T639數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品對石河子墾區(qū)降水預(yù)報的檢驗*

（新疆石河子氣象局，新疆 石河子 832000）

0 引言

目前，天氣預(yù)報發(fā)布的短、中、長期天氣預(yù)報均是以數(shù)值產(chǎn)品為主要依據(jù)。天氣預(yù)報的準(zhǔn)確率很大程度上取決于依據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，數(shù)值產(chǎn)品的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到預(yù)報的準(zhǔn)確率，影響到服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)社會效益[1－5]。由于受當(dāng)?shù)馗鞣N因素的影響，T639預(yù)報產(chǎn)品資料的時效、準(zhǔn)確度都有一定的誤差。為此，我們對T639數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品物理量場的絕對誤差值和相關(guān)系數(shù)進(jìn)行檢驗評估，以便更好地運(yùn)用數(shù)值產(chǎn)品，提高預(yù)報的準(zhǔn)確率。

1 資料和方法

選取石河子墾區(qū)2017年（1～8月）大降水實況資料與預(yù)報場計算絕對誤差和相關(guān)系數(shù)，對T639細(xì)網(wǎng)格數(shù)值模式產(chǎn)品的物理量場資料進(jìn)行預(yù)報準(zhǔn)確度的檢驗。本次檢驗資料的種類為高度場、溫度場、地面氣壓場、相對濕度、比濕、水汽通量、渦度、垂直速度等，檢驗層次為500 hPa、700 hPa和850 hPa三層，檢驗時段為2017年（1～8月），時效為24 h、48 h、72 h、96 h四個時次。檢驗方法：計算各物理量場某預(yù)報時效的平均絕對誤差、各預(yù)報場與實況場相關(guān)系數(shù)[6－9]。由以下公式計算：

式中， 為日平均誤差，R為相關(guān)系數(shù)，F(xiàn)為預(yù)報值，A為實況值，F(xiàn)為格點(diǎn)平均值。利用公式（1）可以計算出預(yù)報時效的平均誤差，利用公式（2）可得出某預(yù)報場與相應(yīng)零時場的相關(guān)系數(shù)。

2 檢驗結(jié)果

2.1 形勢場預(yù)報值與降水的檢驗

降水形成時，歐亞中高緯度維持兩脊一槽型、一脊一槽型、南北二支鋒區(qū)匯合或中緯度鋒區(qū)分裂短波槽型、南支槽發(fā)展東北上型或北支槽發(fā)展東南下型，且關(guān)鍵區(qū)內(nèi)的5個經(jīng)緯距內(nèi)有≥2根等高線和等溫線，降水量級與鋒區(qū)強(qiáng)度及持續(xù)時間呈正相關(guān)關(guān)系。

2.2 變高場預(yù)報與降水的檢驗

降水開始時，500 hPa變高場上，石河子處于負(fù)變高區(qū)控制，負(fù)變高值越大，降水越明顯，若石河子地區(qū)處于正變高區(qū)，則不會出現(xiàn)降水。

2.3 變壓場預(yù)報與降水的檢驗

降水形成過程中，地面變壓場上，石河子處于正變壓區(qū)控制，若石河子地區(qū)為負(fù)變壓區(qū)控制，則不會出現(xiàn)降水。

2.4 風(fēng)場預(yù)報與降水的檢驗

風(fēng)場預(yù)報上，石河子位于中低層中尺度輻合切變線控制，并伴有高低空急流，降水量級與風(fēng)場輻合和高低空急流的強(qiáng)度及持續(xù)時間呈正相關(guān)，降水范圍與風(fēng)場輻合區(qū)和高低空急流的范圍也呈正相關(guān)關(guān)系，風(fēng)場預(yù)報指標(biāo)在實效上超前于降水。若石河子地區(qū)無高低空急流及輻合切變線相對應(yīng)，則一般不會出現(xiàn)明顯降水。

2.5 流場預(yù)報與降水的關(guān)系

流場預(yù)告圖上顯示，石河子處于850 hPa偏東流場、700 hPa西南流場、500 hPa偏西氣流控制中，且降水中心位于850 hPa氣流輻合點(diǎn)附近及低層的偏東氣流、中層的西南氣流和高層的偏西氣流交匯處，降水量級與三股氣流輻合的強(qiáng)度及持續(xù)時間呈正相關(guān)關(guān)系。流場預(yù)報指標(biāo)在實效上超前于降水。若石河子地區(qū)無三股氣流輻合，則不會出現(xiàn)明顯降水。

2.6 水汽條件檢驗

比濕場預(yù)告圖上顯示，石河子地區(qū)處于q0＞2.0 g/kg區(qū)域內(nèi)。降水量級和范圍與q0＞2.0 g/kg大值中心強(qiáng)度、持續(xù)時間和范圍成正相關(guān)關(guān)系。如果石河子地區(qū)q0＜4.0 g/kg，則一般不會出現(xiàn)降水。700 hPa和850 hPa的比濕預(yù)報在24 h和48 h預(yù)報時效內(nèi)平均誤差均＜1.0 g/kg，72 h預(yù)報時效內(nèi)平均誤差均＜1.5 g/kg，96 h預(yù)報時效內(nèi)平均誤差均 ＜2.1 g/kg。

水汽通量預(yù)告圖上顯示，石河子地區(qū)處于水汽通量 rf＞ 20 × 10 g/（cm·hPa·s） 控制區(qū)，rf大值中心的強(qiáng)度、持續(xù)時間與降水量級成正相關(guān)關(guān)系，大值中心的范圍與降水的范圍也成正相關(guān)關(guān)系。若石河子地區(qū)水汽通量 ＜ 20 × 10 g/（cm·hPa·s）時，則一般不會出現(xiàn)明顯降水。700 hPa和850 hPa的水汽通量預(yù)報在24 h和48 h預(yù)報時效內(nèi)平均誤差均 ＜ 1.1 g/（cm·hPa·s），72 h 和 96 h 預(yù)報時效內(nèi)平均誤差均 ＜ 1.6 g/（cm·hPa·s）。

相對濕度預(yù)告圖上顯示，石河子地區(qū)位于相對濕度 ≥60%控制區(qū)，大值中心的強(qiáng)度、持續(xù)時間和降水量級成正相關(guān)關(guān)系，大值中心的范圍和降水量級也成正相關(guān)關(guān)系。如果石河子地區(qū)相對濕度在60%以下時，則不會出現(xiàn)降水。700 hPa溫度露點(diǎn)差24～48 h內(nèi)為-4.2～-3.2℃，700 hPa和850 hPa溫度露點(diǎn)差24～72 h預(yù)報時效內(nèi)平均誤差為0.6℃，其他時效＜0.6℃。

2.7 動力條件檢驗

垂直速度場預(yù)告圖上，石河子地區(qū)處于上升運(yùn)動區(qū)控制，降水量級與上升運(yùn)動中心值強(qiáng)度及持續(xù)時間呈正相關(guān)，降水范圍與上升運(yùn)動區(qū)范圍也呈正相關(guān)關(guān)系。若石河子地區(qū)處于下沉運(yùn)動區(qū)，則不會出現(xiàn)降水。

2.8 相關(guān)系數(shù)

水汽條件相關(guān)系數(shù)顯示，850 hPa比濕、水汽通量、溫度露點(diǎn)差24 h和48 h預(yù)報時效的相關(guān)系數(shù)＞0.8；850 hPa和700 hPa水汽通量72 h預(yù)報時效的相關(guān)系數(shù)＜0.6，其他時次的相關(guān)系數(shù)＞0.6。

動力條件相關(guān)系數(shù)顯示，850 hPa、700 hPa和500 hPa的散度以及渦度和垂直速度的相關(guān)系數(shù)依次減少，24 h和48 h預(yù)報時效的相關(guān)系數(shù)＞0.7，72 h和96 h預(yù)報時效的相關(guān)系數(shù)＜0.6。

3 小結(jié)

（1）預(yù)報時效統(tǒng)計檢驗表明，近期預(yù)報比遠(yuǎn)期好，平均絕對誤差值隨預(yù)報時效延長而加大，相關(guān)系數(shù)隨預(yù)報時效延長而逐漸減小，24 h和48 h預(yù)報參考價值最大；（2）低層預(yù)報物理要素一般比高層平均誤差和絕對誤差小，相關(guān)系數(shù)隨預(yù)報時效延長而逐漸減小，對流層中低層850 hPa和700 hPa比500 hPa預(yù)報參考價值大；（3）動力條件的平均絕對誤差較大，但相關(guān)系數(shù)較高。水汽條件中，850 hPa比濕、水汽通量48 h預(yù)報時效內(nèi)的絕對誤差值均較小，而850 hPa水汽通量散度和對流層中低層溫度露點(diǎn)差的平均誤差較大。

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