山東省2016年春季（2016年3—5月）數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)

范蘇丹，盛春巖

（山東省氣象科學(xué)研究所，濟(jì)南　250031）

山東省2016年春季（2016年3—5月）數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)

范蘇丹，盛春巖

（山東省氣象科學(xué)研究所，濟(jì)南250031）

根據(jù)短期天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法，以及氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)方法》（QX/T229-2014），對(duì)2016年3—5月T639、EC細(xì)網(wǎng)格、WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF）12km、4km分辨率及不同集合分位數(shù)、上海區(qū)域模式（BCSH）以及T639-MOS在山東省陸地120站和沿海12個(gè)精細(xì)海區(qū)的降水、日最大風(fēng)速以及日最高最低氣溫預(yù)報(bào)進(jìn)行檢驗(yàn)，分析了不同數(shù)值模式產(chǎn)品的預(yù)報(bào)能力。

春季；數(shù)值預(yù)報(bào)；降水；風(fēng)速；氣溫

1　天氣概述

2016年春季（2016年3—5月，下同），全省平均降水量為 70.0mm，較常年偏少 31.2%，比上年偏少39.0mm。全省平均氣溫為15.2℃，較常年偏高1.7℃，比上年偏高1.0℃。季內(nèi)共出現(xiàn)了17次降水過程，分別為3月3次、4月6次、5月8次，出現(xiàn)22次大風(fēng)天氣過程，其中14次為海上和內(nèi)陸大風(fēng)，8次為海上大風(fēng)，分別為3月9次，4月9次，5月4次。

2　資料與方法

2.1數(shù)值模式資料

參與檢驗(yàn)的數(shù)值模式主要包括T639、EC細(xì)網(wǎng)格、WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF）12km、4km分辨率及不同集合分位數(shù)（包括集合最小值，10%，25%，50%，75%，90%，集合最大值）、上海區(qū)域模式（BCSH）、中國氣象局下發(fā)的T639-MOS釋用產(chǎn)品。統(tǒng)一對(duì)各模式20時(shí)的預(yù)報(bào)進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)分，其中 T639-MOS檢驗(yàn)時(shí)效為48小時(shí)，其他各模式檢驗(yàn)時(shí)效為72小時(shí)。

2.2實(shí)況資料

實(shí)況資料主要包括全省陸地（120）站和沿海12個(gè)精細(xì)化海區(qū)（12站）兩部分。全省陸地120站是指山東省120個(gè)國家級(jí)氣象觀測(cè)站（其中泰山站屬于高山站不參與評(píng)分，成山頭和長(zhǎng)島站參與沿海站部分的評(píng)分）；沿海12站是指按照《山東省海洋氣象業(yè)務(wù)規(guī)定》（魯氣辦發(fā)〔2011〕125號(hào)）中的規(guī)定，將距山東海岸線 10km以內(nèi)的海區(qū)劃分為12個(gè)精細(xì)化海區(qū)。

2.3檢驗(yàn)辦法

降水和氣溫檢驗(yàn)主要根據(jù)中國氣象局《關(guān)于下發(fā)中短期天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法（試行）的通知》（氣發(fā)〔2005〕109號(hào)）中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，其中降水等級(jí)檢驗(yàn)劃分為晴雨、一般性降水、小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨等7個(gè)等級(jí)，氣溫分小于等于 1℃、小于等于 2℃的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和預(yù)報(bào)誤差。

風(fēng)力等級(jí)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)則根據(jù)山東省氣象科學(xué)研究所盛春巖等起草的氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)方法》（QX/T229-2014）中對(duì)風(fēng)力等級(jí)的檢驗(yàn)方法，包括預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、預(yù)報(bào)偏強(qiáng)率、預(yù)報(bào)偏弱率。

3　地面要素預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果

3.1降水預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

從各模式對(duì)全省陸地和沿海降水的預(yù)報(bào)評(píng)分可知（圖1a-c），各模式晴雨預(yù)報(bào)TS評(píng)分基本都在60分以上，其中WRF集合較低分位數(shù)和上海區(qū)域模式評(píng)分均較高。對(duì)于一般性降水和小雨預(yù)報(bào)，集合90%分位數(shù)對(duì)24h評(píng)分最高，EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)48和72h評(píng)分最高。對(duì)中雨預(yù)報(bào)，T639和上海區(qū)域模式 24h預(yù)報(bào)最好，EC細(xì)網(wǎng)格和T639分別對(duì)48和72h預(yù)報(bào)最好。WRF確定性預(yù)報(bào)12km、T639、上海區(qū)域模式分別對(duì)大雨24h，48h，72h預(yù)報(bào)評(píng)分最高。因春季多為局地性暴雨，各模式暴雨預(yù)報(bào)TS評(píng)分基本不得分。從降水空、漏報(bào)率來看，各模式對(duì)中雨以上級(jí)別降水空、漏報(bào)較多，大尺度模式空、漏報(bào)率可達(dá)100%。

從降水的BS評(píng)分可以發(fā)現(xiàn)（圖略），集合較高分位數(shù)以及EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)一般性降水和小雨預(yù)報(bào)明顯偏多，中雨以上級(jí)別降水集合較高分位數(shù)以及上海區(qū)域模式BS評(píng)分值明顯偏大，表明其對(duì)相應(yīng)量級(jí)降水的預(yù)報(bào)范圍偏大。

圖1　2016年3—5月全?。?20個(gè)國家級(jí)氣象觀測(cè)站）T639、EC_thin、WRF確定性預(yù)報(bào)12km和4km分辨率、WRF集合不同分位數(shù)、上海區(qū)域模式（BCSH）、T639-MOS24h（a），48h（b），72h（c）降水預(yù)報(bào)評(píng)分

3.2風(fēng)速預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

從各模式對(duì)全省陸地和沿海日最大風(fēng)速的預(yù)報(bào)評(píng)分看（圖2a-f），T639-MOS和EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)內(nèi)陸和沿海4級(jí)以下風(fēng)力預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。集合50%分位數(shù)、集合25%分位數(shù)、上海區(qū)域模式對(duì)內(nèi)陸4級(jí)風(fēng)力的24h，48h，72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)沿海4級(jí)風(fēng)力，WRF確定性預(yù)報(bào)12km分辨率和集合50%分位數(shù)的24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，集合25%分位數(shù)的48和72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于5級(jí)以上大風(fēng)預(yù)報(bào)，無論是內(nèi)陸以及沿海地區(qū)，基本為集合最大值和集合90%分位數(shù)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。其中存在個(gè)別模式某個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)效的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高于集合最大值和集合90%分位數(shù)，即集合50%分位數(shù)對(duì)內(nèi)陸地區(qū)7級(jí)風(fēng)力的48h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，上海區(qū)域模式對(duì)沿海地區(qū)9級(jí)風(fēng)力的24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，WRF確定性預(yù)報(bào)4km對(duì)沿海地區(qū)7級(jí)風(fēng)力的72小時(shí)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。

從日最大風(fēng)預(yù)報(bào)的偏弱、偏強(qiáng)率來看（圖略），各模式對(duì) 6級(jí)及以上大風(fēng)預(yù)報(bào)偏弱率基本都在50%以上，其中WRF集合較高百分位在沿海地區(qū)的 48h，72h預(yù)報(bào)偏弱率在 40%左右。8級(jí)及以上大風(fēng)偏弱率大部分模式達(dá)到 100%，WRF集合最大值略好一些。對(duì)于 3級(jí)及以下小風(fēng)的預(yù)報(bào)，各模式的偏強(qiáng)率較高。結(jié)合預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的評(píng)分可見，集合最大值對(duì)大風(fēng)的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高、偏弱率最小，預(yù)報(bào)效果最好，T639-MOS 和EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)小風(fēng)的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高、偏強(qiáng)率最小，預(yù)報(bào)效果最好。

圖2　2016年3—5月全?。?20個(gè)國家級(jí)氣象觀測(cè)站）24h（a），48h（b），72h（c）以及沿海（12個(gè)海區(qū)代表站）24h（d），48h（e），72h（f）T639、EC_thin、WRF確定性預(yù)報(bào)12km和4km分辨率、WRF集合不同分位數(shù)、上海區(qū)域模式（BCSH）、T639-MOS日最大風(fēng)速預(yù)報(bào)評(píng)分

3.3氣溫預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

從模式對(duì)2m最高、最低氣溫預(yù)報(bào)評(píng)分結(jié)果來看（圖3a-f），對(duì)于全省2m最高氣溫和2m最低氣溫均為EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于沿海地區(qū) 2m最高氣溫，集合最大值對(duì) 24和 48h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，WRF確定性預(yù)報(bào)12km對(duì)72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率略高于其他模式。對(duì)于沿海地區(qū) 2m最低氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，其次是上海區(qū)域模式。

氣溫預(yù)報(bào)平均絕對(duì)誤差和TS評(píng)分結(jié)果一致（圖略），對(duì)于全省陸地站點(diǎn)，最高氣溫和最低氣溫均為EC細(xì)網(wǎng)格平均絕對(duì)誤差最小。對(duì)于沿海地區(qū)，2m最高氣溫集合最大值的平均絕對(duì)誤差最小，最低氣溫則為EC細(xì)網(wǎng)格模式的平均絕對(duì)誤差最小。

圖3　2016年3—5月全?。?20個(gè)國家級(jí)氣象觀測(cè)站）24h（a），48h（b），72h（c）以及沿海（12個(gè)海區(qū)代表站）24h（d），48h（e），72h（f）T639、EC_thin、WRF確定性預(yù)報(bào)12km和4km分辨率、WRF集合不同分位數(shù)、上海區(qū)域模式（BCSH）、T639-MOS 2m氣溫預(yù)報(bào)評(píng)分

4　結(jié)論

對(duì)2016年3—5月各數(shù)值模式產(chǎn)品在全省陸地120站和沿海12個(gè)精細(xì)海區(qū)的降水、日最大風(fēng)速以及日最高最低氣溫預(yù)報(bào)進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果表明：

（1）對(duì)于晴雨預(yù)報(bào)，WRF集合較低分位數(shù)和上海區(qū)域模式評(píng)分均較高。對(duì)于一般性降水和小雨預(yù)報(bào)，集合90%分位數(shù)對(duì)24h評(píng)分最高，EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)48和72h評(píng)分最高。對(duì)中雨預(yù)報(bào)，T639和上海區(qū)域模式 24h預(yù)報(bào)最好，EC細(xì)網(wǎng)格和T639分別對(duì)48和72h預(yù)報(bào)最好。WRF確定性預(yù)報(bào)12km、T639、上海區(qū)域模式分別對(duì)大雨24h，48h，72h預(yù)報(bào)評(píng)分最高。各模式對(duì)暴雨預(yù)報(bào)評(píng)分基本為0。

（2）集合50%分位數(shù)、集合25%分位數(shù)、上海區(qū)域模式對(duì)內(nèi)陸4級(jí)風(fēng)力的24h，48h，72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)沿海4級(jí)風(fēng)力，WRF確定性預(yù)報(bào)12km和集合50%分位數(shù)的24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，集合25%分位數(shù)的48和72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于內(nèi)陸以及沿海5級(jí)以上大風(fēng)預(yù)報(bào)，基本為集合最大值和集合 90%分位數(shù)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。

（3）對(duì)于全省陸地站點(diǎn)，2m最高氣溫和最低氣溫均為EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于沿海2m最高氣溫，集合最大值對(duì)24和48h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，WRF確定性預(yù)報(bào)12km對(duì)72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率略高于其他模式。對(duì)于沿海2m最低氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，其次是上海區(qū)域模式。

P456.7

B

1005-0582（2016）02-0067-04

2016-06-22

范蘇丹（1985—），女，漢族，云南會(huì)澤人，碩士，工程師，主要從事數(shù)值模式檢驗(yàn)及預(yù)報(bào)工作。