ECMWF高分辨率數值預報2 m溫度產品在銅仁市的適用性分析

陳超 徐大紅 李習瑾 陳方遠

摘要 將ECMWF高分辨率數值（簡稱EC-thin）2 m溫度產品與銅仁地區3個國家基本站的觀測資料進行比較分析，以檢驗該產品在銅仁地區的適用性。本文分別采用分月統計和分段統計的方式比較溫度實況值與預報值的差值絕對值。結果顯示，EC-thin 2 m溫度產品對低溫的預報效果優于高溫；低溫預報效果5月最優，高溫11月最優；72 h的低溫預報效果要優于24、48 h，24 h的高溫預報效果優于48、72 h；當預報值為10～20 ℃時，差值最低，僅為0.3 ℃。

關鍵詞 ECMWF高分辨率數值預報；2 m溫度；差值；適用性；貴州銅仁

中圖分類號 P457 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）11-0216-02

數值模式預報現已經成為日常天氣預報不可或缺的重要技術支撐，但是我國地形復雜，數值模式預報產品在各個地方的適用性也不盡相同。隨著數值模式在科學研究和實際業務預報中的應用逐步成熟，很多氣象工作者在數值模式本地化適用性上做了許多工作[1-4]。隨著社會的發展，各行各業對氣象服務的要求愈來愈高。2 m溫度預報的準確性對人們的生活、農業生產和工業生產有著重要影響，因而提高2 m溫度的預報準確率非常重要。

銅仁市地處黔、湘、渝三省市結合部、武陵山區腹地，地形復雜，山間、河谷溫度垂直變化明顯，有“一山有四季，十里不同天”的天氣特征。溫度的預報一直是天氣預報的難點，統計分析EC-thin 2 m溫度產品的最高溫度和最低溫度與銅仁市的最高氣溫和最低氣溫實況值之間的誤差，以期為溫度預報提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文采用的資料是2012年1月1日20：00至2015年12月31日20：00每天20：00起報的未來72 h預報場，預報時間間隔為3 h，實況溫度選用銅仁3個國家基本站碧江區、松桃縣、思南縣測量溫度來代表全市。2015年1月之前的EC-thin 2 m溫度產品的水平分辨率為0.25°×0.25°，之后的水平分辨率為0.125°×0.125°。

EC-thin 2 m溫度產品是格點資料，因而需要用插值的方法[5]計算銅仁市各站點的預報值。選用2012年1月1日至2015年12月31日共1 461 d的資料，其中缺省179 d，有效資料天數為1 282 d。

1.2 研究方法

統計實況值與EC-thin 2 m溫度產品24、48、72 h預報值的差值進行分月比較以及預報值分段比較。分月比較方式：統計實況值與預報值的差值ΔT，分析其絕對值的平均值。差值絕對值的平均值越小，說明預報效果越好；值越大，說明效果越差。預報值分段比較方式：先將預報值分為Ty<0 ℃、0 ℃≤Ty<10 ℃、10 ℃≤Ty<20 ℃、20 ℃≤Ty<30 ℃、Ty≥30 ℃ 5段，再分段統計差值的分布情況。

2 結果與分析

2.1 差值分析

統計分析2012—2015年的數據，結果顯示，低溫差值為1.0～2.8 ℃，而高溫差值為3.0～5.1 ℃，低溫的差值明顯小于高溫的差值，說明EC-thin 2 m溫度產品對銅仁市低溫預報的效果優于高溫（圖1）。

2.1.1 低溫分析。從低溫的預報效果看，5月的效果優于其他月份，其差值只有1 ℃左右，2月、12月的預報效果最差，差值達3 ℃左右；從預報時效看，72 h的低溫預報效果要略優于24 h與48 h，差值相差僅為0.1～0.2 ℃；從地域的角度分析得知，碧江區的預報效果優于松桃縣與思南縣，且松桃縣的預報效果優于思南縣。

2.1.2 高溫分析。從高溫的預報效果看，11月的預報效果優于其他月份，差值為3 ℃左右，7月的效果最差，差值達4～6 ℃。24 h的高溫預報效果優于48 h與72 h，且48 h的效果優于72 h，差值相差0.5～1.0 ℃。從地域的角度分析得知，碧江區的預報效果要優于松桃縣、思南縣，且松桃縣的預報效果優于思南縣。

2.2 分段統計

將預報值按大小分為Ty<0 ℃、0 ℃≤Ty<10 ℃、10 ℃≤Ty<20 ℃、20 ℃≤Ty<30 ℃、Ty≥30 ℃ 5段，分段統計實況值與預報值的平均值。差值的大小可直觀反映預報值可參考性的強弱。碧江區、松桃縣、江口縣的詳細差值分別見表1、表2、表3。

通過對表1分析可知，各段的低溫差值低于高溫1 ℃左右，說明每段EC-thin低溫預報值的效果優于高溫；通過對每段預報值的比較可知，差值隨著預報值的升高而降低，當預報為10～20 ℃時，差值最低，差值最低僅為0.3 ℃，最高僅為1.5 ℃，說明當預報值處于此段時，EC-thin的可參考性最好，之后差值隨著預報值的升高而升高。

通過對表2、表3的分析，可以得到與表1類似的結果，只是差值大小略有不同。通過對比表1、2、3發現，預報值為20～30 ℃，預報場為72 h的低溫時，差值僅為0.3～0.9 ℃，較其他段的預報值、預報場都要低。

3 結論

本文通過分月分析溫度實況值與預報值的差值絕對值以及分段分析溫度實況值與預報值的差值，可以得到以下幾個結論。

（1）EC-thin 2 m溫度產品對低溫的預報效果優于高溫，低溫的差值為1.0～2.8 ℃，高溫的差值為3.0～5.1 ℃。

（2）分月來看EC-thin 2 m溫度產品的預報效果，低溫5月差值僅為1 ℃左右，明顯優于其他月份，高溫11月差值為2.5～3.1 ℃，優于其他月份；從預報場來看預報效果，低溫的72 h預報場優于24、48 h，高溫的24 h預報場優于48、72 h；從地域的角度分析，EC-thin 2 m溫度產品對碧江區的預報效果優于松桃縣、思南縣，且松桃縣的預報效果優于思南縣。

（3）分段分析溫度實況值與預報值的差值，當預報值為10～20 ℃時，差值最低，低溫差值為0.3～1.0 ℃，高溫差值為1.4～2.5 ℃。

4 參考文獻

[1] 肖明靜，馬國忠.3種數值模式溫度預報產品在山東應用的誤差分析與訂正[J].干旱氣象，2012，30（3）：472-477.

[2] 李莉，李應林，田華，等.T213全球集合預報系統性誤差訂正研究[J].氣象，2011，37（1）：31-38.

[3] 任宏利，丑紀范.數值模式的預報策略和方法研究進展[J].地球科學進展，2007，22（4）：376-385.

[4] 王敏，李曉莉，范廣洲，等.區域集合預報系統2 m溫度預報的校準技術[J].應用氣象學報，2012，23（4）：706-712.

[5] 張金鑫，馬國忠.利用距離平方反比算法對格點數值預報產品進行插值[J].黑龍江氣象，2011，28（4）：22-23.