在现代天气预报业务中,数值预报具有越来越重要的地位,对预报的准确率也提出了更高的要求[1,2,3,4]。其中,欧洲数值模式具有较高的预报水平,其精细化产品已被广泛应用于业务中。但受初始场、地形、及模式本身设计等方面的影响,模式产品,特别是对天气要素的预报产品不可避免地存在一定的误差。随着模式的发展和气象现代化建设的需要,对欧洲数值模式精细化产品的客观性检验显得尤为重要。
本文通过检验2015年1-10月欧洲中心精细化数值预报模式温度和降雨预报产品的定性定量分析其预报性能,使预报员能了解其性能和特点,对模式产品本地化释用和提高日常天气预报准确率具有重要意义。
1 资料来源及统计方法
1.1 检验资料
检验的数值预报产品是欧洲中心细网格数值模式地面温度预报和降雨预报产品,检验站点为来宾站(109.24°E,23.75°N),检验时间为2015年1-12月,检验时效为0~24 h、24~48 h、48~72 h。由于欧洲中心在2015年对模式分辨率进行调整,1月5日以后水平分辨率由0.25度变为0.125度,但分辨率为0.25度的只有5 d,且在提取要素时已经做了处理,对检验结果影响不大。
1.2 数据质量控制
在提取要素过程中进行质量控制,标记不符合气候特征的预报值、缺测值,并且不参加该时效检验。
1.3 统计方法
1.3.1 降水定性预报检验
当预报为有雨,若实况降水量R实≥0.0 mm评定为正确,若实况无雨则评定为空报;当预报为无雨,若实况无雨评定为正确,若实况降水量R实>0.0 mm评定为漏报。定性准确率=报对次数/(报对次数+空报次数+漏报次数)。
1.3.2 降水定量预报检验
检验分5个降水量级(R实≥0.1 mm、R实≥10 mm、R实≥25 mm、R实≥50 mm和R实≥100 mm,亦即小、中、大、暴和大暴雨以上)。当预报为某量级降水,若实况降水量落在预报区间评定为正确,若实况降水量小于预报区间起始值评定为偏大,若实况降水量大于预报区间终止值评定为偏小,定量正确率=报对次数/(报对次数+偏大次数+偏小次数)。
1.3.3 气温定量预报检验方法
记F为预报值,O为实况值,M为预报次数,采用两种气温定量检验方法。平均偏差,它反映统计时段内气温预报的某种系统性误差。绝对误差,它反映预报值与实况值的平均偏离程度,因而能反映总误差情况。
2 降水预报产品检验
2.1 降水定性检验
从定性检验的TS评分、空报率、漏报率来看(图略),1-10月平均预报准确率为68%,其中非汛期2月的预报准确率低于平均水平,原因是实况降雨日数仅为6天,模式空报较多。前汛期4-6月的预报准确率低于平均水平,也与这几个月降雨较多、且的空报率较高有关。另外从漏报率来看,欧洲中心降水预报对于降雨过程都有反应,但空报较多。
2.2 降水分级定量检验
从2015年1-10月来宾站降水定量预报检验定量准确率来看,随着降水量级的增大,欧洲中心模式预报准确率明显降低,且对于暴雨及以上量级基本没有预报出来。
从预报时效来看,随着预报时长增加,小雨的预报准确率逐渐降低,从24h的65%降低到72h的53%,而中雨预报准确率却随预报时效接近而减小,大雨及以上的准确率随时效增减特征不明显。对于暴雨量级的降雨,模式预报性能较低,24h的暴雨预报准确率仅为17%,48~72 h时段内没有预报出来。而大暴雨24h内预报准确率较高,反查后发现,2015年来宾站有三次大暴雨,10月7日暴雨过程中,模式24 h模式预报雨量为97 mm,48 h为107 mm,所以造成48 h大暴雨预报准确率较高。
3 温度预报检验
3.1 来宾站气温预报检验
3.1.1 最高气温预报平均偏差
比较各月偏差来看,1-3月、12月月平均偏差较小,表明最高气温预报准确率高;2-3月、12月这段时间内,平均偏差为正值,说明最高气温预报普遍偏高;4-11月平均偏差为负值,表明最高气温预报偏低。所以最高气温预报性能具有一定的季节性特点,春季到夏季,随着天气转暖,最高气温预报平均偏差增大,从夏季到秋季,最高气温预报平均偏差减小。
3.1.2 最高气温预报绝对误差
比较各月最高气温预报的绝对偏差来看,最高气温绝对误差基本都在2.5℃以下,汛期4-9月绝对误差普遍高于平均水平,这可能受夏季降雨频繁,对气温预报性能影响较大。
3.1.3 最低气温预报平均偏差
比较最低气温预报平均偏差分析可以看出,最低气温预报普遍低于实况,平均偏差基本在1℃以内,与实况温度较为接近。
3.1.4 最低气温预报绝对误差
从最低气温预报绝对误差来看,各月绝对误差基本都在1℃左右,说明模式对于最低气温预报的性能较好,与实况偏差较小。比较各月来看,9-11月的最低气温绝对误差普遍低于全年水平,可能与降雨减少和冷空气过程少有关。
4 结论与讨论
第一,欧洲中心数值模式精细化降水预报准确性在夏季最低,随降水量级增大而明显减小,对暴雨以上量级的预报能力较低,但有一定预报准确性。
第二,最高、最低气温预报基本接近实况,绝对误差大部在2℃以内,且具有一定的季节性,夏季偏差较小,且起伏较小。
第三,由于误差分析的方法比较粗糙,无法进一步区分具体天气过程对预报误差的影响,有待以后继续研究。
摘要：利用欧洲中心精细化数值预报模式产品资料,对2015年来宾市降水和气温预报按月份、量级进行了检验评估。结果表明:模式对中雨及以下量级的降水预报准确率较高,暴雨及以上量级预报则不太理想。模式对气温预报性能较好,误差基本在2℃以内,且具有一定的季节性特点。
关键词：数值模式,降水,地面气温,对比检验
参考文献
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