兩種訂正方法在河南高速公路沿線氣溫精細(xì)化預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

肖 瑤，杜明哲，徐 鵬

(1.中國(guó)氣象局河南省農(nóng)業(yè)氣象保障與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450003;2.河南省氣象服務(wù)中心，河南 鄭州 450003)

引 言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和交通需求的不斷增大，以公路為代表的交通基礎(chǔ)設(shè)施迅猛發(fā)展，與此同時(shí)各類氣象條件對(duì)交通的影響也日趨明顯[1-3]。惡劣天氣極易造成高速公路通行受阻、交通管制和交通事故頻發(fā)[4-6]。高溫時(shí)很容易發(fā)生車輛爆胎，同時(shí)由于路面軟化導(dǎo)致承載能力降低，還可能出現(xiàn)路面變形等情況；低溫使路面產(chǎn)生裂縫，影響路面壽命和行車舒適度[7-8]，同時(shí)低溫嚴(yán)寒還常與降雪、道路結(jié)冰相伴，引發(fā)交通事故[9]。

河南省是全國(guó)承東啟西、連貫?zāi)媳钡闹匾咚俟窐屑~，路網(wǎng)密集，車流量大，然而目前交通氣象要素預(yù)報(bào)的精細(xì)度、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率以及預(yù)報(bào)時(shí)效還不能滿足各行各業(yè)的需求[10-12]，發(fā)展一套高精度、高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的交通沿線氣溫精細(xì)化預(yù)報(bào)產(chǎn)品尤為重要。2017年中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心研發(fā)一套逐3 h的全國(guó)公路交通精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，該預(yù)報(bào)產(chǎn)品精細(xì)到高速公路沿線每個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，但該預(yù)報(bào)產(chǎn)品中河南高速公路沿線氣象要素的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和適用性有待檢驗(yàn)和提高。目前，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)性后處理方法對(duì)數(shù)值產(chǎn)品進(jìn)行訂正，是改進(jìn)模式預(yù)報(bào)效果和提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的重要方向之一。丑紀(jì)范[13]論證了數(shù)值預(yù)報(bào)中引入歷史資料的可行性和重要性，提出了統(tǒng)計(jì)-動(dòng)力相結(jié)合的相似誤差訂正方法。此后有研究開(kāi)始嘗試使用統(tǒng)計(jì)性的預(yù)報(bào)后處理方法[14-16]來(lái)減小模式誤差。如應(yīng)用四種誤差訂正方法對(duì)ECMWF溫度預(yù)報(bào)進(jìn)行訂正[17]；用滑動(dòng)平均、滑動(dòng)雙權(quán)重平均等幾種方法對(duì)GRAPES-RAFS系統(tǒng)2 m溫度預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行偏差訂正，訂正后的平均誤差和均方根誤差均明顯減小[18]。CUI等[19]應(yīng)用類卡爾曼濾波遞減平均方法對(duì)北美集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(North American ensemble forecast system)的輸出結(jié)果進(jìn)行訂正，訂正效果理想且較為穩(wěn)定，已經(jīng)在NCEP全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)中運(yùn)行。類卡爾曼濾波遞減平均方法用于對(duì)多種數(shù)值模式預(yù)報(bào)結(jié)果和省級(jí)氣溫預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行訂正處理[20-22]，訂正后的預(yù)報(bào)水平得到一定程度提高。肖瑤等[23]在集合產(chǎn)品訂正的研究中應(yīng)用了該方法并嘗試對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。為提高精細(xì)化產(chǎn)品預(yù)報(bào)質(zhì)量，本研究采用滑動(dòng)平均法、類卡爾曼濾波遞減平均法以及兩種訂正方案的集成，對(duì)河南公路交通逐3 h最高、最低氣溫精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行誤差訂正，檢驗(yàn)其訂正效果，選取更適于實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用的訂正方法，以期得到預(yù)報(bào)效果較為理想且適用于河南的公路交通氣溫精細(xì)化預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

1 資料與方法

1.1 資 料

預(yù)報(bào)資料是由中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心提供的08:00(北京時(shí)，下同)起報(bào)逐3 h公路交通最高、最低氣溫精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品。該預(yù)報(bào)產(chǎn)品精細(xì)到河南高速公路沿線每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，空間分辨率為2～3 km。預(yù)報(bào)資料選取時(shí)間長(zhǎng)度為2017年12月1日至2018年1月31日，預(yù)報(bào)時(shí)效為24 h。需要說(shuō)明的是3 h預(yù)報(bào)時(shí)效的最高、最低氣溫預(yù)報(bào)有一定的缺報(bào)情況，很難反映訂正效果，因此本文從6 h預(yù)報(bào)時(shí)效的預(yù)報(bào)產(chǎn)品開(kāi)始訂正，分別檢驗(yàn)訂正前后的預(yù)報(bào)效果。

觀測(cè)資料選取2017年12月1日至2018年1月31日河南省119個(gè)國(guó)家級(jí)自動(dòng)站的逐3 h最高、最低氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)。由于觀測(cè)站點(diǎn)較為稀疏，為保證觀測(cè)資料與預(yù)報(bào)資料在空間上一致，采用雙線性插值方法，將高速公路沿線10 km以內(nèi)的站點(diǎn)觀測(cè)資料插值到指導(dǎo)預(yù)報(bào)中鄉(xiāng)(鎮(zhèn))站(圖1)的位置，使得插值后的觀測(cè)資料與需要訂正的精細(xì)化預(yù)報(bào)指導(dǎo)產(chǎn)品在空間上一一對(duì)應(yīng)，插值后的數(shù)值作為檢驗(yàn)本文訂正效果的實(shí)況分析值。

1.2 方 法

1.2.1 滑動(dòng)平均法

滑動(dòng)平均法用確定時(shí)間序列的平滑值來(lái)顯示變化趨勢(shì)，相當(dāng)于低通濾波器[24]。計(jì)算公式如下：

(1)

式中：t為當(dāng)前預(yù)報(bào)時(shí)刻，B(t)為t時(shí)刻的偏差訂正值；k為滑動(dòng)窗長(zhǎng)度；F(i)和A(i)分別為第i日最高(最低)氣溫的預(yù)報(bào)值和實(shí)況分析值。本文采用5 d滑動(dòng)平均和7 d滑動(dòng)平均。

圖1 河南省高速公路沿線鄉(xiāng)(鎮(zhèn))站點(diǎn)分布Fig.1 The spatial distribution of observation stations in villages and towns along the Henan expressway

1.2.2 類卡爾曼濾波法

類卡爾曼濾波法為遞減平均偏差訂正法，目前已經(jīng)用于NCEP全球集合預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)之中。該方法通過(guò)對(duì)不同時(shí)段預(yù)報(bào)偏差的加權(quán)平均和迭代更新來(lái)估計(jì)訂正時(shí)刻的遞減平均偏差，利用權(quán)重平均得到的狀態(tài)估計(jì)更加接近真實(shí)數(shù)值。具體計(jì)算公式如下：

式中：t為當(dāng)前預(yù)報(bào)時(shí)刻，B(t)為t時(shí)刻的偏差訂正值；B(t-1)為前一個(gè)時(shí)次的偏差訂正值；w為遞減平均權(quán)重系數(shù)，反映前期不同時(shí)刻的偏差值對(duì)于預(yù)報(bào)時(shí)刻偏差的貢獻(xiàn)大?。籉(t)和A(t)分別為t時(shí)刻的預(yù)報(bào)值和實(shí)況分析值。當(dāng)t=1時(shí)，采用冷啟動(dòng)，即B(t-1)=0。類卡爾曼濾波遞減平均法不斷將前一時(shí)次計(jì)算的偏差和當(dāng)前預(yù)報(bào)時(shí)刻的偏差做加權(quán)平均，得到當(dāng)前時(shí)次的系統(tǒng)預(yù)報(bào)偏差。

在應(yīng)用類卡爾曼濾波遞減平均法時(shí)，當(dāng)預(yù)報(bào)值F(t)和分析值A(chǔ)(t)確定后，權(quán)重系數(shù)w將直接影響預(yù)報(bào)偏差B(t)的值，從而影響最終的訂正結(jié)果，因此w的取值十分重要。首先參考原始方案將w取為全預(yù)報(bào)場(chǎng)統(tǒng)一的常值參數(shù)，w的取值范圍為0～1，以0.01步長(zhǎng)遞增，應(yīng)用前15 d的滯后平均進(jìn)行訓(xùn)練，得到的誤差已經(jīng)趨于穩(wěn)定，并能在一定程度上表征系統(tǒng)誤差；此時(shí)計(jì)算得到w=0.28，即當(dāng)w=0.28時(shí)河南地區(qū)全場(chǎng)的預(yù)報(bào)誤差最小，下文將w取常值(w=0.28)的遞減平均方案稱為常值(w=0.28)遞減平均方案。進(jìn)一步從w的物理意義出發(fā)，由于各站點(diǎn)地形、海拔高度等地理因素以及局地的中小尺度系統(tǒng)影響不同，因此各站點(diǎn)選取不同長(zhǎng)度的歷史資料對(duì)于訂正結(jié)果的影響也存在差異[25]，因此全預(yù)報(bào)場(chǎng)常值(w=0.28)的精細(xì)度不夠，考慮將其改進(jìn)為含有空間信息的函數(shù)w(i)，其中i代表站點(diǎn)信息。當(dāng)模式預(yù)報(bào)的系統(tǒng)誤差達(dá)到收斂后，以每個(gè)站點(diǎn)的預(yù)報(bào)偏差最小為標(biāo)準(zhǔn)確定權(quán)重系數(shù)w(i)，得到權(quán)重系數(shù)組。下文將這種遞減平均方案簡(jiǎn)稱為w(i)遞減平均方案。

2 預(yù)報(bào)效果檢驗(yàn)

2.1 預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率

參照城鎮(zhèn)氣溫預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)訂正前后預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率(預(yù)報(bào)絕對(duì)誤差≤2 ℃的預(yù)報(bào)次數(shù)占總預(yù)報(bào)次數(shù)的百分比)。

圖2為2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線最高、最低氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率隨預(yù)報(bào)時(shí)效的變化?？梢钥闯?，訂正前后最高氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率隨預(yù)報(bào)時(shí)效變化趨勢(shì)相近，15、18和21 h預(yù)報(bào)時(shí)效的最高氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高于其他預(yù)報(bào)時(shí)效，即夜間最高氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高于白天。經(jīng)過(guò)幾種方案訂正后各預(yù)報(bào)時(shí)效最高氣溫的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率均明顯提高，由64.2%提高到71.8%～75.6 %，均表現(xiàn)為正的訂正效果，尤其是12 h的預(yù)報(bào)時(shí)效，幾種訂正方案均表現(xiàn)出較強(qiáng)的訂正能力，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率由55.2%提高到70.9%～73.1%。具體來(lái)看類卡爾曼濾波遞減平均訂正法在各預(yù)報(bào)時(shí)效的訂正能力均好于滑動(dòng)平均訂正法，7 d滑動(dòng)平均訂正效果整體好于5 d滑動(dòng)平均，w(i)遞減平均方案訂正效果好于常值(w=0.28)遞減平均方案，4種方案中w(i)遞減平均方案訂正后的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在各預(yù)報(bào)時(shí)效訂正效果均為最優(yōu)，平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提高11.4%，且訂正能力穩(wěn)定。

相對(duì)于最高氣溫，訂正前最低氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率偏低，但訂正效果更為顯著，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率由訂正前的47.2%提高到訂正后的58.7%～61.6%，最大提高了14.4%。幾種方案訂正的最低氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率隨預(yù)報(bào)時(shí)效的變化趨勢(shì)大體相同，沒(méi)有明顯的晝夜變化，其中兩種滑動(dòng)平均方案的訂正能力相差不大，與之相比遞減平均法的訂正效果表現(xiàn)更好。從預(yù)報(bào)時(shí)效來(lái)看，訂正前15 h、18 h、21 h和24 h預(yù)報(bào)時(shí)效的最低氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率不夠理想，經(jīng)w(i)遞減平均方案訂正后預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提高了14.3%～17.7%，訂正效果較為顯著。

綜上所述，從預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率來(lái)看w(i)遞減平均方案是幾種方案中訂正效果最好的；4種訂正方案對(duì)于原始預(yù)報(bào)中表現(xiàn)不夠理想的預(yù)報(bào)時(shí)效的訂正效果更為明顯。

圖2 2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線最高氣溫(a)、最低氣溫(b)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率隨預(yù)報(bào)時(shí)效的變化Fig.2 The change of forecast accuracy of maximum temperature (a) and minimum temperature (b) with forecast leading time along the Henan expressway from December 1 of 2017 to January 31 of 2018

2.2 預(yù)報(bào)均方根誤差和誤差相對(duì)訂正量

預(yù)報(bào)均方根誤差是衡量預(yù)報(bào)效果的重要指標(biāo)之一，結(jié)合誤差相對(duì)訂正量(訂正后與訂正前的均方根誤差的差值和訂正前均方根誤差的比值)進(jìn)行綜合分析， 圖3和表1分別為2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線最高氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差和誤差相對(duì)訂正量隨預(yù)報(bào)時(shí)效的變化。可以看出，幾種方案訂正后各預(yù)報(bào)時(shí)效最高氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差均呈現(xiàn)不同程度的減小，其中5 d滑動(dòng)平均方案誤差改進(jìn)最小，24 h預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)訂正后較訂正前均方根誤差減小0.15～0.52 ℃，平均均方根誤差由訂正前的2.22 ℃減小到訂正后的1.96 ℃，平均誤差相對(duì)訂正量為11.43%；7 d滑動(dòng)平均方案的訂正效果好于5 d滑動(dòng)平均方案，訂正后24 h預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)的最高氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差較訂正前減小0.18～0.55 ℃，誤差相對(duì)訂正量為8.33%～21.76%；常值(w=0.28)遞減平均方案訂正效果較兩種滑動(dòng)平均訂正方案有進(jìn)一步提高，平均均方根誤差減小為1.87 ℃，平均誤差相對(duì)訂正量達(dá)15.37%；w(i)遞減平均方案是4種方案中最好的，訂正后的均方根誤差在各預(yù)報(bào)時(shí)效減小幅度最大，24 h預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)訂正后的均方根誤差減小0.29～0.61 ℃，誤差相對(duì)訂正量為12.07%～24.43%，平均預(yù)報(bào)均方根誤差進(jìn)一步減小到1.84 ℃，基本符合業(yè)務(wù)需求，訂正效果比較理想。

圖3 2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線的最高氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差隨預(yù)報(bào)時(shí)效變化Fig.3 The change of root mean square error of maximum temperature with forecast leading time along the Henan expressway from December 1 of 2017 to January 31 of 2018

圖4為2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線最低氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差隨預(yù)報(bào)時(shí)效的變化?？梢钥闯?，各訂正方案均表現(xiàn)出較好的訂正能力，且訂正效果更為顯著，最低氣溫平均均方根誤差減小0.61～0.79 ℃，平均誤差相對(duì)訂正量為19.42%～25.41%(表2)，其中7 d滑動(dòng)平均方案優(yōu)于5 d滑動(dòng)平均方案，24 h內(nèi)各預(yù)報(bào)時(shí)效最低氣溫均方根誤差較訂正前減小0.51～0.69 ℃，平均均方根誤差由訂正前3.13 ℃減小到訂正后的2.49 ℃，誤差相對(duì)訂正量為20.36%；w(i)遞減平均方案優(yōu)于常值(w=0.28)遞減平均方案，24h內(nèi)各預(yù)報(bào)時(shí)效最低氣溫的均方根誤差減小0.70～0.84 ℃，平均均方根誤差進(jìn)一步減小到2.33 ℃，誤差相對(duì)訂正量達(dá)25.41%，誤差訂正幅度明顯。綜上所述，w(i)遞減平均方案訂正后的最低氣溫預(yù)報(bào)效果在各預(yù)報(bào)時(shí)效都是最優(yōu)的。值得注意的是幾種訂正方案的9 h預(yù)報(bào)時(shí)效的誤差相對(duì)訂正量均呈現(xiàn)一個(gè)低值，這可能是由于每天14:00—17:00天空狀況、云量等因素的差異明顯[26]，氣溫變化的規(guī)律性不強(qiáng)，統(tǒng)計(jì)類的訂正方法適用效果可能不夠理想。

圖4 2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線最低氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差隨預(yù)報(bào)時(shí)效的變化Fig.4 The change of root mean square error of minimum temperature with forecast leading time along the Henan expressway from December 1 of 2017 to January 31of 2018

表1 2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線不同預(yù)報(bào)時(shí)效最高氣溫誤差相對(duì)訂正量Tab.1 The relative correction amount of maximum temperature error with different forecast leading time along the Henan expressway from December 1 of 2017 to January 31 of 2018 單位：%

表2 2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線不同預(yù)報(bào)時(shí)效最低氣溫誤差相對(duì)訂正量Tab.2 The relative correction amount of minimum temperature error with different forecast leading time along the Henan expressway from December 1 of 2017 to January 31 of 2018 單位：%

2.3 預(yù)報(bào)均方根誤差空間分布

以6 h預(yù)報(bào)時(shí)效為例，分析訂正后與訂正前最高(最低)氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差差值的空間分布特征。經(jīng)過(guò)幾種方案訂正后絕大部分站點(diǎn)6 h預(yù)報(bào)時(shí)效的最高氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差均顯著減小，大部分站點(diǎn)減小的幅度為1～1.5 ℃；幾種方案最高氣溫均方根誤差減小的大值區(qū)域主要集中在大廣高速、京港澳高速、二廣高速的南部以及寧洛高速和滬陜高速的東南部，較好地對(duì)應(yīng)了訂正前均方根誤差的大值區(qū)，明顯地改善了預(yù)報(bào)的地理差異。4種訂正方案中w(i)遞減平均方案呈現(xiàn) “正”訂正效果的站點(diǎn)最多，且訂正幅度也最為明顯。訂正前最低氣溫預(yù)報(bào)均方根誤差較大的長(zhǎng)濟(jì)高速、連霍高速和寧洛高速的西部以及大廣高速、京港澳高速的北部，經(jīng)過(guò)訂正均方根誤差平均減小2 ℃以上，部分均方根誤差的高值中心明顯減小甚至消失(圖5)。

2.4 集成訂正預(yù)報(bào)結(jié)果

選取訂正效果較好的7d滑動(dòng)平均與w(i)遞減平均方案并賦予其不同的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行集成訂正試驗(yàn)，并對(duì)訂正后逐3 h最高、最低氣溫進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)近年來(lái)國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)方法檢驗(yàn)結(jié)果[27]和預(yù)報(bào)員實(shí)際業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，其中預(yù)報(bào)準(zhǔn)確高且性能穩(wěn)定的訂正方案考慮給予更大的權(quán)重系數(shù)，共給出4種權(quán)重系數(shù)分配方案(表3)。

表4列出2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線在7 d滑動(dòng)平均、w(i)遞減平均方案4種權(quán)重系數(shù)分配下的最高、最低氣溫的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率?？梢钥闯?，4種權(quán)重系數(shù)分配的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率相差不大，第4種權(quán)重系數(shù)分配的最高、最低氣溫平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別達(dá)75.56%和61.5%，是當(dāng)前4種權(quán)重系數(shù)分配中效果最好的；與單一的訂正方案相比，第4種權(quán)重系數(shù)分配各預(yù)報(bào)時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率都要高于7 d滑動(dòng)平均， 6 h、9 h、12 h和15 h預(yù)報(bào)時(shí)效預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率稍高于w(i)遞減平均方案，1821 h和24 h預(yù)報(bào)時(shí)效的訂正效果稍差于w(i)遞減平均方案。而對(duì)于最低氣溫，第4種權(quán)重系數(shù)分配仍是幾種權(quán)重系數(shù)分配中訂正效果最好的；第4種權(quán)重系數(shù)分配效果好于單一的7 d滑動(dòng)平均，與w(i)遞減平均方案相比，僅在6 h和18 h預(yù)報(bào)時(shí)效的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率稍高。

表3 7 d滑動(dòng)平均與w(i)遞減平均訂正方案4種權(quán)重系數(shù)分配Tab.3 The distribution of four kinds of weight coefficients for 7-day moving average and w(i) decaying average correction schemes

表4 2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線在7 d滑動(dòng)平均、w(i)遞減平均兩種訂正方案4種權(quán)重系數(shù)分配下的最高、最低氣溫的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率Tab.4 The forecast accuracy of maximum and minimun temperature under the distribution of four weight coefficients for 7-day moving average and w(i) decaying average correction schemes along the Henan expressway from December 1 of 2017 to January 31 of 2018 單位：%

圖5 2017年12月1日至2018年1月31日河南高速公路沿線6 h預(yù)報(bào)時(shí)效的最高(a、c、e、g)、最低(b、d、f、h)氣溫5 d(a、b)及7 d(c、d)滑動(dòng)平均、常值(w=0.28)(e、f)、w(i)(g、h)遞減平均方案訂正后均方根誤差與訂正前均方根誤差的差值空間分布(單位：℃)Fig.5 The difference spatial distribution of root mean square error of maximum temperature (a, c, e, g) and minimum temperature (b, d, f, h) with 6 h forecast leading time along the Henan expressway from December 1 of 2017 to January 31 of 2018 before and after correction by using 5-day (a, b), 7-day (c, d) moving average, constant value (w=0.28) (e, f) and w(i) (g, h) decaying schemes (Unit: ℃)

4種權(quán)重系數(shù)分配中w(i)遞減平均方案權(quán)重系數(shù)越高，最高、最低氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率越高，與單一的訂正方案相比，4種權(quán)重系數(shù)分配整體上好于7 d滑動(dòng)平均方案，但與w(i)遞減平均方案的訂正效果相差不大，個(gè)別時(shí)段w(i)遞減平均方案表現(xiàn)出更好的訂正能力，且訂正效果較為穩(wěn)定，計(jì)算量較小，更適于實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用。

3 結(jié) 論

(1)對(duì)中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心提供的河南高速公路交通沿線逐3 h最高、最低氣溫精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，采用滑動(dòng)平均和類卡爾曼濾波法遞減平均法進(jìn)行誤差訂正，其中遞減平均訂正法的訂正效果好于滑動(dòng)平均訂正法；經(jīng)w(i)遞減平均方案訂正后的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在各預(yù)報(bào)時(shí)效均最優(yōu)，最高氣溫平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較訂正前提高11.4%；最低氣溫平均提高14.4%。

(2)幾種方案訂正后的均方根誤差在各預(yù)報(bào)時(shí)效上均顯著減??；其中w(i)遞減平均方案訂正后的最高氣溫平均均方根誤差較訂正前減小0.38 ℃，平均誤差相對(duì)訂正量達(dá)16.87%；最低氣溫平均均方根誤差減小0.8 ℃，誤差相對(duì)訂正量達(dá)25.4%。訂正方案很好地改善了訂正前空間上均方根誤差的大值中心。

(3)賦予7 d滑動(dòng)平均與w(i)遞減平均方案不同的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行集成訂正試驗(yàn)，4種權(quán)重系數(shù)分配中w(i)遞減平均權(quán)重系數(shù)越高其準(zhǔn)確率越高。與單一的訂正方案相比，集成訂正方案整體好于7 d滑動(dòng)平均方案，但與w(i)遞減平均方案的訂正效果相差不大，個(gè)別時(shí)段w(i)遞減平均方案表現(xiàn)出更好的訂正能力，且訂正效果較為穩(wěn)定，計(jì)算量較小，更適于實(shí)際業(yè)務(wù)。