℃。

2.3 霧霾訂正

有霧霾云量較多且偏東風時，最高氣溫比計算值低2～3,℃。能見度小于1,km時，最低氣溫比計算值低2～4,℃左右，能見度越小最低氣溫越低。

2.4 晴空偏西風訂正

暖脊前，晴空且吹西北風、西風、西南風時最高氣溫比計算值高 3,℃，最低氣溫計算較準，如表 2所示。

通過對冷空氣南下訂正、降水訂正、霧霾訂正、積雪訂正、大霧訂正、晴空偏西風訂正，使最低、最高氣溫準確率在≤1,℃、≤1.5,℃、≤2,℃的區間都有較大提升，≤1,℃區間提高最為明顯；最終得分達到了81%～82%，極大提高了數值預報的準確率，如表 3所示。

3 結 論

由統計對比可知，數值預報準確性和穩定性隨著天氣狀況不同而波動。通過對數值預報的統計檢驗，弄清楚了數值預報對塘沽站的預報能力。計算出不同預報時效的絕對誤差；確立有效的數值預報訂正方法，在一定程度上改善了數值預報對轉折性天氣預報的能力，有效提高了溫度預報準確率。通過分析和訂正，使數值預報模式資料在實際預報業務中發揮了更大的作用，通過對冷空氣南下訂正、降水訂正、霧霾訂正、晴空偏西風訂正，使最低、最高氣溫準確率提高12%～13%，最終得分達到了81%～82%，使數值預報在實際工作中成為不可或缺的手段，為溫度預報的精準化提供了可靠的平臺，也為數值預報本地化提供了研究方向。■

［1］ 漆梁波，曹曉崗，夏立，等. 上海區域要素客觀預報方法效果檢驗[J]. 氣象，2007，33(9)：11-12.

［2］ 張建海，諸曉明. 數值預報產品和客觀預報方法預報能力檢驗[J]. 氣象，2006，32(2)：60-61.

［3］ 張冰，魏建蘇，裴海瑛. 2006年 T213模式在江蘇的降水和溫度檢驗評估[J]. 氣象科學，2008，28(4)：469-470.

［4］ 李朝興，李周. 2008年汛期國家精細化溫度指導預報在河南區域的檢驗[J]. 氣象與環境科學，2009，32(2)：21-25.

National Temperature Guidance Forecast in Tianjin Binhai New Area：Inspection and Revision

ZHAO Jinxia1，FAN Sudan2，LU Huanzhen3
(1．Tianjin Binhai New Area Meteorological Bureau，Tianjin 300457，China；2．Ji nan Meteorological Research Institute，Ji nan 250031，Shandong Province，China；3．Tianjin Meteorological Bureau，Tianjin 300074，China)

According to temperature guidance forecast from July 2014,to June 2015 released by National Meteorological Center，an analysis of the absolute mean error and forecast accuracy in Tianjin Binhai New Area was carried out．The results showed that：24,h forecast effect is better than those of 48 h and 72,h forecast；and the lowest temperature forecast effect is better than the highest one in the temperature forecast of each time period．To analyze causes of the error，cases with discrete degree greater than 2,℃ were selected and classified according to different weather conditions to find the highest and lowest temperature correction values in different weather conditions．Then，the temperature guidance forecast data from July to October in 2015 were used and the accuracy of the three regions was calculated before and after the correction．The accuracy rate calculation under the weather conditions of≤1℃，≤1.5℃ and ≤2℃ of the three regions before and after the correction were obtained and the results showed that accuracy rate of the lowest and highest temperature increased by 12%～13%，indicating a remarkable correction effect.

temperature guidance forecast；absolute mean error；checking and correction

P457

A

1006-8945(2016)07-0003-02

2016-06-06