中央臺精細化城鎮(zhèn)預報在貴州的溫度要素檢驗分析

王麗媛，謝 明，姚 浪，王 璇，周 庶

(貴州省畢節(jié)市氣象局，貴州 畢節(jié) 551700)

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中央臺精細化城鎮(zhèn)預報在貴州的溫度要素檢驗分析

王麗媛，謝 明，姚 浪，王 璇，周 庶

(貴州省畢節(jié)市氣象局，貴州 畢節(jié) 551700)

通過對中央臺精細化城鎮(zhèn)預報(CMA)2013—2015年在貴州省的溫度要素120 h準確率總評分進行檢驗分析，結果表明：CMA準確率逐年上升，在貴州省，最高溫度預報是難點；6—9月是CMA準確率的高峰時段，在靜止鋒影響時段和溫度轉(zhuǎn)折期的預報效果不理想；最高溫度準確率按市(州)自西向東呈單峰型變化，在西北部和東南部最差，最低溫度預報在省的西部3市州最好；在全省縣站中，最高溫度在西南部和東北部預報較好，最低溫度在北部和西部預報較好，遵義大部分站點的城鎮(zhèn)最低溫度預報準確率低于CMA。

城鎮(zhèn)預報；溫度要素；準確率；檢驗

1 引 言

目前，天氣預報主要是在分析天氣形勢的基礎上，結合數(shù)值預報，參考多家指導預報產(chǎn)品作出修訂，最終得出預報結論。近年來，用科學手段對數(shù)值預報和指導產(chǎn)品進行檢驗和釋用已經(jīng)成為提高預報準確率切實有效的辦法。中央氣象臺發(fā)布的全國精細化城鎮(zhèn)預報(CMA)是基層預報業(yè)務人員制作天氣預報時最為信賴的指導產(chǎn)品之一，本文通過對CMA在貴州區(qū)域內(nèi)的溫度要素檢驗分析，了解其規(guī)律和特征，為該產(chǎn)品在本地的釋用提供參考，用來指導實際業(yè)務，可有效提高城鎮(zhèn)預報準確率。

2 資料和方法

選取2013—2015年國家氣象信息中心每日下發(fā)的中央臺精細化城鎮(zhèn)預報溫度要素(08時起報，取84站資料)、同時段貴州省每日16時30分上傳的城鎮(zhèn)預報(排除遵義市匯川區(qū))和貴州省84縣區(qū)的日最高溫度和最低溫度實況資料。

檢驗方法：根據(jù)中短期天氣預報質(zhì)量檢驗辦法，對2013—2015年1—12月CMA溫度要素預報準確率總評分T從年、月、地區(qū)、縣(區(qū))等幾方面進行檢驗。

按照《全國城鎮(zhèn)天氣預報質(zhì)量國家級檢驗方案》，溫度檢驗公式如下：

式中T24、T48、T72、T96、T120分別為1～5 d逐24 h溫度預報準確率。

3 檢驗和分析

3.1 年度質(zhì)量檢驗

3.1.1 分時效檢驗 近3 a CMA在貴州省的120 h分時效準確率檢驗表明：準確率隨預報時效延長而降低，最低溫度預報準確率各時效均逐年提高，最高溫度準確率在72 h時效內(nèi)逐年提高(表1)。

3.1.2 準確率總評分 從2013—2015年，CMA最高溫度預報準確率分別為58.6%、59.5%、60.4%(圖1a)；最低溫度預報準確率分別為72%、76%、77.9%(圖1b)。CMA準確率逐年上升，最低溫度準確率高于最高溫度，2015年CMA的溫度要素準確率均低于城鎮(zhèn)預報。近3 a來，貴州省城鎮(zhèn)預報準確率相對CMA提高趨勢明顯。

表1 2013—2015年CMA逐年分時效準確率

圖1 年度準確率Fig.1 (a)Annual maximum temperature accuracy, (b)annual minimum temperature accuracy

3.2 月質(zhì)量檢驗

3.2.1 最高溫度 CMA在6—10月、12月的最高溫度準確率高于60%， 7月最高為76.5%，其次是8月67.8%； 2—4月準確率不足50%，3月最低只有46.6%。有8個月CMA的準確率高于城鎮(zhèn)預報，7月偏高最明顯；10月、11月和3月、4月的準確率較城鎮(zhèn)預報低， 10月最明顯(圖2)。

圖2 最高溫度逐月準確率Fig.2 Monthly accuracy of maximum temperature

3.2.2 最低溫度 CMA在6—9月的準確率超過80%， 同時也高于城鎮(zhèn)預報，7月準確率最高92.5%，其次是8月91.1%；其余月份準確率低于城鎮(zhèn)預報，11月—3月偏低明顯。CMA在12月和1—4月的準確率低于70%，1月最低只有60.2%(圖3)。

圖3 最低溫度逐月準確率Fig.3 Monthly accuracy of minimum temperature

以上分析表明，盛夏6—9月溫度較穩(wěn)定，所以CMA的預報準確率最高，參考價值最大；而在3—5月準確率偏低且低于城鎮(zhèn)預報，分析其原因主要和天氣系統(tǒng)有關，一方面受靜止鋒擺動的影響，區(qū)域內(nèi)溫度差距大；另一方面春季受西南熱低壓和冷空氣的影響，貴州省西部溫度變化劇烈，常出現(xiàn)溫度大幅度變化。因此，在溫度穩(wěn)定的時段內(nèi)可主要參考CMA，尤其7月和8月；在靜止鋒影響和轉(zhuǎn)折性天氣時，CMA指導價值較低。

3.3 地區(qū)檢驗

3.3.1 最高溫度 按地區(qū)自西向東，CMA最高溫度準確率分布總體呈“單峰型”變化，中部的安順最高63%，最低的分別在省之西北部和東南角，在遵義的準確率明顯高過東部其余市州；在7個市州準確率超過城鎮(zhèn)預報，貴陽和黔東南的城鎮(zhèn)預報最高溫度對CMA有正訂正效果，城鎮(zhèn)預報準確率最低的是畢節(jié)只有56.7%(圖4)。

圖4 最高溫度地區(qū)準確率總評分Fig.4 Maximum temperature accuracy in city

3.3.2 最低溫度 CMA最低溫度預報總體在省之西部最好(畢節(jié)和六盤水最高為78%)，東部次之，中部最差；僅在遵義準確率超過城鎮(zhèn)預報，中部3市州和黔東南的城鎮(zhèn)預報對CMA訂正效果較好，其中安順最好，遵義的城鎮(zhèn)預報準確率最低為75%(圖5)。

分地區(qū)檢驗表明，受地形條件和氣候特征、訂正能力的影響， CMA和城鎮(zhèn)預報在各市州的準確率都有明顯差距，大部分地區(qū)對CMA最高溫度訂正不理想，畢節(jié)尤其明顯。畢節(jié)近幾年的預報質(zhì)量在全省排名倒數(shù)，最高溫度準確率偏低是一個很大的影響因素。由于畢節(jié)市的地形比較特殊，位于西南熱低壓、滇黔靜止鋒等系統(tǒng)的邊緣，而且市內(nèi)東西部的海拔差明顯，溫度差異大，最高溫度預報難度大，但提高對指導預報的訂正技巧有利于預報質(zhì)量上升。

圖5 最低溫度地區(qū)準確率總評分Fig.5 Minimum temperature accuracy in city

3.4 分縣(區(qū))檢驗

3.4.1 最高溫度 從2013—2015年，全省縣站CMA最高溫度平均準確率為59.5%，比城鎮(zhèn)預報(59.1%)偏高0.4%。最高的是安順68.1%，最低的是赫章53.7%。有38站準確率在60%以上， 3站低于55%，在北部和西南部準確率較高。

城鎮(zhèn)預報準確率最高的是安順68.3%，最低的是赫章52.4%。全省有35站準確率在60%以上，7站低于55%(圖6)。

圖6 縣站CMA(a)、城鎮(zhèn)預報(b)最高溫度質(zhì)量分布Fig.6 (a)Average accuracy of maximum temperature of CMA, (b)average accuracy of maximum temperature of urban weather forecasted by county station

根據(jù)城鎮(zhèn)預報和CMA準確率差分布(填色區(qū)域為負值區(qū)，下同)，CMA在全省56%的站點準確率比城鎮(zhèn)預報高，偏高4%以上的站點是畢節(jié)的威寧5.6%、黔西南的望謨5.2%、遵義的赤水4%和道真4%，花溪城鎮(zhèn)預報偏高CMA準確率最多為5.6%(圖7)。

3.4.2 最低溫度 CMA最低溫度平均準確率為75.2%，比城鎮(zhèn)預報(77.6%)偏低2.5%。最高的是七星關82.7%，最低的是平塘66.9%，有9站準確率在80%以上，38站低于75%，在西部和北部準確率較高(圖8)。

城鎮(zhèn)預報準確率最高的是安順85.7%，最低的是荔波71.1%。有26站準確率在80%以上，17站低于75%。

圖7 縣站最高溫度T城鎮(zhèn)預報-TCMA分布Fig.7 Distribution of the difference between maximum temperature accuracy of urban weather forecasted by county station and that of CMA

圖8 縣站CMA(a)、城鎮(zhèn)預報(b)最低溫度質(zhì)量分布Fig.8 (a)Distribution of average accuracy of minimum temperature of CMA, (b)distribution of average accuracy of minimum temperature of urban weather forecasted by county station

CMA最低溫度準確率在28.6%的站點高于城鎮(zhèn)預報，大部分在遵義(圖9)，偏高4%以上的站點為遵義的習水6.4%、余慶5.5%、赤水4.6%、鳳崗4%和黔西南的望謨5.2%?；ㄏ某擎?zhèn)預報對CMA訂正效果最好，比CMA準確率高12.1%。

圖9 縣站最低溫度T城鎮(zhèn)預報-TCMA分布Fig.9 Distribution of the difference between minimum temperature accuracy of urban weather forecasted by county station and that of CMA

4 結論

對貴州省2013—2015年CMA溫度要素檢驗結果表明：

①近3 a來，CMA溫度要素準確率逐年提高，同時段城鎮(zhèn)預報準確率逐年提升幅度更大。在貴州，最高溫度預報是難點。

②6—9月CMA溫度要素準確率最高，故在溫度穩(wěn)定時段參考價值最大；受靜止鋒和地理位置、地形特征的影響，3—5月CMA準確率最低，同時段城鎮(zhèn)預報準確率更高，所以在靜止鋒影響和轉(zhuǎn)折性天氣時，CMA指導價值較低。

③CMA最高溫度準確率按地區(qū)自西向東呈單峰型變化，在安順最高、最低溫度預報在西部地區(qū)最好，其中畢節(jié)和六盤水最高；貴州省大部分地區(qū)城鎮(zhèn)預報對CMA最高溫度的訂正不理想，畢節(jié)最差，在實際預報中應主要提高最高溫度訂正技巧。

④全省縣站中，CMA最高溫度準確率在東北部和西南部較高，高于城鎮(zhèn)預報4%以上的站點分別為畢節(jié)的威寧、黔西南的望謨、遵義的赤水和道真；最低溫度在西部和北部的準確率高，高于城鎮(zhèn)預報4%以上的站點為遵義的習水、余慶、赤水、鳳崗和黔西南的望謨。

綜上所述，隨著數(shù)值預報科技的發(fā)展，CMA的預報準確率也在逐年提高，該產(chǎn)品是制作城鎮(zhèn)預報時可供信賴的指導產(chǎn)品。本文使用2013—2015年1—12月的資料分析了CMA在貴州的溫度要素預報準確率特征，表明CMA的溫度要素預報能力存在明顯的季節(jié)和地區(qū)差異性，在應用CMA時，可作為一定參考依據(jù)，更好地發(fā)揮該產(chǎn)品在實際預報中的指導作用，切實提高預報準確率。

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Verification and analysis on temperature elements of China meteorological administration's accurate urban weather forecast for Guizhou

WANG Liyuan,XIE Ming,YAO Lang,WANG Xuan,ZHOU Shu

(Bijie Meteorological Bureau of Guizhou Province, Bijie 551700, China)

The accuracy of temperature elements of China Meteorological Administration's accurate urban weather forecast(CMA) for Guizhou was verified and analyzed using a sample of elements in 120 hours from 2013 to 2015. The results show that: the accuracy is increasing year by year; it is difficult to forecast the maximum temperature in Guizhou; CMA performs well from June to September, while not well during the periods where either stationary front affects weather or temperature arrives at a turning point; maximum temperature accuracy for every city in Guizhou shows a single peak from west to east, and the minimums of the accuracy appears in both the northwest part and the southeast part of Guizhou, while minimum temperature accuracy in three cities in the west part is the highest; maximum temperature of urban weather forecasted by county station performs well in both the southwest part and the northeast part, while the minimum temperature forecasted by county station performs well in both the north part and the west part, and especially the minimum temperatures forecasted by most of the county stations in Zhunyi city are less accurate than CMA.

urban weather forecast；temperature element；accuracy；verification

1003-6598(2016)05-0020-05

2016-03-25

王麗媛(1985—)，女(白族)，工程師，主要從事短時臨近天氣預報和氣象服務工作，E-mail:77950691@qq.com。

P457.3

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