基于數值產品的銅仁市溫度預報研究

吳明輝,毛建明,田 海

(貴州省銅仁地區氣象局,貴州 銅仁 554300)

基于數值產品的銅仁市溫度預報研究

吳明輝,毛建明,田 海

(貴州省銅仁地區氣象局,貴州 銅仁 554300)

通過對數值預報模式產品的對比分析,應用 T639和 T213數值模式產品,對銅仁溫度預報進行研究。對 2008年 8月—2009年 6月模式預報結果分別進行分析,發現 T639模式有預報訂正規律,可以有效地提高銅仁溫度預報準確率。

數值產品;溫度預報;效果檢驗

1 引言

降水、氣溫是天氣預報中最基本的要素。隨著國民經濟的發展及人民生活水平的提高,人們對天氣預報的需求也不斷增加,氣溫預報日益得到人們的關注。尤其是近幾年,專業指數預報的研究將服務內容更為細化,而在大多數指數預報研究中 (如：人體舒適度預報、穿衣指數預報、城鎮火險預報),均要有相應準確的溫度要素預報。溫度預報的準確性直接關系著指數預報的準確性。

2 基本思路

在溫度預報的研究中,依據以數值預報產品為基礎的技術路線,選取格點精度高的數值模式預報產品,經過數據處理,計算出銅仁所在經緯度的格點值,作為銅仁對應時效的預報值。同時,根據次日實況檢驗預報結果,及時查找預報差異,確定訂正誤差值。

3 利用數值產品研究銅仁預報

3.1 資料的選取

目前,數值預報模式有很多,包括：T213模式、T639模式、ECWMF、MM5和 GRAPES等 ,各模式的精度在不斷提高。在眾多的數值預報模式中,根據如下原則：①預報模式空間分辨率相對較高;②模式預報產品本身準確率較高、模式運行穩定;③模式輸出數據文件傳輸穩定;④不依賴于單一某一種模式產品,多個模式產品并行,便于對比檢驗。兼顧以上原則,選取 T639和 T123作為研究制作銅仁溫度預報的模式產品。T639和 T213溫度預報模式為 1°×1°格距,預報精度相對低些,但是模式運行和輸出穩定,而且 T639的預報時效可以到 96h。T639和 T213模式的預報起始場選擇 20時。經過對選擇的數值預報模式產品進行數據處理,直接計算出銅仁站點對應的經緯度上的溫度預報值作為模式預報結果,進一步根據效果檢驗分析結果。

3.2 數據處理

以選取的 T639溫度地面 2m溫度的 6h間隔格點預報場和 T213近地面層 1 000hPa溫度 6h間隔格點預報場作為銅仁溫度預報的起始場,應用單位網格點內等值內差的計算方法,計算該網格點內任一點的模式運算值：

如圖 1所示,(m,n)點為任一站點的經度、緯度坐標值,(M,N),(M,N+1×y),(M+1×x,N),(M+1×x,N+1×y)4點則分別為某一預報模式內該鄉鎮站點相臨的西南、西北、東南、東北網格點經度、緯度坐度坐標值,x和y分別是模式單位經度格距和單位緯度格距,而x(M,N),X(M,N+1),(M+1,N),X(M+1,N+1)項分別為對應點的格點值。由式 (1)和式 (2)可以計算出x(M,n),x(M+1×x,n),代入式 (3)計算出X(m,n),X(m,n)即為該單位網格點內任一點的模式運算值,也就是該站點的預報值。以上各式中的x可以代換為任一數值預報模式預報格點值。從而計算出 T639模式 24h、48h、72h、96h和 T213模式 24h的 02時、08時、14時、20時的溫度預報,最高、最低溫度分別從每日 4次溫度預報中挑選。

圖 1 格點計算模式示圖

3.3 計算輸出

通過 VB編程,將計算出的 T639模式的 24h、48h、72h、96h的最高溫度和最低溫度以及 T213模式 24h的最高溫度和最低溫度與實況值作比較,以月為單位將預報值和它們之間的差值都寫入數據庫中。

4 效果檢驗與分析

本文對 2008年 8月—2009年 6月 T639模式地面 2m溫度預報和 T213模式的 1 000hPa溫度預報進行了效果檢驗。最高氣溫、最低氣溫評定計算公式為：絕對誤差E=|S-F|,絕對誤差≤2℃的預報準確率T=P/N,其中S和F分別為銅仁的實況與預報值,P為絕對誤差≤2℃的天數,N為總天數。

4.1 T639模式溫度預報效果檢驗

對近 1a的資料統計,發現 T639模式的溫度預報的最高氣溫和最低氣溫預報普遍偏低,其 24h、48h、72h、96h的絕對誤差≤2℃的平均正確率都不高,最高氣溫平均為 28%,最低氣溫為 37%。通過分析發現,其最高氣溫預報和最低氣溫預報偏低,但可以訂正,訂正后其平均正確率得到了較大的提高,最高氣溫平均為 52%,特別是最低氣溫,訂正后其平均正確率為 78%

4.2 T213模式溫度預報效果檢驗

T213模式 24h最高氣溫預報有時偏高,有時偏低,沒有規律性,其最低氣溫預報普遍偏高。其 24h的絕對誤差≤2℃的平均正確率最高氣溫平均為38%,最低氣溫平均為 10%以下。而且通過分析,T213模式的最高溫度預報無法訂正,最低溫度預報可以訂正,但效果不好。

5 結語

①T639模式預報最高氣溫和最低氣溫普遍偏低,絕對誤差的平均正確率不高,但可以訂正,經過初步的訂正后,預報正確率得到了極大的提高,特別是最低氣溫提高較大。在經過更為精確的訂正后,應該還有提高的空間。

②T213模式預報最高和最低溫度效果不好,而且無法通過訂正來提高其正確率,該模式不適合作銅仁的溫度預報。

③T639模式的 24h、48h、72h、96h的最高和最低溫度預報在今后的實際運用當中可以評估經過訂正后的數值預報產品對我區站點預報定量化上的準確率,以便能夠更好地改進和利用數值預報產品,使其成為我區預報業務的主要參考依據。

④目前我們只檢驗分析了 T639模式和 T213模式,而且由于 T639模式資料時間較短,我們還沒有對其作全面的檢驗,但利用數值模式預報產品為主制作銅仁的溫度預報,結合本地氣候特點進行主客觀訂正為輔的技術路線是我區提高溫度預報準確率的客觀選擇。

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[4] Visual Basic 6.0開發技術大全[M].人民郵電出版社.2007.4：ISBN 978-7-115-15767-6.

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B

1003-6598(2010)增刊-0096-02

2010-09-10

吳明輝 (1971-),男,工程師,主要從事短期天氣預報工作。