山東省2015年春季（2015年3—5月）數(shù)值預報產(chǎn)品檢驗

榮艷敏，盛春巖（山東省氣象科學研究所，濟南　250031）

山東省2015年春季（2015年3—5月）數(shù)值預報產(chǎn)品檢驗

榮艷敏，盛春巖
（山東省氣象科學研究所，濟南250031）

摘要：根據(jù)短期天氣預報質(zhì)量檢驗辦法，對2015年3月—2015年5月T639，EC細網(wǎng)格、WRF-RUC，WRF確定性預報（EnWRF）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個精細海區(qū)的降水、日最大風速以及日最高最低氣溫預報進行檢驗，分析了不同數(shù)值模式產(chǎn)品的預報能力。

關(guān)鍵詞：春季；數(shù)值預報；降水；風速；氣溫

中圖分類號：P456.7

文獻標識碼：識碼：B

文章編號：號：1005–0582（2015）02–0057–04

收稿日期：2015-06-30

作者簡介：榮艷敏（1983—），女，漢族，山東聊城人，碩士，工程師，主要從事數(shù)值預報工作。

資助項目：山東省超級計算科技專項項目“精細化集合數(shù)值天氣預報平臺（2011YD01106）” 資助

1　天氣概述

2015年春季（2015年3月—2015年5月，下同），全省平均降水量為108.3mm，較常年偏多6.4%，比上年偏多13.9mm。全省平均氣溫為14.2℃，較常年偏高0.7℃，比上年偏低1.7℃。季內(nèi)共出現(xiàn)了21次降水過程，分別為3月5次、4月7次、5月9次，出現(xiàn)27次大風天氣過程，其中22次為海上和內(nèi)陸大風，5次為海上大風，分別為3月7次、4月8次、5月12次。

2　資料與方法

2.1數(shù)值模式資料

參與檢驗的數(shù)值模式主要包括T639，EC細網(wǎng)格、WRF-RUC，WRF確定性預報（EnWRF）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）、中國氣象局下發(fā)的T639-MOS釋用產(chǎn)品。統(tǒng)一對各模式20時的預報進行檢驗評分。

2.2實況資料

實況資料主要包括全省陸地（120站）和沿海12個精細化海區(qū)（12站）兩部分。全省陸地120站是指山東省120個國家級氣象觀測站（其中泰山站屬于高山站不參與評分，成山頭和長島站參與沿海站部分的評分）；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）中的規(guī)定，將距山東海岸線10km以內(nèi)的海區(qū)劃分為12個精細化海區(qū)。

2.3檢驗方法

氣溫檢驗主要根據(jù)中國氣象局《關(guān)于下發(fā)中短期天氣預報質(zhì)量檢驗辦法（試行）的通知》（氣發(fā)〔2005〕109號）中有關(guān)規(guī)定進行檢驗，分小于等于1℃、小于等于2℃的預報準確率和預報誤差。

風力等級預報檢驗則根據(jù)山東省氣象科學研究所盛春巖等起草的氣象行業(yè)標準《風預報檢驗方法》（QX/T 229—2014）中對風力等級的檢驗方法，包括預報準確率、預報偏強率、預報偏弱率。

3　地面要素預報檢驗結(jié)果

3.1降水預報檢驗

從各模式對全省陸地和沿海降水的預報評分可知（圖1a~c），各模式晴雨預報TS評分總體差異不大，大都在80分左右，其中WRF-RUC 對24h評分最高、48小時評分較差，上海區(qū)域模式和WRF集合對48h和72h評分較高。對于一般性降水和小雨預報，各模式TS評分均在20分左右，EC細網(wǎng)格評分略高于其他模式。對于中雨以上較強降水，集合75%和90%百分位對24h 和72h評分略高于其他模式。從降水空、漏報率來看（圖略），各模式對中雨以上級別降水空、漏報較多，大雨空、漏報率可達100%。

從降水的BS評分可以發(fā)現(xiàn)（圖略），EC細網(wǎng)格和集合較高百分位的一般性降水和小雨預報明顯偏多，中雨以上級別降水集合較高百分位BS評分值明顯偏大，模式BS值較大表明其對相應(yīng)量級降水的預報范圍偏大。

圖1　2015年3—5月全?。?20個國家級氣象觀測站）T639，EC_thin，WRF-RUC，WRF確定性預報（EnWRF），WRF集合不同百分位，上海區(qū)域模式（BCSH），T639-MOS 24h（a），48h（b），72h（c）降水預報評分

3.2風速預報檢驗

從各模式對全省陸地和沿海日最大風速的預報評分看（圖2a~f），無論是陸地還是沿海，T639，EC細網(wǎng)格分別對2級、3級風力的預報準確率最高。對于4級以上風力的預報，全省陸地站點集合最大值和90%百分位的預報準確率最高，沿海地區(qū)24h預報集合最大值的準確率最高，48h和72h集合較高百分位表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，其中WRF-RUC對8級風力的48h預報準確率最高。

圖2　2015年3—5月全省（120個國家級氣象觀測站）24h（a），48h（b），72h（c）以及沿海（12個海區(qū)代表站）24h（d），48h（e），72h（f）T639，EC_thin，WRF-RUC，WRF確定性預報（EnWRF），WRF集合不同百分位，上海區(qū)域模式（BCSH），T639-MOS日最大風速預報評分

從日最大風預報的偏弱、偏強率來看（圖略），各模式對6級及以上大風預報偏弱率較大，

7級及以上大風偏弱率大部分模式達到100%。對于3級及以下小風的預報，各模式的偏強率較高。結(jié)合預報準確率的評分可見，集合最大值對大風的預報準確率較高、偏弱率最小，預報效果最好，T639和EC細網(wǎng)格對小風的預報準確率最高、偏強率最小，預報效果最好。

3.3氣溫預報檢驗

從模式對2m最高、最低氣溫預報評分結(jié)果來看（圖3a~f），對于全省陸地站點，2m最高氣溫EC細網(wǎng)格預報準確率最高，優(yōu)勢較明顯；2m最低氣溫EC細網(wǎng)格預報略好于T639-MOS。沿海地區(qū)2m最高氣溫EC細網(wǎng)格的預報優(yōu)勢顯著下降，集合最大值預報準確率最高；2m最低氣溫EC細網(wǎng)格預報準確率仍然最高，其次為WRF-RUC和上海區(qū)域模式。

圖3　2015年3—5月全省（120個國家級氣象觀測站）24h（a），48h（b），72h（c）以及沿海（12個海區(qū)代表站）24h（d），48h（e），72h（f）T639，EC_thin，WRF-RUC，WRF確定性預報（EnWRF），WRF集合不同百分位，上海區(qū)域模式（BCSH），T639-MOS的2m氣溫預報評分

對于氣溫預報平均絕對誤差的分析可知（表1），對于全省陸地站點，無論2m最高氣溫還是最低氣溫，EC細網(wǎng)格的平均絕對誤差最小。對于沿海地區(qū)，2m最高氣溫集合最大值的平均絕對誤差最小，而最低氣溫EC細網(wǎng)格模式的平均絕對誤差最小。結(jié)合各模式預報的平均誤差可見（圖略），各模式對于全省陸地站點最高氣溫一般預報偏低，而對于沿海最低氣溫一般預報偏高。

表1　2015年3—5月全?。?20個國家級氣象觀測站）以及沿海（12個海區(qū)代表站）T639，EC_thin，WRF-RUC，WRF確定性預報（EnWRF），WRF集合不同百分位，上海區(qū)域模式（BCSH），T639-MOS的2m氣溫預報平均絕對誤差　　　　　　　　　℃

最高氣溫最低氣溫全省陸地　　沿?！　∪￡懙亍　⊙睾ＤＪ?4h　48h　72h　24h　48h　72h　24h　48h　72h　24h　48h　72h 25%　1.78　2.07　2.29　3　3.16　3.33　2.53　2.63　2.94　2.19　2.16　2.24 10%　1.97　2.3　2.62　3.24　3.4　3.62　2.83　2.87　3.22　2.32　2.31　2.41 MIN　1.97　2.27　2.63　3.34　3.49　3.64　3.16　3.07　3.43　2.5　2.41　2.53 BCSH　1.75　1.97　2.19　3.19　3.36　3.52　1.5　1.95　2.17　1.54　1.63　1.68 T639-MOS　1.74　1.99　　　　　1.44　1.55

4　結(jié)論

對2015年3月—2015年5月各數(shù)值模式產(chǎn)品在全省陸地120站和沿海12個精細海區(qū)的降水、日最大風速以及日最高最低氣溫預報進行了檢驗，結(jié)果表明：

（1）對于晴雨預報，各模式TS評分總體差異不大，其中WRF-RUC對24h評分最高、48小時降水預報較差，上海區(qū)域模式和WRF集合對48h和72h評分較高。EC細網(wǎng)格對于一般性降水和小雨預報評分略高。對于中雨以上較強降水，各模式空、漏報較多，集合75%和90%百分位對24h和72h評分均高于其他模式。

（2）無論是全省陸地還是沿海，T639和EC細網(wǎng)格對2~3級風力預報準確率最高。4級以上風力的預報，集合最大值評分最高。其中，全省陸地站點集合最大值和90%百分位的預報準確率最高，沿海地區(qū)集合較高百分位均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。

（3）對于全省陸地站點，2m最高氣溫EC細網(wǎng)格預報準確率最高，優(yōu)勢較明顯；2m最低氣溫EC細網(wǎng)格預報略好于T639-MOS。沿海地區(qū)2m最高氣溫EC細網(wǎng)格的預報優(yōu)勢顯著下降，集合最大值預報準確率最高；2m最低氣溫EC細網(wǎng)格預報準確率仍然最高，其次為WRF-RUC和上海區(qū)域模式。