榮艷敏，盛春巖

（山東省氣象科學(xué)研究所，濟(jì)南 250031）

山東省2016年秋季（2016年9—11月）數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)

榮艷敏，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9—11月T639、EC細(xì)網(wǎng)格、山東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）以及T639-MOS解釋應(yīng)用產(chǎn)品在山東省陸地120個(gè)國(guó)家級(jí)氣象觀測(cè)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。

秋季；數(shù)值預(yù)報(bào)；降水；風(fēng)速；氣溫

1 天氣概述

2016年秋季（2016年9—11月，下同），全省平均降水量為114.1mm，較常年偏多1.7mm，比上年偏少31.5mm。全省平均氣溫為15.2℃，較常年偏高0.8℃，比上年偏高0.6℃，為1951年以來(lái)歷史同期第4位高值。季內(nèi)共出現(xiàn)了24次降水過(guò)程，分別為9月8次、10月9次、11月7次，出現(xiàn)19次大風(fēng)天氣過(guò)程，其中14次為海上和陸地大風(fēng)，5次為海上大風(fēng)，分別為9月2次、10月8次、11月9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，WRF集合不同分位數(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(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以內(nèi)的海區(qū)劃分為12個(gè)精細(xì)化海區(qū)。

2.3 檢驗(yàn)方法

降水和氣溫檢驗(yàn)主要是根據(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)，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)則是根據(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/T 229—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)分總體差異不大，大多在80分左右，其中集合50%分位數(shù)對(duì)24h和72h預(yù)報(bào)評(píng)分最高，T639-MOS對(duì)48h預(yù)報(bào)評(píng)分最高，集合最大值評(píng)分最低。對(duì)于一般性降水預(yù)報(bào)，上海區(qū)域模式對(duì)24h預(yù)報(bào)評(píng)分最高，集合90%分位數(shù)對(duì)48h和72h預(yù)報(bào)評(píng)分最高。對(duì)于中雨預(yù)報(bào)，集合75%分位數(shù)、上海區(qū)域模式、集合90%分位數(shù)分別對(duì)24h，48h，72h評(píng)分最高。對(duì)于本季度的大雨預(yù)報(bào)，各模式評(píng)分均較低，其中集合75%分位數(shù)、WRF確定性預(yù)報(bào)12km、EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)效果相對(duì)較好。對(duì)于暴雨預(yù)報(bào)，上海區(qū)域模式對(duì)24h和48h預(yù)報(bào)評(píng)分最高，EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)72h預(yù)報(bào)效果最好。從降水空、漏報(bào)率來(lái)看（圖略），各模式對(duì)大雨以上級(jí)別降水空、漏報(bào)較多，集合較小分位數(shù)空、漏報(bào)率可達(dá)100%。

從本季度降水的BS評(píng)分可以發(fā)現(xiàn)（圖略），T639、EC細(xì)網(wǎng)格和集合較高分位數(shù)對(duì)一般性降水和小雨預(yù)報(bào)明顯偏多，大雨以上級(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9—11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集合不同分位數(shù)、上海區(qū)域模式（BCSH）、T639-MOS 24h（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），對(duì)于全省陸地，T639、EC細(xì)網(wǎng)格分別對(duì)2級(jí)、3級(jí)風(fēng)力的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高；集合最小值、EC細(xì)網(wǎng)格和上海區(qū)域模式對(duì)沿海地區(qū)4級(jí)以下風(fēng)力預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。WRF確定性預(yù)報(bào)4km對(duì)陸地4級(jí)風(fēng)力的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，對(duì)于沿海4級(jí)風(fēng)力，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。無(wú)論陸地還是沿海，對(duì)于6級(jí)以上風(fēng)力的預(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。

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)率較大。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 2016年9—11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(lái)看（圖3a-f），對(duì)于全省陸地站點(diǎn)，2m最高氣溫EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，優(yōu)勢(shì)較明顯；對(duì)于2m最低氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格和T639-MOS預(yù)報(bào)評(píng)分相差不大，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率相對(duì)較高。對(duì)于沿海地區(qū)，T639對(duì)2m最高氣溫24h和48h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，72h預(yù)報(bào)集合75%分位數(shù)略好于EC細(xì)網(wǎng)格；2m最低氣溫上海區(qū)域模式對(duì)24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度最高，EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)48h和72h預(yù)報(bào)效果最好。

氣溫預(yù)報(bào)平均絕對(duì)誤差和TS評(píng)分結(jié)果基本一致，對(duì)于全省陸地站點(diǎn)，無(wú)論2m最高氣溫還是最低氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格的平均絕對(duì)誤差均最小。對(duì)于沿海地區(qū)，2m最高氣溫48h內(nèi)T639的平均絕對(duì)誤差最小，集合75%分位數(shù)72h平均絕對(duì)誤差最??；2m最低氣溫上海區(qū)域模式和EC細(xì)網(wǎng)格平均絕對(duì)誤差均較小。

圖3 2016年9—11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9—11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)。

（1）對(duì)于晴雨預(yù)報(bào)，集合50%分位數(shù)和T639-MOS評(píng)分最高。對(duì)于一般性降水預(yù)報(bào)，集合90%分位數(shù)和上海區(qū)域模式預(yù)報(bào)評(píng)分相對(duì)較高。對(duì)于中雨預(yù)報(bào)，集合75%分位數(shù)、上海區(qū)域模式、集合90%分位數(shù)分別對(duì)24h，48h，72h評(píng)分最高。對(duì)于大雨預(yù)報(bào)，各模式評(píng)分均較低，其中集合75%分位數(shù)、WRF確定性預(yù)報(bào)12km、EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)評(píng)分相對(duì)較高。對(duì)于暴雨預(yù)報(bào)，上海區(qū)域模式對(duì)24h和48h預(yù)報(bào)評(píng)分最高，EC細(xì)網(wǎng)格對(duì)72h預(yù)報(bào)評(píng)分最高。

（2）WRF確定性預(yù)報(bào)4km對(duì)陸地4級(jí)風(fēng)力的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，對(duì)于沿海4級(jí)風(fēng)力，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高。無(wú)論陸地還是沿海，對(duì)于6級(jí)以上風(fēng)力的預(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)，無(wú)論2m最高氣溫還是2m最低氣溫，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)效果均最好。沿海地區(qū)2m最高氣溫T639對(duì)24h和48h預(yù)報(bào)效果最好，集合75%分位數(shù)對(duì)72h預(yù)報(bào)效果最好；2m最低氣溫EC細(xì)網(wǎng)格和上海區(qū)域模式預(yù)報(bào)效果均較好。

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：B

：1005-0582（2016）04-0059-04

10.19513/j.cnki.issn1005-0582.2016.04.013

2016-12-19

榮艷敏（1983—），女，山東聊城人，碩士，工程師，主要從事數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)研究工作。