歐洲數值預報與中央指導報關于撫順地區溫度預報的檢驗分析平臺介紹

李若楠　馬曉穎　李俊樂　劉暢　馬昊天　李炳坤

摘要 現代數值預報技術的飛速發展，使數值預報模式產品成為預報員制作預報時重要的參考對象和依據，單一的數值預報產品不足以支撐溫度預報的準確性，參考多模式預報產品并從中選取穩定性較好的數值預報產品作為參考，有助于預報員快速準確地做出本地溫度預報。撫順地區溫度預報檢驗分析平臺的開發可以將歐洲中心數值預報和中央指導報關于撫順地區的溫度預報進行全方位分析、檢驗和展示，大大地省去了翻閱資料的時間，使預報員把更多的時間用在預報分析上，在確保預報質量的同時極大地提高了預報員的工作效率。

關鍵詞 歐洲中心數值預報;中央指導預報;整點空氣溫度;檢驗;Matlab;GUI;折線圖;

中圖分類號：P457.3 文章標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）06–0–03

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.051

隨著數值預報技術的快速發展，預報的精細化和智能化已成為現代天氣預報業務的顯著特征，而數值預報模式產品對大氣環流演變的預報能力已超過預報員的主觀經驗判斷，時效越長，這一優勢就越明顯[1-2]。數值預報模式產品已成為現代天氣預報的基礎，但現階段預報員的主觀經驗在預報制作過程中依然起著主導作用。因此，在氣象預報業務中數值預報模式產品，成為預報員分析制作天氣預報時最重要的、不可或缺的參考對象[3]。

根據預報員多年的預報經驗，歐洲中心數值預報和中央指導報對撫順地區溫度預報具有很好的指導意義，雖然直接使用溫度預報值效果很差，但經過一定的訂正方法對數值預報進行訂正可以大大地提高撫順地區的溫度預報準確度。對此，李亞中等預報員研究出了多種溫度訂正預報方法提高撫順地區溫度預報的準確率[4-5]。單一的預報方法不能使預報員全面了解到某個時間段內某種數值預報模式的穩定性。因此，如何幫助預報員在短時間內既能快速了解到過去某時間段內兩種數值預報模式的穩定性情況，又能直觀地列出未來幾天兩種數值預報的預報情況，預報員再結合主觀分析，在確保預報質量的同時能有效提高預報員工作效率，成為溫度預報平臺研發的重點任務。

撫順市氣象臺借助Matlab GUI研發出基于歐洲中心細網格2 m氣溫和露點溫度（以下簡稱“2 m氣溫”和“2 m露點”）、歐洲中心粗網格850 hPa溫度場（以下簡稱“850 hPa溫度”）、中央指導報報文（以下簡稱“央指”）、國家基本氣象站（即章黨站、清原站、新賓站，以下簡稱“三站”）逐日最高氣溫值和最低氣溫值的撫順地區數值溫度預報檢驗分析平臺。

1 需求分析

1.1 現狀分析

預報員每日在利用MICAPS調閱氣象資料進行天氣形勢分析做出未來7 d晴雨預報之后，要抄寫歐洲中心粗網格850 hPa溫度場最新起報時次在撫順地區某代表點未來7 d的預報值，分為08∶00起報和20∶00起報，還要抄寫或翻閱歐洲中心細網格2 m氣溫場，找出并記錄三站未來7 d每天最高溫度預報值和最低溫度預報值，翻閱中央指導報報文對三站未來7 d每天最高溫度預報值和最低溫度預報值，記錄過去1～2 d三站每天最高溫度實況值和最低溫度實況值。根據這些溫度資料結合天氣形勢分析做出撫順地區未來7 d的溫度預報，資料的翻閱和記錄過程很浪費時間，大大降低了預報員的實際工作效率，并且想要查看過去某一段時間內每種數值溫度預報的穩定性也比較困難。通過撫順地區數值溫度預報檢驗分析平臺，可以將以上信息快速調閱出來，并通過圖表的形式展示在平臺內供預報員分析，過去的資料也可以直接調閱進行再分析或歷史回顧，這不僅極大地提高了預報員的溫度預報質量和工作效率，還可利用該平臺對過去某天的預報情況進行重演再分析，成為預報員作預報總結分析的有效工具。

1.2 設計要求

根據實際天氣預報分析過程，將用到的兩種數值產品分為EC類和央指類。EC類是指歐洲中心細網格逐3 h“2 m氣溫”和“2 m露點”、歐洲中心粗網格850 hPa溫度;央指類是指中央指導報報文中的逐3 h溫度預報值，滿足實際預報工作需求需要滿足以下幾個方面：（1）列出最新起報時次未來7 d 08∶00和20∶00的代表點850 hPa溫度值;（2）列出未來3 d三站“2 m氣溫”最高值和最低值以及最值出現的時間;（3）以表的形式列出三站過去10 d兩種數值預報對24 h溫度預報值與溫度實況值的檢驗，表中每個站點按照時間序列排序列出EC類或央指類數值預報產品24 h溫度預報值、站點溫度實況值、溫度預報值與溫度實況值的差值，其中，溫度是指24 h內的最高溫度和最低溫度;（4）以折線圖的形式分別將三站未來3 d EC類逐3 h“2 m氣溫”和“2 m露點”溫度、央指類未來3 d逐3 h氣溫、過去最近20∶00或08∶00至當前時刻逐小時的整點空氣溫度實況值繪制在同一張表中;（5）以折線圖的形式檢驗某時段內兩類數值預報對24 h溫度預報的穩定性，分別將三站過去某時間段內以日為橫坐標單位，溫度為縱坐標單位繪制EC類溫度預報、央指類溫度預報、最值溫度實況折線圖。

2 平臺框架及主要功能

2.1 基于Matlab GUI的應用框架

圖形用戶界面GUI（Graphical User Interfaces）是由各種圖形對象，如圖形窗口、圖軸、按鈕、菜單、文本框等對象（Objects）構成的用戶界面，其開發環境提供了一組用于用戶界面開發的工具，是人際交流信息的工具和方法，在該界面內，用戶可以根據界面提示完成整個工程而不必去了解工程內部是如何工作的，利用GUIDE設計圖形用戶界面時，可通過GUI應用屬性設置編輯器來設置對句柄操作的響應[6-7]。

根據預報業務實際需求，使用Matlab的圖形用戶界面（GUI）技術編寫撫順地區溫度預報的檢驗分析平臺主框架，在友好的人機交互界面的基礎上，充分利用Matlab強大的數據處理能力和豐富的繪圖功能，對數據進行處理、分析以及展示[8]。

參考文獻

[1] 程正泉，廖代強.數值天氣預報模式產品在預報業務中的應用[J].廣東氣象，2012，34（4）：1–9.

[2] 賀雅楠，高篙，薛峰，等.基于MICAP54的智能網格預報平臺設計與實現[J].應用氣象學報，2018，29（1）：13–24.

[3] 畢寶貴，代刊，王毅，等.定量降水預報技術進展[J].應用氣象學報，2016，27（5）：534–549.

[4] 李亞中，呂志紅，隋明，等.撫順地區地面氣溫與850 hPa溫差分析[J].現代農業科技，2017（19）：182–184.

[5] 李若楠，米雷，吳佳麗，等.基于等差值方法的鄉鎮溫度訂正預報的簡單研究[J].農業災害研究，2015，5（10）：67–69.

[6] 羅華飛.MATLAB GUI設計學習手記[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011.

[7] 王默玉，宗偉，劉春磊，等.基于MATLAB的圖形用戶界面的構造方式與應用[J].現代電力，2002，19（1）：76–82.

[8] 董振海.精通MATLAB7編程與數據庫應用[M].北京：電子工業出版社，2007.

責任編輯：黃艷飛

Introduction to the European Numerical Forecast and Central Guidance Platform for the Verification and Analysis of Temperature Forecasts in Fushun

LI Ruo-nan et al （Fushun Meteorological Bureau， Fushun， Liaoning 113000）

Abstract With the rapid development of modern numerical forecast technology， the numerical forecast model products have become an important reference object and basis for forecasters to make forecasts， a single numerical forecast product is not sufficient to support the accuracy of temperature forecasts， it is helpful for forecasters to make local temperature forecast quickly and accurately by referring to multi-model forecast products and choosing stable numerical forecast products as reference， the development of the test and analysis platform for the temperature forecast in the Fushun area will enable the analysis， test and display of the numerical forecast in the European Center and the temperature forecast in the Fushun area in the central guidance， Greatly saves the time to review the data， so that forecasters spend more time on forecasting analysis， the work efficiency of the forecaster is greatly improved while the quality of the forecast is ensured.

Key word European Central Numerical Forecast; Central Guidance and forecastAir Temperature on the hour; Examination; Matlab GUI; Broken Line Diagram

作者簡介 李若楠（1989–），女，吉林遼源人，工程師，從事氣象預報預警和氣象服務工作。

收稿日期 2020–06–28