范蘇丹，盛春巖

（山東省氣象科學(xué)研究所，濟(jì)南 250031）

山東省2015年夏季（6
—8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，對(duì)2015年6—8月T639、EC細(xì)網(wǎng)格、WRF確定性預(yù)報(bào)（EnWRF）12km和 4km分辨率及不同集合百分位、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。

夏季；數(shù)值預(yù)報(bào)；降水；風(fēng)速；氣溫

1　天氣概述

2015年夏季（2015年6—8月，下同），全省平均降水量為321.0mm，較常年偏少19.8%，比上年偏多58.2mm。全省平均氣溫為25.7℃，較常年偏高0.3℃，比上年偏高0.4℃。季內(nèi)共出現(xiàn)了22次降水過(guò)程，分別為6月5次、7月8次、8月9次，出現(xiàn)7次大風(fēng)天氣過(guò)程，其中3次為海上和內(nèi)陸大風(fēng)，4次為海上大風(fēng)，分別為6月2次，7月2次，8月3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和4km分辨率及不同集合百分位（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(guó)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48h，其他各模式檢驗(yàn)時(shí)效為72h。

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(guó)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?xún)?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

氣溫檢驗(yàn)主要根據(jù)中國(guó)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)，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50分以上，其中上海區(qū)域模式評(píng)分最高，集合50%百分位以及WRF確定性預(yù)報(bào)4km分辨率評(píng)分略低于上海區(qū)域模式評(píng)分，集合最大值評(píng)分最低。對(duì)于一般性降水和小雨預(yù)報(bào)，EC細(xì)網(wǎng)格評(píng)分略高于其他模式。對(duì)于中雨以上較強(qiáng)降水，各模式評(píng)分大都在10分以下。EC細(xì)網(wǎng)格和集合 90%百分位對(duì)中雨預(yù)報(bào)評(píng)分略高于其他模式，集合90%百分位、集合最大值、EC細(xì)網(wǎng)格分別對(duì)大雨24h，48h，72h預(yù)報(bào)評(píng)分最高。對(duì)于暴雨預(yù)報(bào)，集合90%百分位24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率略高于其他模式，WRF確定性預(yù)報(bào)12km分辨率48h 和72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率略高于其他模式。T639、EC細(xì)網(wǎng)格、上海區(qū)域模式分別對(duì)大暴雨24h，48h，72h預(yù)報(bào)評(píng)分最高。從降水空、漏報(bào)率來(lái)看（圖略），各模式對(duì)中雨以上級(jí)別降水空、漏報(bào)較多，大尺度模式以及集合較小百分位空、漏報(bào)率可達(dá)100%。

從降水的BS評(píng)分可以發(fā)現(xiàn)（圖略），EC細(xì)網(wǎng)格和集合較高百分位的一般性降水和小雨預(yù)報(bào)明顯偏多，中雨以上級(jí)別降水集合較高百分位BS評(píng)分值明顯偏大，模式BS值較大表明其對(duì)相應(yīng)量級(jí)降水的預(yù)報(bào)范圍偏大。

圖1　2015年6—8月全?。?20個(gè)國(guó)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集合不同百分位、上海區(qū)域模式（BCSH）、T639-MOS的24h（a），48h（b），72h（c）降水預(yù)報(bào)評(píng)分（單位：%）

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模式對(duì)內(nèi)陸2級(jí)風(fēng)力各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，T639和集合最小值、集合10%百分位和集合最小值、T639分別對(duì)沿海2級(jí)風(fēng)力的24h，48h，72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。上海區(qū)域模式對(duì)內(nèi)陸 3級(jí)風(fēng)力各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，EC細(xì)網(wǎng)格、集合25%百分位、EC細(xì)網(wǎng)格分別對(duì)沿海3級(jí)風(fēng)力的24h，48h，72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。集合最大值、集合90%百分位、WRF確定性預(yù)報(bào)4km分辨率對(duì)內(nèi)陸4級(jí)風(fēng)力的24h，48h，72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，WRF確定性預(yù)報(bào)12km分辨率對(duì)沿海4級(jí)風(fēng)力各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于內(nèi)陸地區(qū) 5級(jí)以上風(fēng)力，集合最大值預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率基本最高，其中上海區(qū)域模式對(duì)7級(jí)風(fēng)力的 48h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于沿海地區(qū)5級(jí)以上風(fēng)力，集合最大值24和72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率基本最高，其中上海區(qū)域模式對(duì) 8級(jí)風(fēng)力的24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于沿海地區(qū)48h預(yù)報(bào)，集合90%百分位、集合最大值、WRF確定性預(yù)報(bào)4km分辨率分別對(duì)5級(jí)、6級(jí)、7級(jí)風(fēng)力預(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(lái)看（圖略），各模式對(duì)6級(jí)及以上大風(fēng)預(yù)報(bào)偏弱率較大，7級(jí)及以上大風(fēng)偏弱率大部分模式達(dá)到 100%。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(jiàn)，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　2015年6—8月全?。?20個(gè)國(guó)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集合不同百分位、上海區(qū)域模式（BCSH）、T639-MOS日最大風(fēng)速預(yù)報(bào)評(píng)分（單位：%）

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(lái)看（圖3a-f），對(duì)于全省2m最高氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率基本最高，其中集合 50%百分位對(duì)于誤差小于1℃的24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率略高于其他模式。對(duì)于全省2m最低氣溫，T639-MOS對(duì)24h、48h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)72h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于沿海地區(qū)2m最高氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格的預(yù)報(bào)優(yōu)勢(shì)顯著下降，集合 90%百分位和集合最大值預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高，其中 WRF確定性預(yù)報(bào)和集合75%百分位對(duì)誤差小于1℃的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)格各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，集合較高百分位以及上海區(qū)域模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率略低于EC細(xì)網(wǎng)格。

對(duì)于氣溫預(yù)報(bào)平均絕對(duì)誤差的分析可知（圖略），對(duì)于全省陸地站點(diǎn)，最高氣溫EC細(xì)網(wǎng)格平均絕對(duì)誤差最小，最低氣溫T639-MOS平均絕對(duì)誤差最小。對(duì)于沿海地區(qū)，2m最高氣溫集合90%百分位的平均絕對(duì)誤差最小，而最低氣溫EC細(xì)網(wǎng)格模式的平均絕對(duì)誤差最小。

圖3　2015年6-8月全省（120個(gè)國(guó)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集合不同百分位、上海區(qū)域模式（BCSH）、T639-MOS 2m氣溫預(yù)報(bào)評(píng)分（單位：%）

4　結(jié)論

（1）對(duì)于晴雨預(yù)報(bào)，上海區(qū)域模式評(píng)分最高，其次為WRF確定性預(yù)報(bào)4km預(yù)報(bào)（EnWRF -4km）。對(duì)于一般性降水和小雨預(yù)報(bào)，EC細(xì)網(wǎng)格評(píng)分最高。EC細(xì)網(wǎng)格和集合90%百分位對(duì)中雨預(yù)報(bào)評(píng)分略高于其他模式，集合 90%百分位對(duì)大雨、暴雨24h預(yù)報(bào)評(píng)分均較好，T639、EC細(xì)網(wǎng)格、上海區(qū)域模式對(duì)大暴雨預(yù)報(bào)也有一定的優(yōu)勢(shì)。

（2）對(duì)于4級(jí)風(fēng)力，集合最大值和WRF確定性預(yù)報(bào)12km預(yù)報(bào)（EnWRF-12km）分別對(duì)內(nèi)陸和沿海地區(qū)24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。對(duì)于內(nèi)陸以及沿海地區(qū)5級(jí)以上風(fēng)力預(yù)報(bào)，集合最大值預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率大都高于其他各模式。

（3）對(duì)于全省2m最高氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率基本最高。對(duì)于全省 2m最低氣溫，T639-MOS對(duì)24h，48h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)72h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90%百分位和集合最大值預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率基本最高，對(duì)于沿海地區(qū)2m最低氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率均最高。

P456.7

B

1005-0582（2015）03-0056-04

2015-09-28

山東省超級(jí)計(jì)算科技專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（2011YD01106）和氣象關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用項(xiàng)目（CMAGJ2014M29）共同資助

范蘇丹（1985—），女，漢族，云南會(huì)澤人，碩士，工程師，主要從事海洋氣象和數(shù)值預(yù)報(bào)研究。