歐洲中心精細(xì)化數(shù)值模式預(yù)報產(chǎn)品性能診斷分析

凌晶+張丁丁+劉禮珍

摘 要 利用歐洲中心精細(xì)化數(shù)值預(yù)報模式產(chǎn)品資料，對2015年來賓市降水和氣溫預(yù)報按月份、量級進行了檢驗評估。結(jié)果表明：模式對中雨及以下量級的降水預(yù)報準(zhǔn)確率較高，暴雨及以上量級預(yù)報則不太理想。模式對氣溫預(yù)報性能較好，誤差基本在2℃以內(nèi)，且具有一定的季節(jié)性特點。

關(guān)鍵詞 數(shù)值模式；降水；地面氣溫；對比檢驗

中圖分類號：P456.7 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.36.055

在現(xiàn)代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)中，數(shù)值預(yù)報具有越來越重要的地位，對預(yù)報的準(zhǔn)確率也提出了更高的要求[1-4]。其中，歐洲數(shù)值模式具有較高的預(yù)報水平，其精細(xì)化產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于業(yè)務(wù)中。但受初始場、地形、及模式本身設(shè)計等方面的影響，模式產(chǎn)品，特別是對天氣要素的預(yù)報產(chǎn)品不可避免地存在一定的誤差。隨著模式的發(fā)展和氣象現(xiàn)代化建設(shè)的需要，對歐洲數(shù)值模式精細(xì)化產(chǎn)品的客觀性檢驗顯得尤為重要。

本文通過檢驗2015年1-10月歐洲中心精細(xì)化數(shù)值預(yù)報模式溫度和降雨預(yù)報產(chǎn)品的定性定量分析其預(yù)報性能，使預(yù)報員能了解其性能和特點，對模式產(chǎn)品本地化釋用和提高日常天氣預(yù)報準(zhǔn)確率具有重要意義。

1 資料來源及統(tǒng)計方法

1.1 檢驗資料

檢驗的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品是歐洲中心細(xì)網(wǎng)格數(shù)值模式地面溫度預(yù)報和降雨預(yù)報產(chǎn)品，檢驗站點為來賓站（109.24°E，23.75°N），檢驗時間為2015年1-12月，檢驗時效為0～24 h、24～48 h、48～72 h。由于歐洲中心在2015年對模式分辨率進行調(diào)整，1月5日以后水平分辨率由0.25度變?yōu)?.125度，但分辨率為0.25度的只有5 d，且在提取要素時已經(jīng)做了處理，對檢驗結(jié)果影響不大。

1.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

在提取要素過程中進行質(zhì)量控制，標(biāo)記不符合氣候特征的預(yù)報值、缺測值，并且不參加該時效檢驗。

1.3 統(tǒng)計方法

1.3.1 降水定性預(yù)報檢驗

當(dāng)預(yù)報為有雨，若實況降水量R實≥0.0 mm評定為正確，若實況無雨則評定為空報；當(dāng)預(yù)報為無雨，若實況無雨評定為正確，若實況降水量R實>0.0 mm評定為漏報。定性準(zhǔn)確率=報對次數(shù)/（報對次數(shù)+空報次數(shù)+漏報次數(shù)）。

1.3.2 降水定量預(yù)報檢驗

檢驗分5個降水量級（R實≥0.1 mm、R實≥10 mm、R實≥25 mm、R實≥50 mm和R實≥100 mm，亦即小、中、大、暴和大暴雨以上）。當(dāng)預(yù)報為某量級降水，若實況降水量落在預(yù)報區(qū)間評定為正確，若實況降水量小于預(yù)報區(qū)間起始值評定為偏大，若實況降水量大于預(yù)報區(qū)間終止值評定為偏小，定量正確率=報對次數(shù)/（報對次數(shù)+偏大次數(shù)+偏小次數(shù)）。

1.3.3 氣溫定量預(yù)報檢驗方法

記F為預(yù)報值，O為實況值，M為預(yù)報次數(shù)，采用兩種氣溫定量檢驗方法。平均偏差，它反映統(tǒng)計時段內(nèi)氣溫預(yù)報的某種系統(tǒng)性誤差。絕對誤差，它反映預(yù)報值與實況值的平均偏離程度，因而能反映總誤差情況。

2 降水預(yù)報產(chǎn)品檢驗

2.1 降水定性檢驗

從定性檢驗的TS評分、空報率、漏報率來看（圖略），1-10月平均預(yù)報準(zhǔn)確率為68%，其中非汛期2月的預(yù)報準(zhǔn)確率低于平均水平，原因是實況降雨日數(shù)僅為6天，模式空報較多。前汛期4-6月的預(yù)報準(zhǔn)確率低于平均水平，也與這幾個月降雨較多、且的空報率較高有關(guān)。另外從漏報率來看，歐洲中心降水預(yù)報對于降雨過程都有反應(yīng)，但空報較多。

2.2 降水分級定量檢驗

從2015年1-10月來賓站降水定量預(yù)報檢驗定量準(zhǔn)確率來看，隨著降水量級的增大，歐洲中心模式預(yù)報準(zhǔn)確率明顯降低，且對于暴雨及以上量級基本沒有預(yù)報出來。

從預(yù)報時效來看，隨著預(yù)報時長增加，小雨的預(yù)報準(zhǔn)確率逐漸降低，從24h的65%降低到72h的53%，而中雨預(yù)報準(zhǔn)確率卻隨預(yù)報時效接近而減小，大雨及以上的準(zhǔn)確率隨時效增減特征不明顯。對于暴雨量級的降雨，模式預(yù)報性能較低，24h的暴雨預(yù)報準(zhǔn)確率僅為17%，48～72 h時段內(nèi)沒有預(yù)報出來。而大暴雨24h內(nèi)預(yù)報準(zhǔn)確率較高，反查后發(fā)現(xiàn)，2015年來賓站有三次大暴雨，10月7日暴雨過程中，模式24 h模式預(yù)報雨量為97 mm，48 h為107 mm，所以造成48 h大暴雨預(yù)報準(zhǔn)確率較高。

3 溫度預(yù)報檢驗

3.1 來賓站氣溫預(yù)報檢驗

3.1.1 最高氣溫預(yù)報平均偏差

比較各月偏差來看，1-3月、12月月平均偏差較小，表明最高氣溫預(yù)報準(zhǔn)確率高；2-3月、12月這段時間內(nèi)，平均偏差為正值，說明最高氣溫預(yù)報普遍偏高；4-11月平均偏差為負(fù)值，表明最高氣溫預(yù)報偏低。所以最高氣溫預(yù)報性能具有一定的季節(jié)性特點，春季到夏季，隨著天氣轉(zhuǎn)暖，最高氣溫預(yù)報平均偏差增大，從夏季到秋季，最高氣溫預(yù)報平均偏差減小。

3.1.2 最高氣溫預(yù)報絕對誤差

比較各月最高氣溫預(yù)報的絕對偏差來看，最高氣溫絕對誤差基本都在2.5℃以下，汛期4-9月絕對誤差普遍高于平均水平，這可能受夏季降雨頻繁，對氣溫預(yù)報性能影響較大。

3.1.3 最低氣溫預(yù)報平均偏差

比較最低氣溫預(yù)報平均偏差分析可以看出，最低氣溫預(yù)報普遍低于實況，平均偏差基本在1℃以內(nèi)，與實況溫度較為接近。

3.1.4 最低氣溫預(yù)報絕對誤差

從最低氣溫預(yù)報絕對誤差來看，各月絕對誤差基本都在1℃左右，說明模式對于最低氣溫預(yù)報的性能較好，與實況偏差較小。比較各月來看，9-11月的最低氣溫絕對誤差普遍低于全年水平，可能與降雨減少和冷空氣過程少有關(guān)。

4 結(jié)論與討論

第一，歐洲中心數(shù)值模式精細(xì)化降水預(yù)報準(zhǔn)確性在夏季最低，隨降水量級增大而明顯減小，對暴雨以上量級的預(yù)報能力較低，但有一定預(yù)報準(zhǔn)確性。

第二，最高、最低氣溫預(yù)報基本接近實況，絕對誤差大部在2℃以內(nèi)，且具有一定的季節(jié)性，夏季偏差較小，且起伏較小。

第三，由于誤差分析的方法比較粗糙，無法進一步區(qū)分具體天氣過程對預(yù)報誤差的影響，有待以后繼續(xù)研究。

參考文獻

[1]應(yīng)爽.日本數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品在溫度預(yù)報中的釋用[J].吉林氣象，2007（2）：21-22.

[2]徐琳娜，馮漢中.基于數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的溫度釋用方法比較[J].四川氣象，2006（2）：4-5.

[3]趙聲蓉.多模式溫度集成預(yù)報[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2006（1）：52-58.

[4]趙斌華，湯光華，李力.某場站溫度預(yù)報初探[J].應(yīng)用數(shù)學(xué)，2004（s2）：139-143.

（責(zé)任編輯：趙中正）