2019年陜西汛期暴雨預報檢驗評估

李明娟，井 宇，王 瑾，杜莉麗

(陜西省氣象臺，西安 710014)

陜西是我國暴雨多發地區之一，暴雨主要集中在春汛期(4—5月)、前汛期(6—7月)、主汛期(7月底—8月)、秋汛期(9—10月)，每年因暴雨誘發的洪澇災害相當嚴重[1-3]。暴雨預報一直是陜西天氣預報中的重點和難點。近年來隨著數值模式產品準確率的提升和智能網格預報技術快速發展，暴雨預報準確率有了一定的提升,但依然需要預報員在數值模式產品結果的基礎上進行主觀訂正，因此對數值預報產品與主觀訂正產品的預報能力檢驗評估十分重要。本研究對陜西省100個國家站2019年4月1日—10月31日24 h降水(08：00起報，北京時，下同)進行檢驗評估。評估項目包括陜西省氣象臺(下簡稱省臺)主觀訂正產品預報、ECMWF細網格產品預報和模式動態交叉取優要素預報(dynamic cross optimal element forecast，下簡稱DCOEF)方法產品預報，將客觀模式或方法24 h累計降雨量預報與對應的主觀訂正預報進行對比評估[4-7],分析客觀方法與主觀訂正預報之間的偏差,以期對預報員在暴雨訂正預報時選擇數值模式產品上起到一定的參考作用。

1 不同等級降雨量

2019年4—10月，陜西省平均降雨量599.6 mm，較常年(1981—2010年)平均偏多13.8%。對汛期降水預報產品進行分級檢驗(表1),可以看出, 省臺主觀訂正產品各項預報準確率均略高于DCOEF方法預報產品，ECMWF細網格預報產品在中雨、大雨預報量級中的預報評分較高，明顯高于省臺主觀訂正產品及DCOEF方法預報產品。根據分析結果，今后在中雨、大雨天氣過程的精細化訂正預報中，可加強對ECMWF細網格產品的綜合應用。

表1 2019年4—10月不同預報產品不同等級24 h降雨量TS預報評分 %

2 暴雨

2019年4—10月，陜西省共出現暴雨125站次，23個暴雨日(表2)。強降水較為集中的月份為6、7、8、9月。其中區域性暴雨(≥4個國家觀測站出現暴雨)日數為12 d，分別出現在6月6、21、28日，7月22、29日，8月3、4、9、26日，9月10、14、15日。其余11 d分別出現1～3站暴雨，為局地暴雨。

表2 2019年4—10月陜西暴雨頻次與暴雨日

省臺主觀訂正產品對以上過程中暴雨以上預報準確率TS評分(表1)為20.69%，DCOEF為18.36%，ECMWF細網格為 9.29%，主觀訂正效果較明顯。具體預報偏差評估(表3)效果，暴雨、暴雨以上預報中，ECMWF細網格預報偏差以漏報為主，漏報率分別達到87.18%和86.51%，在三種方法中漏報率最高；DCOEF預報偏差以空報為主，空報率分別達到81.27%和79.06%，在三種方法中空報率最高；省臺主觀訂正漏報率略高于DCOEF。

表3 2019年4—10月不同預報產品對暴雨及暴雨以上降雨的空報率和漏報率 %

其中，針對局地暴雨(第18頁表4)，11次過程中ECMWF細網格報出2次，DCOEF報出8次，省臺主觀訂正產品報出4次，其余3次三種產品均未報出，TS評分為0.0%。綜合分析，DCOEF預報準確率最高，8次平均達到14.81%。針對區域性暴雨(表4)，12個暴雨日中，ECMWF細網格報出9次，DCOEF報出11次，省臺主觀訂正產品報出8次，但6月21日(4站)三種產品均未報出，TS評分為0.0%，三種產品的區域暴雨準確率均優于局地暴雨預報;單次過程預報準確率最高為ECMWF細網格預報,達 66.7%；綜合成績DCOEF最高，預報準確率11次平均達到24.69%。根據分析結果,在今后相似天氣形勢預報過程中，可加強DCOEF方法預報產品的綜合應用。

3 暴雨過程個例檢驗評估

以單日暴雨站數≥4個國家站,且暴雨持續日數不少于1 d或間斷日≥1站的日降水量達暴雨及以上，為一次區域性暴雨過程。2019年汛期陜西共有兩次區域性暴雨天氣過程，分別為8月2—4日、9月13—16日。下面對兩次區域性暴雨過程單獨進行檢驗評估。

3.1 8月2—4日暴雨過程

2019年8月2日08：00—4日08：00陜西出現一次持續2天的區域性暴雨過程，累計出現暴雨17站，1站超過100 mm。暴雨過程特點為穩定性降水中伴有局地強對流性的混合型降水。

從主客觀產品對此次暴雨過程預報TS評分(表5)來看， ECMWF細網格預報產品空報率和漏報率均較高，DCOEF預報產品準確率與漏報率均優于ECMWF細網格的預報產品，省臺主觀產品訂正預報正確率最高，較好地控制了漏報率與空報率，對客觀產品的訂正效果明顯。

表4 2019年4—10月不同預報產品對局地暴雨、區域性暴雨TS評分 %

表5 2019-08-03—04不同預報產品對暴雨及暴雨以上24 h TS評分 %

3.2 9月13—16日暴雨過程

2019年9月13日08：00—16日08：00陜西中南部出現一次持續3天的區域性暴雨過程，累計出現暴雨37站次。暴雨過程特點為長歷時穩定型的降水。

從主客觀產品對此次暴雨過程預報TS評分(表6)來看，ECMWF細網格預報產品空報率和漏報率均較高，DCOEF預報產品準確率優于ECMWF細網格預報產品和主觀訂正產品，漏報率為0%，漏報率為汛期最低。省臺主觀訂正產品空報率略低于DCOEF方法，但漏報率較之偏高。建議在相似天氣條件背景下加大對DCOEF產品的應用。

表6 2019-09-13—16不同預報產品對暴雨24 h TS預報評分 %

4 結論

(1)2019年4—10月，省臺主觀預報訂正產品對晴雨、小雨、暴雨、一般性降水、暴雨以上降水的預報效果均優于兩種客觀模式產品。中雨、大雨天氣過程的精細化訂正預報中，可加強對ECMWF細網格產品的綜合應用或重點參考。

(2)三種產品對區域性暴雨的預報能力均強于對局地性暴雨的預報能力，省臺主觀訂正和DCOEF方法的預報效果均優于ECMWF細網格產品。在區域性暴雨預報中，預報員可加大對DCOEF預報產品的應用，并進行有針對性的訂正。