EC細網格對黑龍江省日極端氣溫預報的誤差分析

韓 冰,齊 鐸,趙 玲,陳 喬

（1.黑龍江省氣象臺，黑龍江 哈爾濱 150030;2.牡丹江市氣象局，黑龍江 牡丹江 157000）

1 引言

溫度是天氣預報基本要素之一，公眾對于溫度預報的準確性和精細化程度要求也越來越高。由于黑龍江省地處中國東北部，面積廣闊，南北地區溫度差異大，溫度的季節變化明顯，受日輻射、天空狀況、風力風速以及地形等因素的影響較多，一直以來溫度的預報是精細化預報的難點之一，因此做好溫度的精細化預報對提高預報員的精細化預報能力以及公眾氣象服務都有重要意義。

圖1 50953站2013年08時（a）最高氣溫、(b)最低氣溫和20時(c)最高氣溫、(d)最低氣溫誤差值分布曲線

國家氣象中心自2010年開始下發EC細網格模式資料，明顯的提高了預報的精細化程度，為了更好地將此項精細化預報產品與實際預報業務相結合，本文通過將EC細網格數值預報模式的氣溫預報與實況進行逐站逐日的對比檢驗分析，并且按照季節、地形等影響因素分類，在每一類情況下將數值預報產品的溫度預報與實況溫度進行擬合分析，計算出EC細網格模式溫度預報對黑龍江省氣溫預報是否具有穩定偏差或者某種非線性關系，進而研究對于EC細網格模式溫度預報的訂正可行性。

2 插值方法簡述

由于數值預報產品準確率最高的時效為預報零場，選取EC細網格模式溫度產品的零場數據進行雙線性插值，計算實況溫度數據與其的差值并進行分析。雖然預報零場僅為08時和20時兩個時次，與日極端氣溫出現的時次相距時間較長，但考慮到預報準確率，相比其他預報時效零場數據更為精確，如果預報準確率最高的零場數據與實況日極端氣溫值直接存在穩定性誤差，將對溫度預報的時效性和準確性的提高均有很大幫助。將EC細網格數值預報的格點數據插值到站點后，與黑龍江省83個地面基本站所觀測的氣溫實況進行逐日的對比分析，得出4類誤差數據， 分別為：Tmax08、Tmax20 和 Tmin08、Tmin20。

3 誤差特征分析

3.1 起報時間的誤差特征分析

從08時和20時兩個起報時間的誤差結果對比檢驗可以看出，不同時次的檢驗結果相差較大，但都表現出明顯的季節性變化特征。

從圖1可見，最高氣溫誤差基本都大于0，而最低氣溫誤差有正有負。說明08時的零場2 m氣溫始終低于日最高氣溫，20時的零場2 m氣溫偶爾高于日最高氣溫，而最低氣溫較08時和20時的零場2 m氣溫值在5-11月份均低。

3．2 固定站點的誤差特征

取地形相近的齊齊哈爾、大慶、綏化站進行比較，可以看出三站間差異較小，08時和20時起報時間的變化特征均表現一致，說明在同一地形的條件下，誤差變化存在一定的相似性。

根據地形條件特點及誤差變化規律對站點進行歸類，打破傳統的行政區域劃分，并選取相似地形中的代表站對全省范圍站點的誤差變化進行分析，代表站點選取結果為：(1)拜泉（嫩江、五大連池、北安、富裕、依安、拜泉、克山、克東、訥河、海倫、綏棱、望奎、青岡、安達、綏化）；(2)雙鴨山（樺南、樺川、雙鴨山、友誼、饒河、寶清、集賢、雞西、雞東、密山、七臺河、勃利、依蘭）；(3)肇東（肇東、肇州、蘭西、慶安、明水、肇源）；(4)牡丹江（木蘭、方正、延壽、通河、牡丹江、海林、寧安、東寧）；(5)哈爾濱（哈爾濱、雙城、呼蘭、巴彥、賓縣、五常、尚志）；(6)、齊齊哈爾（龍江、甘南、齊齊哈爾、泰來、杜蒙、林甸、大慶）；(7)新林（漠河、北極村、塔河、呼中、新林、呼瑪）；(8)佳木斯（佳木斯、湯原、同江、綏濱、富錦）；(9)伊春（伊春、五營、鐵力、鶴崗、蘿北）；(10)綏芬河（林口、穆棱、綏芬河）；(11)黑河（黑河、孫吳、遜克）；(12)嘉蔭（嘉蔭、烏伊嶺）(13)虎林；(14)大興安嶺；(15)撫遠。

4 誤差訂正分析

對拜泉、雙鴨山站誤差進行正態曲線分析，發現誤差符合正態分布，清晰的展示了誤差集中分布在某一區間內，說明誤差具備可訂正性(圖2)。選擇誤差范圍最為集中的7月份，對雙鴨山站的誤差進行了簡單的平均值訂正，訂正結果多數都能夠滿足絕對值小于 2(圖 3)。

圖2 (a)拜泉、(b)雙鴨山站誤差值正態分布曲線

圖3 雙鴨山站7月份誤差平均值訂正結果

降水對于日極端氣溫的變化影響尤為重要，選擇誤差范圍最為集中的7月份，以降水情況進行誤差分析，結果表明大量級降水對應的誤差并不都是小的，沒有明顯的特征表現。這是由于降水性質、降水時間導致的，尤其是短時對流性降水對溫度的影響更為復雜，因此考慮降水天氣對誤差進行分析難度較大，不易完成。

5 結論

本文利用2013年、2014年（1-10月）的EC細網格2 m氣溫資料黑龍江省83個站點的日極端氣溫進行訂正研究，結果表明：

（1）EC細網格模式2 m溫度預報產品本身對于最高氣溫的預報準確率較最低氣溫高；

（2）EC細網格模式不同起報時間的預報誤差之間沒有顯著的差異；

（3）EC細網格模式對于日極端氣溫的預報誤差具有可訂正性。