滿洲里市溫度精細(xì)化預(yù)報(bào)訂正方法研究

阿麗雅

(滿洲里市氣象局，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400)

近年來(lái)，由于全球氣候變化的影響，嚴(yán)寒、高溫、短時(shí)強(qiáng)降水等極端天氣現(xiàn)象頻發(fā)，預(yù)報(bào)是否準(zhǔn)確、及時(shí)、直接影響到人們的生產(chǎn)生活[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的不斷提高，人們對(duì)氣象預(yù)報(bào)的精確度要求越來(lái)越高，制作“定時(shí)、定點(diǎn)、定量”的客觀精細(xì)預(yù)報(bào)成為氣象服務(wù)的重要目標(biāo)[2]。滿洲里市氣象臺(tái)應(yīng)用中國(guó)氣象局下發(fā)的中央臺(tái)指導(dǎo)預(yù)報(bào)資料以來(lái)，已成為預(yù)報(bào)員制作溫度預(yù)報(bào)重要參考依據(jù)，對(duì)滿洲里市精細(xì)化溫度預(yù)報(bào)起到較好指導(dǎo)作用，但在某些特定天氣條件下，溫度預(yù)報(bào)誤差較大。滿洲里市總面積453km2，西臨蒙古國(guó)，北接俄羅斯，是中國(guó)最大的陸運(yùn)口岸城市，是國(guó)務(wù)院確定的國(guó)家重點(diǎn)開發(fā)開放試驗(yàn)區(qū)、邊境旅游試驗(yàn)區(qū)。氣象精細(xì)化的溫度預(yù)報(bào)不僅對(duì)本市人們的生產(chǎn)生活提供公共預(yù)報(bào)服務(wù)，同時(shí)對(duì)國(guó)際物流運(yùn)輸及旅游提供了重要的指導(dǎo)作用。

1 資料與研究方法

1.1 資料信息

本文選取了滿洲里市國(guó)家基準(zhǔn)氣候站和滿洲里市小河口、收費(fèi)站、變電站、鐵北礦水處理車間4個(gè)區(qū)域自動(dòng)站的海拔高度、經(jīng)緯度。

1.2 最優(yōu)溫度差額的確立

利用2019年1月至2019年12月各站溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定最高、最低、平均氣溫的年平均值與本站值的差作為差額值，小河口最高氣溫差額值為-3.5℃，收費(fèi)站最高氣溫差額值為-0.3℃，變電站最高氣溫差額值為-2.6℃，鐵北礦水處理車間最高氣溫差額值為0.9℃。小河口最低氣溫差額值為4.7℃，收費(fèi)站最低氣溫差額值為3.6℃，變電站最低氣溫差額值為4.0℃，鐵北礦水處理車間最低氣溫差額值為2.4℃。小河口平均氣溫差額值為1.7℃，收費(fèi)站平均氣溫差額值為1.8℃，變電站平均氣溫差額值為1.7℃，鐵北礦水處理車間平均氣溫差額值為1.5℃。利用不同的溫度差額值對(duì)2020年4月-5月各站溫度開展精細(xì)化預(yù)報(bào)，并與區(qū)域站實(shí)況資料進(jìn)行檢驗(yàn)分析。分析結(jié)果顯示，平均氣溫溫度差額值訂正各區(qū)域站溫度時(shí)，實(shí)際最高、最低溫度與預(yù)報(bào)最高、最低溫度差額的絕對(duì)值≤2℃預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別達(dá)到81.53%和77.42%，檢驗(yàn)評(píng)分明顯優(yōu)于最高、最低氣溫的差額值，平均氣溫差額值為最優(yōu)差額值。2019年滿洲里市各區(qū)域站平均氣溫在0.3℃～2.1℃之間，溫差平均值<2℃，溫度分布整體均勻特征。

1.3 相關(guān)性分析

對(duì)本地溫度差額與海拔高度、經(jīng)緯度、天氣現(xiàn)象等物理因子進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)分析結(jié)果顯示：溫度差額與經(jīng)度相關(guān)性為0.917，溫度差額與緯度相關(guān)性為-0.739，溫度差額與海拔高度相關(guān)性為-0.907，相關(guān)性絕對(duì)值均>0.5，溫度差額值與海拔高度、經(jīng)緯度等相關(guān)性較大。

1.4 海拔資料同化

利用溫度隨海拔高度變化規(guī)律(即每升高100m，溫度下降0.6℃)，對(duì)各站溫度差額值進(jìn)行海拔同化處理。海拔高度同化后的溫度差額分別為：小河口海拔高度同化后的溫度差額分別為1.0592℃，收費(fèi)站海拔高度同化后的溫度差額分別為1.1172℃，變電站海拔高度同化后的溫度差額分別為1.2692℃，鐵北礦水處理車間海拔高度同化后的溫度差額分別為0.7932℃。

1.5 經(jīng)緯度格點(diǎn)化分析

利用線性回歸分析方法，對(duì)海拔同化后的溫度差額數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)緯度格點(diǎn)化分析，小河口與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候站經(jīng)度差額為0.32556，收費(fèi)站與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候站經(jīng)度差額為0.43056，變電站與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候站經(jīng)度差額為0.34251，鐵北礦水處理車間與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候站經(jīng)度差額為0.46751；小河口與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候緯度差額為-0.25055，收費(fèi)站與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候站緯度差額為-0.08305，變電站與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候站緯度差額為-0.21111，鐵北礦水處理車間與滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)氣候站緯度差額為-0.12361；建立溫度差額與經(jīng)緯度回歸方程。

1.6 回歸分析結(jié)果

表1 回歸方程系數(shù)值 系數(shù)a

通過(guò)結(jié)果分析：得出經(jīng)海拔同化后的溫度差額值與經(jīng)度差額、緯度差額關(guān)系的回歸方程：

Y=1.534X1-2.467X2+0.037

(1)

(Y為代表經(jīng)海拔同化后的溫度差額值,X1為各站點(diǎn)經(jīng)度與滿洲里市國(guó)家基準(zhǔn)站緯度的差,X2為各站點(diǎn)緯度與滿洲里市國(guó)家基準(zhǔn)站緯度的差。)

故：溫度差額與海拔高度、緯度的關(guān)系方程如下：

Y=1.534(LONG-117.32138)-2.467(ALT-49.57583)+0.006(H-661.8)+0.037

(2)

(Y為代表溫度差額值，LONG為各站點(diǎn)經(jīng)度，ALT為各站點(diǎn)緯度，H為各站點(diǎn)海拔高度)

2 結(jié)果檢驗(yàn)

利用以上公式對(duì)滿洲里市互市貿(mào)易區(qū)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的檢驗(yàn)。

互市貿(mào)易區(qū)：經(jīng)度：117.34778；緯度：49.62611；海拔高度：672

Y=1.534( 117.34778 -117.32138)-2.467(49.62611 -49.57583)+0.006(672-661.8)+0.037

Y=0.015≈0

互市貿(mào)易區(qū)預(yù)報(bào)溫度與滿洲里基準(zhǔn)站預(yù)報(bào)溫度差額值為0。利用互市貿(mào)易區(qū)和滿洲里國(guó)家基準(zhǔn)站2019年10月氣溫?cái)?shù)據(jù)分析結(jié)果為：最高氣溫預(yù)報(bào)擬合準(zhǔn)確率74%，最低氣溫預(yù)報(bào)擬合準(zhǔn)確率97%。

3 結(jié)論

預(yù)報(bào)方程的解釋使用需要實(shí)況物理因子與預(yù)報(bào)物理因子的更迭，這對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)論的準(zhǔn)確性依賴較高，預(yù)報(bào)結(jié)論越準(zhǔn)確，溫度差額值越準(zhǔn)確，精細(xì)化溫度訂正越準(zhǔn)確。

隨著氣象現(xiàn)代化工作的開展，氣象監(jiān)測(cè)能力大大提升，各分區(qū)均已實(shí)現(xiàn)溫度、降水、風(fēng)向、風(fēng)速的連續(xù)觀測(cè)，積累了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)。會(huì)提高觀測(cè)資料的處理使用，提升氣象綜合服務(wù)能力。

對(duì)于氣溫的精細(xì)化預(yù)報(bào)，目前仍是較復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題，還在探索更好的方法和技術(shù)，其預(yù)報(bào)水平的提高一方面依賴數(shù)值模型預(yù)報(bào)產(chǎn)品，數(shù)值預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性直接影響到氣溫預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，另一方面也依賴于各種客觀方法的集成和發(fā)展，同時(shí)預(yù)報(bào)員也要充分發(fā)揮出自己的主管分析判斷能力，在預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中綜合各種信息，從而得到精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)結(jié)果。