Grapes_meso數值模式預報對石河子定量降水檢驗研究

雷 薇

(新疆石河子氣象臺，新疆 石河子 832000)

1 引言

定量降水預報是預報員最關心的問題，也是數值模式發展過程中的重要環節，對數值模式降水預報進行各種評估是評價模式預報水平和提高預報員水平的重要手段。因此檢驗模式定量降水預報，可以增進了解模式預報對不同月份、不同量級、不同站點的預報能力。對提高降水預報有一定的意義。高分辨率的Grapes_meso產品已業務化應用，積累了一定的使用經驗，但這方面的檢驗工作開展得不多，本文對Grapes_meso模式降水資料進行24h時效TS評分、空報率、漏報率檢驗，為預報員日常工作提供參考依據，進而提高預報準確率。

2 資料與方法

2.1 資料來源

Grapes_meso數值模式資料來源于cimiss2017年11月至2018年9月，檢驗的是20點起報降水資料，將模式的格點降水預報場插值到石河子3個臺站站點位置上，對模式降水進行站點對站點的24h時效檢驗。實況降水資料從各站A文件提取。

2.2 檢驗方法

檢驗方法是目前預報業務中最常運用的TS評分方法，按照《關于下發中短期天氣預報質量檢驗辦法(試行)的通知》(氣發氣發〔2005〕109號)文件，進行了晴雨檢驗、一般性降水檢驗及降水分級檢驗。降水量級采用新疆標準。公式分別為：

TS評分：

(1)

漏報率：

(2)

空報率：

(3)

式(1)～(3)中NAk為預報正確站(次)數、NBk為空報站(次)數、NCk為漏報站(次)數。

降水分級檢驗：將降水量分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨和小雪、中雪、大雪、暴雪10個等級，檢驗各級降水、一般性降水[小雨(雪)至大雨(雪)]和暴雨(雪)以上(暴雨至特大暴雨和暴雪)預報情況。

由于2017年11月至2018年4月Grapes_meso數值模式預報降水量小于1.0 mm的空報率特高，因此檢驗時降水量從1.0 mm開始計算，小于1.0 mm的降水量忽略不計。2017年12月至2018年3月按雪的量級檢驗，其他時間按雨的量級檢驗。

3 結果分析

3.1 晴雨檢驗

晴雨預報檢驗24 h時效準確率莫索灣74%，炮臺和石河子分別68%、67%。石河子墾區年降水量由多到少依次是石河子、炮臺、莫索灣。結果表明：晴雨準確率與石河子墾區降水氣候概率基本一致，即呈現降水少的地方晴雨準確率較高，降水多的地方晴雨準確率低的分布空間。但準確率遠遠低于主觀預報晴雨準確率。

3.2 一般性降水總檢驗

利用2017年11月至2018年9月Grapes_meso降水資料分別對石河子3個評分站進行檢驗。檢驗表明：三站點檢驗TS評分準確率34%～41%，空報率48%～61%，漏報率11%～23%。準確率三站點沒有太大差別，評分由高到低依次是石河子、炮臺、莫索灣，與主觀預報一致。由此也可以看出一般性降水與晴雨準確率相反，晴雨準確率高的地方一般性降水預報準確率并不好，即越是降水少的地區晴雨好報但一般性降水預報難度較大。三站空報率遠遠高于準確率和漏報率，也高于主觀預報，說明每個站都存在預報過度的現象，炮臺站尤為嚴重，空報率高達61%。三站漏報率均低于主觀預報，可作為今后預報員降水預報工作中重點參考依據。

3.3 一般性降水逐月檢驗

從逐月檢驗可以看出Grapes_meso模式預報存在季節性變化。春秋季預報效果好于夏冬季(11、4、5月好于12、1、2、3、6、7、8、9月)。2017年11月三個評分站點準確率均略高于主觀預報，2018年4、5月準確率在50%～83%，明顯好于主觀預報，對今后降水預報訂正工作很強的參考價值。2018年1至3月準確率在17%～50%之間，是準確率較低的時段，預報能力極不穩定，可以適當參考。2018年6月和2017年12月較相似，炮臺、莫索灣兩站準確率幾乎為0，沒有預報能力，可不參考。

3.4 分級檢驗

對2017年11月至2018年9月Grapes_meso模式降水資料進行分級檢驗，結果表明：分級后小雨空報率、漏報率明顯增多，準確率遠低于一般性降水準確率。炮臺、莫索灣小雨量級預報TS評分明顯高于其他量級降水。三站的小雨空報率在65%～74%，中雨空報率升至69%～93%，過度預報也是中雨評分過低的重要原因。大雨(雪)Grapes_mesos模式預報石河子站只有一次大雨預報正確，高達9次空報和4次漏報，炮臺9次空報1次漏報，無一正確。暴雨(雪)預報均是0分，沒有預報能力。由此可以看出對于達到大到暴雨(雪)量級的降水Grapes_meso模式無預報能力。

4 結論與討論

(1)晴雨預報準確率與石河子墾區降水氣候概率一致，即呈現降水少的地方晴雨準確率較高，降水多的地方晴雨準確率低的分布空間。但準確率遠遠低于主觀預報晴雨準確率。

(2)一般性降水檢驗三站空報率遠遠高于準確率和漏報率，也高于主觀預報，但是三站漏報率均低于主觀預報，可作為今后預報員降水預報工作中重點參考依據。從逐月檢驗可以看出Grapes_meso模式預報存在季節性變化。春秋季預報效果好于夏冬季。

(3)分級檢驗后小雨空報率、漏報率明顯增多，準確率遠低于一般性降水準確率。炮臺、莫索灣小雨量級預報TS評分明顯高于其他量級降水。中雨空報是中雨評分過低的重要原因。對于達到大到暴雨(雪)量級的降水Grapes_meso模式無預報能力。