中央氣象臺精細化預報產品檢驗及誤差分析

楊睿敏，楊 波，胡江波，彭菊蓉，李愛華

(1.漢中市氣象局，陜西漢中 723000；2.勉縣氣象局，陜西勉縣 724200；3.西鄉縣氣象局，陜西西鄉 723500)

中央氣象臺精細化預報產品檢驗及誤差分析

楊睿敏1，楊 波2，胡江波1，彭菊蓉1，李愛華3

(1.漢中市氣象局，陜西漢中 723000；2.勉縣氣象局，陜西勉縣 724200；3.西鄉縣氣象局，陜西西鄉 723500)

2013年7月至2014年6月中央氣象臺精細化預報產品在漢中市的檢驗結果表明：一般性降水和晴雨預報準確率較高，有一定的參考價值，暴雨以上降水準確率較低，參考性較差；最低氣溫預報準確率明顯高于最高氣溫，對本地預報有較好的指導性。氣溫預報存在季節性誤差，最高氣溫誤差夏季大于冬季，而最低氣溫誤差冬季大于夏季。氣溫預報誤差還受天氣變化影響，轉折性天氣時最高氣溫預報誤差較大，晴轉陰或晴轉小雨時為正誤差，晴轉明顯降水時為負誤差，陰轉晴或雨轉晴時為負誤差；11、12、1月晴天時最低氣溫預報誤差較大，基本為正誤差，其余月份誤差較小且無規律。

中央氣象臺精細化預報產品；檢驗；誤差；訂正

隨著氣象業務的快速發展，預報員每天需要分析大量的氣象信息，這就要求預報員對各種預報產品有客觀的了解[1]。中央氣象臺精細化預報產品作為漢中市氣象臺預報員制作天氣預報重要的指導產品，有必要對其預報能力進行檢驗。通過全面了解和分析中央氣象臺精細化預報產品的誤差及其規律和特征，對誤差大的氣象要素作出相應訂正，為中央氣象臺精細化預報產品的本地釋用提供一種有效的方法，從而提高本地區天氣預報準確率。

1 資料和方法

利用國家氣象中心每日下發的中央氣象臺精細化預報產品報文(20時起報)，漢中市11縣(區)日降水量、日最高氣溫、日最低氣溫實況資料。

根據中短期天氣預報質量檢驗辦法，分別對2013年7月—2014年6月中央氣象臺精細化預報產品的24、48、72 h降水預報(一般性降水、晴雨、暴雨及以上)準確率，日最高氣溫和日最低氣溫的平均絕對誤差、均方根誤差、絕對誤差(≤1 ℃，≤2 ℃)準確率進行綜合檢驗及分縣(區)分月檢驗。

降水預報檢驗公式

一般性降水(暴雨)準確率TS=Na/(Na+Nb+Nc)×100%，

空報率Far=Nb/(Na+Nb)×100%,

漏報率Po=Nc/(Na+Nc)×100%,

晴雨預報正確率Pc=(Na+Nd)/(Na+Nb+Nc+Nd)×100%。

上式中Na為有降水預報正確站次，Nb為空報站次、Nc為漏報站次，Nd為無降水預報正確站次。

氣溫預報檢驗公式

氣溫預報準確率T1(2)=Nr/Nf×100%，

其中，Fi為第i站的預報氣溫，Oi為第i站的實測氣溫，Nr為氣溫預報正確的站次，Nf為預報的總站次。氣溫預報準確率T1(2)是氣溫預報絕對誤差|Fi-Oi|≤1 ℃(2 ℃)的百分率。

2 檢驗和誤差分析

2.1 整體檢驗

對漢中市2013年7月—2014年6月中央氣象臺精細化預報質量進行檢驗(表略)，全市24、48、72 h一般性降水TS評分分別為61%、59%、54%；晴雨預報準確率Pc分別為79%、77%、73%；暴雨以上量級TS評分分別為10%、11%、3%。降水預報的空、漏報率都較高，且一般性降水的空報率遠高于漏報率。降水預報48 h內TS評分較高，有一定的參考價值，72 hTS評分較低，參考性較差。氣溫預報準確率隨預報時間的延長而降低[2]，最高氣溫24 h預報平均絕對誤差為1.8 ℃，48、72 h平均絕對誤差、均方根誤差均在2 ℃以上，預報偏差較大，24、48、72 h 的氣溫預報準確率T2分別為65%、57%、54%。最低氣溫預報效果明顯好于最高氣溫，絕對平均誤差、均方根誤差均小于2 ℃，24、48、72 h的預報準確率T2分別為78%、75%、71%，對本地最低氣溫預報有較好的指導性。

2.2 分月檢驗及誤差分析

以24 h預報為例，對中央氣象臺精細化預報產品的分月檢驗結果(見表1)進行分析。降水預報的誤差主要表現在空報率較高，可能因為漢中地處秦巴山區，降水受地形影響比較大，暴雨落區較難準確預報，從而預報準確率低。因此，提高降水預報質量需要預報員結合工作經驗，并對本地區氣候特征、特殊地形等因素綜合考慮[3]。晴雨預報準確率秋、冬季高于春、夏季，可能因為秋、冬季漢中降雨日較少的緣故。

表1 2013年7月—2014年6月中央氣象臺精細化預報分月檢驗

10月最高氣溫預報準確率T2最高，為79%；12月次之，為75%；3月最低，只有57%。最高氣溫預報存在系統性誤差，平均絕對誤差冬季小于夏季，冬季大多為正誤差，其它季節大多為負誤差，轉折性天氣時誤差較大，晴轉陰或晴轉小雨時為正誤差，晴轉明顯降水時為負誤差,陰轉晴或雨轉晴時為負誤差，11、12月誤差無明顯規律。統計分析了漢中11縣(區)2013年7月—2014年6月(11、12月除外)轉折性天氣時最高氣溫的預報平均誤差(表2)，可作為轉折性天氣時最高氣溫預報的訂正值。

表2 2013年7月—2014年6月(除11、12月)轉折天氣時最高氣溫預報平均誤差 ℃

6—10月最低氣溫預報準確率較高，T2在84%以上，可以直接用于本地最低氣溫的預報；12、1月最低氣溫預報準確率最低，基本沒有參考價值；其它月份的準確率為72%～79%，有一定的參考性。最低氣溫的預報也存在系統性誤差，平均絕對誤差夏季明顯小于冬季，預報誤差6—10月較小，正誤差和負誤差無明顯規律；11—1月陰雨天誤差較小，大多為負誤差，無需訂正，晴天時誤差較大，基本為正誤差(見表3)，可作為該時段最低氣溫預報的訂正值；2—5月負誤差日多于正誤差日，但與天氣變化的相關性較差，故無法確定訂正值。

3 訂正效果

2014年7月1—20日中央氣象臺精細化預報產品，漢中市最高、最低氣溫預報準確率T2分別為58%、92%。最高氣溫用表2對應的誤差訂正值訂正后準確率提高至69%(見表4；因缺少樣本以外的資料，未對最低氣溫做訂正效果檢驗)。

表3 2013年11月—2014年1月晴天時最低氣溫預報平均誤差 ℃

表4 2014年7月1—20日最高氣溫預報訂正前、后誤差對比 ℃

4 結論

(1)一般性降水、氣溫的預報準確率均隨預報時效延長而降低。一般性降水和晴雨預報有一定的參考價值，暴雨以上降水預報準確率較低，參考性較差。

(2)氣溫預報存在季節性誤差，最高氣溫誤差夏季大于冬季，而最低氣溫誤差則是冬季大于夏季。最高氣溫預報轉折性天氣時誤差大，晴轉陰或晴轉小雨時為正誤差，晴轉明顯降水時為負誤差，陰轉晴或雨轉晴時為負誤差；最低氣溫預報6—10月誤差較小，11—1月晴天時誤差較大，一般為正誤差，其它月份無明顯規律。

(3)最低氣溫預報準確率明顯高于最高氣溫，對本地預報有較好的指導性。最高氣溫預報經訂正后誤差明顯減小，在實際預報中可參考使用。

[1] 鄧雪嬌，胡勝，閆敬華.主客觀天氣預報質量對比分析[J].應用氣象學報，2003,14(6)：731-736.

[2] 邱學興，王東勇，陳寶峰.T639模式預報系統誤差統計和訂正方法研究[J].氣象，2012，38(5)：527-532.

[3] 馬清，龔建東，李莉，等.超級集合預報的誤差訂正與集成研究[J].氣象，2008,34(2)：48-48.

楊睿敏，楊波，胡江波，等.中央氣象臺精細化預報產品檢驗及誤差分析[J].陜西氣象，2014(6)：19-21.

1006-4354(2014)06-0019-03

2014-07-23

楊睿敏(1965—)，女，漢族，陜西漢中人，高工，主要從事短期天氣預報工作。

P456.1

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