朔州市溫度智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)與人工訂正預(yù)報(bào)檢驗(yàn)對(duì)比及影響因子分析

徐衛(wèi)麗 張占良 賈曉霞 梁桂花

摘? ? 要：對(duì)朔州市六縣2018年1月1日～2019年7月31日逐日05：00和16：00溫度要素智能網(wǎng)格、人工訂正預(yù)報(bào)正進(jìn)行了質(zhì)量檢驗(yàn)，結(jié)果表明：Tg（最高氣溫）預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率>Td（最低氣溫）;16：00預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率普遍高于05：00預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率;人工訂正預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率普遍高于智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，Tg隨著時(shí)效增加訂正能力逐漸增強(qiáng)，但Td隨著時(shí)效增加訂正能力減弱;Tg月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率年內(nèi)有兩個(gè)高值時(shí)期，兩個(gè)低值時(shí)期在，Td月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率夏季、初秋偏高，深秋冬季偏低。智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)05：00對(duì)平川區(qū)Tg指導(dǎo)效果好，16：00對(duì)西部山區(qū)（包括朔城區(qū)）指導(dǎo)效果好，兩個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)間對(duì)朔城區(qū)、右玉Td的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率都低。天空狀況，降水開始、結(jié)束時(shí)間和大風(fēng)也是影響人工訂正預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的因素。

24h最高、最低氣溫預(yù)報(bào)是電視天氣預(yù)報(bào)節(jié)目對(duì)公眾發(fā)布的基本氣象要素，也是最重要的氣象要素之一。隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們更加關(guān)注的天氣預(yù)報(bào)，同時(shí)也對(duì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和精細(xì)化程度提出來(lái)更高要求，為更好地服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和提高人們生活水平， 2018年1月1日開展智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)并同時(shí)進(jìn)行人工訂正，該業(yè)務(wù)執(zhí)行至今。本文研究了新業(yè)務(wù)開展以來(lái)朔州市六縣站點(diǎn)溫度要素智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)和人工訂正預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率差異，05：00預(yù)報(bào)和16：00預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率特點(diǎn)，月際變化規(guī)律，以及造成準(zhǔn)確率偏低的原因，為今后人工訂正如何有效參考智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)結(jié)果做指導(dǎo)，并為智能網(wǎng)格模式調(diào)整做一定參考作用。

一、資料來(lái)源于與檢驗(yàn)方法

2018年1月1日至2019年7月31日智能網(wǎng)格指導(dǎo)預(yù)報(bào)和人工訂正預(yù)報(bào);檢驗(yàn)時(shí)次05：00、16：00預(yù)報(bào)，檢驗(yàn)時(shí)效72h內(nèi);時(shí)間分辨率24h;檢驗(yàn)要素Tg、Td。實(shí)況資料05：00起報(bào)08：00-08：00時(shí)段內(nèi)Tg、Td，16：00起報(bào)20：00-20：00時(shí)段內(nèi)Tg、Td。預(yù)報(bào)值與實(shí)況值差值絕對(duì)值≤2℃為正確，計(jì)算智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、人工訂正預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

二、結(jié)果與分析

1.年預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分析

Tg05：00預(yù)報(bào)24h準(zhǔn)確率（智能網(wǎng)格（05）Tgz、人工訂正（05）Tgr）75.4%、79.8%;48h準(zhǔn)確率65.7%、71.3%;72h準(zhǔn)確率58.5%、67.4%;Td 24h （（05）Tdz、（05）Tdr）63.4%、

71.1%;48h準(zhǔn)確率59.9%、63.5%;72h準(zhǔn)確率52.8%、58.0%。Tg16：00預(yù)報(bào)，24h準(zhǔn)確率（（16）Tgz、（16）Tgr）68.9%、78.9%;48h準(zhǔn)確率63.9%、74.2%;72h準(zhǔn)確率57.4%、68.7%。Td24h準(zhǔn)確率（（16）Tdz、（16）Tdr）67.9%、72.0%;48h準(zhǔn)確率62.9%、65.8%;72h準(zhǔn)確率57.0%、60.4%。對(duì)比兩個(gè)時(shí)次準(zhǔn)確率有以下特點(diǎn)，一、人工訂正預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高于智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率2.9%～11.3%。二、各時(shí)效準(zhǔn)確率Tg>Td。三、Tg16：00比05：00人工訂正能力更強(qiáng)，且隨時(shí)效增長(zhǎng)兩者訂正能力都呈上升趨勢(shì)，Td16：00比05：00預(yù)報(bào)訂正能力弱，且隨時(shí)效增長(zhǎng)兩者訂正能力都呈下降趨勢(shì)并且差值接近。綜上特點(diǎn)三個(gè)時(shí)效內(nèi)05：00Tg人工訂正能力逐漸增強(qiáng)，但短時(shí)效（12h）效果不佳，Td24h訂正效果顯著，48h、72h訂正能力減弱主要參考智能網(wǎng)格預(yù)報(bào);16：00Tg人工訂正能力逐漸增強(qiáng)，Td訂正能力不佳且逐漸減弱，預(yù)報(bào)主要參考智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)。

2.逐月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率

（1）最高氣溫

六縣05：00Tg逐月各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，24h智能網(wǎng)格最高11月為85.6%，次高12月為85.5%（5月為84.5%），最低值4月為58.6%，次低值1月63.4%;人工訂正最高值12月為89.2%，11月為81.7%，最低值1月為68.8%，次低值4月71.8%。平均月預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率折線分析（圖略），24h時(shí)效內(nèi)均在4月、10月出現(xiàn)兩次下降。48h智能網(wǎng)格最高值6月為84.6%，次高值11月為74.6%（12月為70.4%），最低在4月為50.7%，次低值在2月為52.7%;人工訂正最高值也在6月為84.5%（5、7、8月都高于70%），次高值12月為75.8%（11月為72.2%）最低2月為57.7%，次低4月為61.4%，同樣在秋季9、10月份出現(xiàn)下降。72h智能網(wǎng)格最高值在11月為73.9%，次高值12月（5月）為66.7%，最低值2月為41.7%，次低值4月為47.7%;人工訂正最高也出現(xiàn)在11月為77.8%，次高3月（5月為74.1%），最低10月為55.4%，次低1月57.5%。

綜上05：00Tg智能網(wǎng)格與人工訂正預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，1、2月份偏低，極大可能出現(xiàn)月平均最低值，3月份均提高，4月明顯下降可能出現(xiàn)月平均最低值，5～8月均有提高，也可能出現(xiàn)月平均最高值，10月再次明顯下降，11～12月顯著提升，極有可能達(dá)到月平均最高值。

16：00Tg逐月各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，24h智能網(wǎng)格最高值12月為78.0%，次高11月為77.2%，最低值在2月為56.2%，4月56.7%是次低;人工訂正最高值8月為88.7%，次高11月為85.6%最低值10月為70.4%，次低值1月為72.1%。48h智能網(wǎng)格最高值11月為76.1%，次高值8月為72.8%，最低值2月為45.3%，次低值10月為49.5%。人工訂正最高值8月份為85.5%，次高值3月為80.9%，最低值10月為64.0%，次低值4月為66.9%（1月為69.7%）。72h智能網(wǎng)格最高值11月為79.4%，次高值7月為72.2%，最低值10月為43.5%，次低值2月為46.4%;人工訂正最高值7月為81.2%，次高11月為74.4%，最低值10月為59.7%，次低值2月為62.7%。

智能網(wǎng)格指導(dǎo)預(yù)報(bào)和人工訂正預(yù)報(bào)，Tg月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率16：00與05：00預(yù)報(bào)三個(gè)時(shí)效有著相似的規(guī)律，年周期呈現(xiàn)負(fù)的一個(gè)半余弦波（圖3），一年中有兩個(gè)高值區(qū)，兩個(gè)低值時(shí)期，高值一般5～9月或11～12月，低值1～2月、4月或10月，智能網(wǎng)格高值一般在年末11、12月，次高值夏季7、8月，最低值2、4月，次低值10、1月，人工訂正預(yù)報(bào)高值在7、8月，次高值11、12月，低值10月次低值4、1～2月。分析兩者的月平均準(zhǔn)確率差值，7～8月能提9-14%，突顯了人工訂正優(yōu)勢(shì)，11～12月最多提高8.3%，48h、72h甚至出現(xiàn)了負(fù)訂正。人工訂正 05：00和16：00月平均不同是05：00最高值在11～12月，最低值1～2月，16：00最高值7～8月，最低值10月。

圖3 最高氣溫月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率

（2）最低氣溫

六縣05：00Td逐月各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，24h智能網(wǎng)格最高8月為86.1%，次高9月為83.3%，最低2月為44.9%，次低3月為53.2%;人工訂正最高值8月為84.7%，次高7月為83.9%，最低2月為58.3%。48h智能網(wǎng)格最高8月為85.4%，次低9月為73.0%，最低2月為44.2%，次低12月為47.8%;人工訂正最高8月為88.2%，次低9月為73.0%，最低2月為46.2%，次低10月為53.8%。72h智能網(wǎng)格最高8月為74.3%，次低7月為74.2%，最低2月為33.3%，次低1月為45.7%;人工訂正最高7月78.5%，次低8月為76.4%，最低2月為41.0% 。

六縣16：00Td逐月各時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，24h智能網(wǎng)格最高8月為85.8%，次高9月為82.2%，最低2月為52.5%，次低10月為56.5%;人工訂正最高9月為87.8%，次高8月為86.6%，最低2月為59.4%，次低4月65.8%（10月為66.1%）。48h智能網(wǎng)格最高8月為81.5%，次高7月為81.0%，最低10月為50.5%，次低2月為54.7%（4月為54.8%）。人工訂正最高7月為82.8%，次高8月為80.6%，最低10月份為55.4%，次低12月為56.5%（2月、4月都低于60%）。72h智能網(wǎng)格月最高7月為80.2%，次高8月為74.1%，最低12月為45.7%，次低2月為47.1%（10月為50.5%）;人工訂正月最高8月為75.8%，次高7月為74.2%，最低10月為47.3%，次低12月為47.8%（4月為51.9%）。

智能網(wǎng)格指導(dǎo)預(yù)報(bào)和人工訂正預(yù)報(bào)，Td月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率16：00與05：00預(yù)報(bào)三個(gè)時(shí)效年周期呈現(xiàn)一個(gè)負(fù)的余弦波（圖略），高值7～9月，兩個(gè)低值2、10月，次低值1、4月和12，3月、11月在低值區(qū)出現(xiàn)了小幅提升。最高值8月出現(xiàn)概率最大，其次7月，最低值2月出現(xiàn)概率最大，其次10月。

通過上述對(duì)氣溫要素月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分析可以看出，Tg、Td在1～4月份都偏低，另一個(gè)低值在10月。

三、各縣智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)月平均準(zhǔn)確率之間差異

人工訂正預(yù)報(bào)各縣準(zhǔn)確率差異部分原因是由于預(yù)報(bào)員個(gè)體能力不同造成的，下面不予研究討論，只分析各縣24h智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)月平均準(zhǔn)確率之間異同。

1～12月六縣Tg智能網(wǎng)格式月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率（表略），05：00月平均懷仁普遍高，其次是朔城區(qū)，對(duì)山陰縣的指導(dǎo)能力最差，各縣月平均值20%以上差異。16：00預(yù)報(bào)各站月平均沒有明顯優(yōu)勢(shì)站，朔城區(qū)稍高，其次是平魯區(qū)、右玉縣 ，對(duì)平川區(qū)指導(dǎo)能力稍差，各縣之間月平均差10%～20%。24hTd05：00預(yù)報(bào)月平均準(zhǔn)確率應(yīng)縣普遍高，其次是懷仁、山陰對(duì)右玉指導(dǎo)性最差，其次是平魯，各站月平均差值達(dá)到30.0%。16：00預(yù)報(bào)懷仁普遍高，其次是應(yīng)縣、山陰，對(duì)右玉的指導(dǎo)性最差，其次是朔城區(qū)，各站月平均差值達(dá)到29.0%。

由于本檢驗(yàn)區(qū)緯度較高地理分布東部平川，西部丘陵海拔高，夜間輻射降溫山區(qū)更劇烈，六個(gè)縣Td差別大，冬季Td右玉比懷仁低2～13℃，西部山區(qū)Td預(yù)報(bào)是難點(diǎn)。

四、人工訂正誤差較大原因分析

在無(wú)明顯冷空氣影響下，智能網(wǎng)格和人工訂正對(duì)溫度要素預(yù)報(bào)較好，弱冷空氣影響時(shí)平川區(qū)降溫幅度不大，西部山區(qū)夜間輻射降溫明顯，六個(gè)縣Td差值大，山區(qū)Td預(yù)報(bào)與實(shí)況絕對(duì)誤差>2℃ ;強(qiáng)冷空氣影響，模式（歐洲細(xì)網(wǎng)格）預(yù)報(bào)偏強(qiáng)或偏弱，站點(diǎn)Tg、Td大多數(shù)誤差>2℃。

天空狀況對(duì)溫度有較大影響，沒有降水情況下夜間（凌晨）有云影響輻射降溫，六個(gè)站Td差值不大，西部站點(diǎn)（朔城區(qū)、平魯區(qū)、右玉縣）預(yù)報(bào)偏低。白天沒有降水高云對(duì)Tg升溫沒影響，中低云對(duì)高海拔右玉升溫基本沒影響，其它站特別是東部山陰、應(yīng)縣、懷仁影響較大，預(yù)報(bào)一般偏高，誤差>2℃。準(zhǔn)確把握降水開始、結(jié)束時(shí)間也是考慮白天高溫可以升到多高的一個(gè)重要因素。大風(fēng)對(duì)本責(zé)任區(qū)溫度也影響較大，夜間大風(fēng)影響輻射降溫，Td預(yù)報(bào)偏低，白天大風(fēng)加速近空氣上下熱量交換，Tg預(yù)報(bào)偏高。

五、結(jié)論

1.對(duì)朔州市來(lái)說(shuō)，無(wú)論智能網(wǎng)格指導(dǎo)還是人工訂正Tg較Td預(yù)報(bào)更好把握。

2.人工訂正預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高于智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)，年平均高2.9%～11.3%。人工訂正16：00預(yù)報(bào)優(yōu)于05：00預(yù)報(bào) 。

3.24h時(shí)效內(nèi)，距離預(yù)報(bào)制作時(shí)間越近人工訂正能力越弱，即預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率越接近智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，05：00當(dāng)天Tg預(yù)報(bào)，16：00次日的Td預(yù)報(bào)修改要謹(jǐn)慎;時(shí)效越長(zhǎng)Tg人工訂正能力增強(qiáng)Td訂正能力下降，48h、72hTd要更多參考智能網(wǎng)格指導(dǎo)。

4.Tg月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率智能網(wǎng)格、人工訂正年內(nèi)有兩個(gè)高值時(shí)區(qū)兩個(gè)低值時(shí)區(qū)，1、2、4月普遍低，3月大幅提升，5～9月可能出現(xiàn)年內(nèi)最高值，10月明顯下降70%以下，可能出現(xiàn)年內(nèi)最低，11、12月又顯著提高可能出現(xiàn)年內(nèi)最高值。

5.Td月平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率智能網(wǎng)格、人工訂正年內(nèi)有一個(gè)高值區(qū)一個(gè)低值區(qū)，7～9月最高，10月到次年春季偏低。

6.智能網(wǎng)格指導(dǎo)預(yù)報(bào)05：00預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率Tg懷仁、朔城區(qū)最高，山陰最低，Td應(yīng)縣、懷仁最高，山區(qū)右玉最低。16：00預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率Tg朔城區(qū)、平魯、右玉較高，中東部川區(qū)低，Td懷仁、應(yīng)縣高，右玉最低朔城區(qū)次之。

7.影響人工訂正預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的原因，除智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)對(duì)個(gè)別縣指導(dǎo)性差以外，天空狀況、降水開始、結(jié)束時(shí)間和大風(fēng)都影響溫度的輻射降溫和升溫。

參考文獻(xiàn)：

[1]連志鸞， 王麗榮.石家莊高溫的天氣氣候特征及其預(yù)報(bào)流程[J] .氣象， 2003， 29（10）：17 -21.

[2]李芷霞 王叢梅.數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在邢臺(tái)市溫度預(yù)報(bào)中的檢驗(yàn)與分析[J] .山西氣象， 2015（3）：9 -12.

[3]趙海英， 朱敏嘉.三種數(shù)值模式對(duì)山西降水預(yù)報(bào)性能的對(duì)比檢驗(yàn)[J] .山西氣象， 2009（1）11 -13.