國家氣象中心精細(xì)化溫度預(yù)報(bào)產(chǎn)品在喀什地區(qū)的檢驗(yàn)

希熱娜依·鐵里瓦爾地 楊麗鴻 熱孜瓦古·孜比布拉

摘要 ?利用2014年6月3日至2015年12月31日喀什地區(qū)9個(gè)縣（市）逐日最高和最低氣溫實(shí)況資料和國家氣象中心精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品中20：00日最高和最低氣溫進(jìn)行比較，結(jié)果顯示誤差在-2～2℃，并分析了大值預(yù)報(bào)誤差影響因子。

關(guān)鍵詞精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào);溫度;準(zhǔn)確率;統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn);誤差

中圖分類號(hào)：P457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-3305（2019）03-065-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.03.026

溫度精細(xì)化預(yù)報(bào)已成為天氣預(yù)報(bào)技術(shù)發(fā)展必然趨勢和研究熱點(diǎn)[1]?？κ驳貐^(qū)氣象臺(tái)自應(yīng)用中國氣象局下發(fā)的中央臺(tái)指導(dǎo)預(yù)報(bào)資料以來，已成為預(yù)報(bào)員制作溫度預(yù)報(bào)重要參考依據(jù)，對(duì)喀什精細(xì)化溫度預(yù)報(bào)起到較好指導(dǎo)作用，但中央臺(tái)指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)喀什地區(qū)溫度預(yù)報(bào)能力并未進(jìn)行過客觀系統(tǒng)檢驗(yàn)分析，在某些特定天氣條件下，溫度預(yù)報(bào)誤差較大。通過對(duì)中央臺(tái)下發(fā)的全國城鎮(zhèn)精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)中喀什地區(qū)客觀溫度預(yù)報(bào)檢驗(yàn)評(píng)估得到檢驗(yàn)分析結(jié)果，有助于提高喀什地區(qū)精細(xì)化溫度預(yù)報(bào)能力，對(duì)預(yù)報(bào)員制作溫度預(yù)報(bào)有很好指導(dǎo)意義。

1資料來源與研究方法

選取國家氣象中心2014年6月3日至2015年12月31日下發(fā)的中央臺(tái)精細(xì)化溫度指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品和地面觀測站逐日最高和最低氣溫實(shí)況資料。選取喀什地區(qū)9個(gè)7要素站（喀什、伽師、岳普湖、英吉沙、巴楚、麥蓋提、莎車、澤普、葉城）觀測氣溫為實(shí)況，以檢驗(yàn)中央臺(tái)精細(xì)化溫度指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品在喀什地區(qū)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季來劃分。主要采用氣象部門應(yīng)用較廣泛的《中短期天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)方法（試行）》，溫度預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)包括最高和最低氣溫預(yù)報(bào)誤差，采用以下公式計(jì)算：

式（1）、式（3）中，F(xiàn)i為第i站（次）預(yù)報(bào)溫度;Qi為第i站（次）實(shí)況溫度，K為1、2，分別代表|Fi-Qi|≤1℃、|Fi-Qi|≤2℃，NrK為預(yù)報(bào)正確站（次）數(shù)，NfK為預(yù)報(bào)總站（次）數(shù)。溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率實(shí)際含義是溫度預(yù)報(bào)誤差≤2℃（1℃）百分率。

2結(jié)果與分析

2.124 h溫度預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

2.1.124 h最低溫度預(yù)報(bào)檢驗(yàn)從喀什地區(qū)24 h最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率站點(diǎn)分布可知，2014年6月至2015年12月溫度預(yù)報(bào)誤差≤2℃（≤1℃）平均準(zhǔn)確率62.8%（31.1%），≤2℃準(zhǔn)確率除麥蓋提<60%外，其余各站均>60%，其中葉城縣最高，為68.6%，麥蓋提縣最低，為56.5%。從預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率地理分布看，偏南地區(qū)最高：65.7%，偏北地區(qū)次之，為62.8%，偏東地區(qū)最低，為58.4%。

從最低溫度預(yù)報(bào)誤差站點(diǎn)分布看，平均絕對(duì)誤差1.86～2.16℃，其中葉城、岳普湖、澤普、莎車、英吉沙平均絕對(duì)誤差<2℃，麥蓋提、巴楚、喀什、伽師平均絕對(duì)誤差>2℃，誤差值最大為麥蓋提（2.16℃）。均方根誤差均<2℃，同樣麥蓋提誤差最大，為1.47℃。從偏差率站點(diǎn)分布看出，對(duì)于最低溫度預(yù)報(bào)，中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)誤差最低溫度預(yù)報(bào)偏低率較偏高率更為明顯。

2.1.224 h最高溫度預(yù)報(bào)檢驗(yàn)分析喀什地區(qū)24 h最高溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率站點(diǎn)，2014年6月到2015年12月溫度預(yù)報(bào)誤差≤2℃（≤1℃）平均準(zhǔn)確率為56.5%（35.0%），≤2℃準(zhǔn)確率50%～60%，除巴楚、莎車2站點(diǎn)>60%外，其余站點(diǎn)均<60%，其中巴楚縣最高，為63.6%，喀什最低，為50.6%。預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率地理分布上，偏東地區(qū)最高，為61%，偏南地區(qū)次之，為56.6%，偏北地區(qū)最低，為54.2%。

從最高溫度預(yù)報(bào)誤差站點(diǎn)分布看，平均絕對(duì)誤差均在2℃以上，誤差值最大為喀什（2.59℃）。均方根誤差均<2℃，其中喀什誤差值最大，為1.61℃。從偏差率站點(diǎn)分布看，對(duì)于最高溫度預(yù)報(bào)，中央臺(tái)指導(dǎo)預(yù)報(bào)偏低率比偏高率明顯。

從24 h檢驗(yàn)分析2014年6月至2015年12月中央氣象臺(tái)指導(dǎo)預(yù)報(bào)對(duì)喀什地區(qū)9個(gè)縣（市）最高氣溫、最低氣溫偏差率站點(diǎn)分布（圖1），最高氣溫偏差率均大于最低氣溫;對(duì)最低、最高溫度預(yù)報(bào)中，偏低率均比偏高率明顯?？κ驳貐^(qū)最高/最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率站點(diǎn)分布（圖2），不管是誤差≤2℃還是≤1℃預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，中央模式對(duì)所有站點(diǎn)最低溫度預(yù)報(bào)效果較好，準(zhǔn)確率均明顯高于最高溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，最低氣溫平均絕對(duì)誤差和均方根誤差較最高氣溫分別偏低0.37℃、0.13℃;最高氣溫出現(xiàn)大值預(yù)報(bào)偏差概率明顯多于最低氣溫。

3.2逐月準(zhǔn)確率檢驗(yàn)

分析2014年6月至2015年12月喀什地區(qū)9個(gè)縣（市）中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)平均最高、最低溫度逐月預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。預(yù)報(bào)溫度準(zhǔn)確率逐月分布上，最低溫度平均準(zhǔn)確率以11月最高，為73.3%，4月最低，為50.0%;除4、5、7、10月<60%外，其他月份均>60%。最高溫度平均準(zhǔn)確率以2月最高，為63.5%，1月最低，為45.7%;除2、9月>60%外，其他月份均<60%。

從最高、最低溫度線性趨勢線可以看出，最高溫度線性趨勢線逐漸升高，而最低溫度則逐漸下降，說明中央臺(tái)指導(dǎo)預(yù)報(bào)對(duì)最高溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率逐漸提高，而對(duì)最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率逐漸下降。此外最高、最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率還呈季節(jié)性變化。最低溫度準(zhǔn)確率以冬季最高，為64.1%，春季最低，為56.4%，夏秋季分別為63.4%、63.7%。最高溫度準(zhǔn)確率以秋季最高，為59.4%，春季最低，為53.6%，夏冬季分別為55.4%、56.3%。

3大值預(yù)報(bào)誤差及影響因子

3.1大值溫度預(yù)報(bào)誤差統(tǒng)計(jì)

當(dāng)實(shí)況溫度和預(yù)報(bào)溫度相差超過一定閾值時(shí)，易使人產(chǎn)生預(yù)報(bào)誤差太大，不可信等感覺[2]。預(yù)報(bào)誤差根據(jù)1990年5月下發(fā)的“重要天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量評(píng)定辦法”，擬采用溫度預(yù)報(bào)絕對(duì)誤差>4.5℃，即溫度預(yù)報(bào)評(píng)分60分作為大值閾值，根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)得到2014年6月3日至2015年12月31日預(yù)報(bào)誤差>4.5℃次數(shù)及百分比統(tǒng)計(jì)可知，溫度預(yù)報(bào)絕對(duì)誤差>4.5℃全區(qū)9個(gè)測站共989次，占?xì)鉁乜倶颖?9.1%，其中最低溫度361次，占最低氣溫樣本7.0%;最高氣溫628次，占最高氣溫樣本12.1%。最高氣溫大值誤差次數(shù)多于最低氣溫大值誤差次數(shù)267次。溫度預(yù)報(bào)絕對(duì)誤差>4.5℃頻次季節(jié)變化明顯，月際分布呈階段性變化特點(diǎn)[3]。按季節(jié)變化分析可知：誤差次數(shù)2014年夏季149次、秋季177次、冬季170次，2015年春季156次、夏季201次、秋季94次。按月際分布分析，誤差次數(shù)最多為4—8月，其中2015年7月最多達(dá)87次，次高值2014年10—12月，最少為3月達(dá)25次。

3.2指導(dǎo)預(yù)報(bào)與實(shí)況溫度誤差較大原因分析

3.2.1天空狀況當(dāng)天空狀況無明顯變化時(shí)，中央模式對(duì)喀什地區(qū)溫度預(yù)報(bào)效果較好;當(dāng)天空狀況突變，如突然轉(zhuǎn)晴或轉(zhuǎn)陰時(shí)，模式對(duì)喀什地區(qū)溫度預(yù)報(bào)效果會(huì)偏差。

3.2.2冷空氣強(qiáng)度在沒有明顯冷空氣活動(dòng)影響下，中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)對(duì)喀什地區(qū)溫度預(yù)報(bào)效果較好;當(dāng)日有較強(qiáng)冷空氣活動(dòng)影響時(shí)，冷平流導(dǎo)致預(yù)報(bào)產(chǎn)生較大偏差。

3.2.3大風(fēng)喀什地區(qū)三面環(huán)山，東面敞開，春夏季易受翻山風(fēng)和焚風(fēng)影響，地面和近地層盛行偏西風(fēng)時(shí)，焚風(fēng)效應(yīng)會(huì)使得喀什最高、最低溫度較平常高，準(zhǔn)確把握焚風(fēng)有無、強(qiáng)度、出現(xiàn)時(shí)段及持續(xù)時(shí)間對(duì)喀什溫度預(yù)報(bào)有較大影響。

3.2.4降水降水開始和結(jié)束時(shí)間及降水強(qiáng)度對(duì)喀什地區(qū)溫度預(yù)報(bào)也有較大影響。如喀什地區(qū)春夏兩季降水較多，尤其夏季暴雨頻發(fā)，此時(shí)中央臺(tái)溫度指導(dǎo)預(yù)報(bào)出現(xiàn)較大偏差，所以準(zhǔn)確把握降水出現(xiàn)時(shí)段、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間對(duì)提高喀什地區(qū)溫度預(yù)報(bào)質(zhì)量有重要意義。

4結(jié)論

（1）中央模式對(duì)所有站點(diǎn)最低溫度預(yù)報(bào)效果較好，其準(zhǔn)確率均明顯高于最高溫度，最低氣溫平均絕對(duì)誤差和均方根誤差較最高氣溫偏低0.37℃、0.13℃;最高氣溫出現(xiàn)大值預(yù)報(bào)偏差概率明顯多于最低氣溫。

（2）從預(yù)報(bào)溫度準(zhǔn)確率逐月分析得出，最低溫度平均準(zhǔn)確率在11月最高，為73.3%，4月份最低，為50.0%;除4、5、7、10月<60%外，其他月份均>60%。最高溫度平均準(zhǔn)確率2月最高，為63.5%，1月最低，為45.7%;除2、9月>60%外，其他月份均<60%。

（3）中央臺(tái)溫度預(yù)報(bào)與實(shí)況溫度預(yù)報(bào)出現(xiàn)誤差原因有：天空狀況、冷空氣活動(dòng)、地面風(fēng)場及降水出現(xiàn)時(shí)段、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：劉赟