集合預(yù)報(bào)2019年拉薩站箱線圖檢驗(yàn)分析*

德 慶，次仁拉姆，旦增倫珠

（西藏自治區(qū)氣象臺(tái)，西藏 拉薩850000）

1 全年天氣概況和資料篩選方法

1.1 天氣實(shí)況

全年累計(jì)降水486.9，歷史常年平均值為439.1，排名1981年以來的第23 名，歷史年降水量最大值為796.6。2019年有81 天降水日數(shù)，集中在3月31 日至11月1日之間，1、2月和12月沒有出現(xiàn)降水，日降水量超過10毫米的有18 次，最大值為29.7 毫米，出現(xiàn)在8月8 日。

氣溫全年平均值9.8℃，歷史常年平均值8.6℃，按降序排名第8，歷史平均值最高10.6℃，最低0.9℃。最低氣溫全年最低值為-11.1，出現(xiàn)在1月16 日，歷史極值為-16.5，最低氣溫超過-10℃的日數(shù)有9 天，1月2 至18 日之間，前后一天最低氣溫波動(dòng)超過5℃的有11 次過程；最高氣溫6月24 日達(dá)到30.8℃，突破以往歷史極值，超過28℃的天數(shù)達(dá)13 天，集中在6月14 日至7月3 日之間，氣溫前后一天波動(dòng)超過5℃的有9 次。

1.2 檢驗(yàn)對(duì)象篩選

根據(jù)實(shí)況篩選了降水超過10 毫米的18 次過程，降溫和升溫幅度超過5℃的共計(jì)20 次，其中最低氣溫11 次波動(dòng)過程，最高氣溫9 次波動(dòng)過程。

2 集合預(yù)報(bào)概念和日常業(yè)務(wù)使用情況

單一的預(yù)報(bào)值已經(jīng)不能滿足我們的需要，除了一個(gè)可能的預(yù)報(bào)值以外，我們更要知道這個(gè)預(yù)報(bào)值的可信度有多大以及所有可能出現(xiàn)的未來狀態(tài)有哪些，集合預(yù)報(bào)是多個(gè)模式對(duì)某一次天氣過程給出的概率預(yù)報(bào)，集合成員間離散度應(yīng)該真實(shí)反映大氣的可預(yù)報(bào)性或可信度，離散度越小，可預(yù)報(bào)性越高，可信度就大，反之，可預(yù)報(bào)性愈低，可信度愈小。在實(shí)際預(yù)報(bào)中第一是我們想通過集合平均提高預(yù)報(bào)質(zhì)量，集合平均有過濾掉預(yù)報(bào)中不確定成分而保留一致的部分傾向。第二如果集合各成員之間差別很大，那么很明顯至少其中有些預(yù)報(bào)是錯(cuò)誤的，而如果成員之間有很大的一致性，那么就有更多的理由相信所做的預(yù)報(bào)。

目前我區(qū)預(yù)報(bào)員對(duì)于集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品的理解和應(yīng)用能力不強(qiáng)，還沒有建立有效的基于集合預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)思路和習(xí)慣，集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品應(yīng)用水平有待提高，在平時(shí)業(yè)務(wù)中常用參考的單站箱線圖實(shí)際給出的也是各成員間的離散度或是預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)天氣的概率分布，但實(shí)際預(yù)報(bào)仍然給出的是確定性預(yù)報(bào)而非概率預(yù)報(bào)，所以在實(shí)際日常業(yè)務(wù)中我們把單站箱線各成員間的平均值讀取為一種確定的降水量或某個(gè)氣溫?cái)?shù)值來指導(dǎo)預(yù)報(bào)，所以本文實(shí)際的檢驗(yàn)對(duì)比做法跟集合預(yù)報(bào)理論本身有一定的不完美擬合，但確實(shí)可以作為一種方法，通過檢驗(yàn)和檢驗(yàn)后的修正來指導(dǎo)業(yè)務(wù)。

圖1 實(shí)況13.1 毫米，預(yù)報(bào)3.5 毫米

圖2 實(shí)況19.6 毫米，預(yù)報(bào)9.3 毫米

集合預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)以08 時(shí)和20 時(shí)作為起報(bào)，那么業(yè)務(wù)中用到的主要是預(yù)報(bào)前一天的數(shù)據(jù)，另外本文中用到的日降水量是20 時(shí)至20 時(shí)，例如5 日降水量19.6 毫米，那么4 號(hào)預(yù)報(bào)24 小時(shí)預(yù)報(bào)5 日的降水時(shí)我們能看到的是3 日20 時(shí)預(yù)報(bào)，所以按這個(gè)思路選取了對(duì)應(yīng)的集合箱線圖。

3 集合預(yù)報(bào)箱線圖分析檢驗(yàn)

3.1 降水

日降水量超過10 毫米的18 次過程中有資料的9 次過程，如圖1 至圖2，實(shí)際預(yù)報(bào)中根據(jù)A 均值線對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值來估算預(yù)報(bào)降水量，根據(jù)和實(shí)況降水對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在10 毫米以上的降水過程中集合預(yù)報(bào)量級(jí)明顯的偏小，偏小量集中在8 至12 毫米，只有一次過程中預(yù)報(bào)偏大18毫米。

3.2 最低氣溫

最低氣溫超過5℃及以上升降的12 次過程中有資料的10 次過程，如圖3 至圖4，在不同季節(jié)日里最低氣溫出現(xiàn)的時(shí)間有所差異，但基本上冬春季節(jié)是8 點(diǎn)之后出現(xiàn)最低氣溫，夏秋基本上是在8 點(diǎn)之前，但根據(jù)氣溫逐日曲線的規(guī)律，集合箱線上8 時(shí)對(duì)應(yīng)的氣溫能代表當(dāng)日最低氣溫的特征，所以統(tǒng)一讀取8 時(shí)氣溫均值線對(duì)應(yīng)的宗坐標(biāo)的數(shù)值作為對(duì)象，分析發(fā)現(xiàn)10 次氣溫波動(dòng)中，5 次屬于降溫，實(shí)際降溫幅度在5 至6℃，預(yù)報(bào)降溫幅度1 至4℃，在降溫過程中集合預(yù)報(bào)幅度偏小；還有4 次是升溫過程，升溫實(shí)際幅度為5 至6℃，預(yù)報(bào)升溫幅度同樣偏小3℃左右，還有一次過程是實(shí)際升溫6℃，預(yù)報(bào)降溫1℃。另外最低氣溫預(yù)報(bào)數(shù)值和實(shí)況初始相比基本比實(shí)際偏低6℃以上，最大偏低13℃，偏低10℃以上的情況占比達(dá)50%以上。實(shí)際預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中只要掌握好這樣檢驗(yàn)概念，可以通過訂正，也就是提高6℃后作為參考和指導(dǎo)。

3.3 最高氣溫

最高氣溫超過5℃及以上升降的10 次過程中有資料的8 次過程，如圖5 至圖6，在不同季節(jié)日里最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)間有所差異，實(shí)際高溫冬春季節(jié)是17 點(diǎn)至18 點(diǎn)之間出現(xiàn)，夏秋基本上是在18 點(diǎn)至20 時(shí)之間，但集合預(yù)報(bào)箱線上最高出現(xiàn)時(shí)間基本都在20 時(shí)，根據(jù)氣溫逐日曲線的規(guī)律，集合箱線上20 時(shí)對(duì)應(yīng)的氣溫能代表當(dāng)日最高氣溫的特征，所以統(tǒng)一讀取20 時(shí)氣溫均值線對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)的數(shù)值作為對(duì)象，分析發(fā)現(xiàn)四次升溫過程，預(yù)報(bào)也是升溫，但升溫幅度比實(shí)際偏小4℃左右，四次降溫過程，有三次預(yù)報(bào)降溫，有一次是不降反升，降溫幅度同樣比實(shí)際偏小4℃左右，另外集合預(yù)報(bào)箱線值比實(shí)際氣溫全部偏低5℃以上，甚至達(dá)到13℃，實(shí)際預(yù)報(bào)中需要進(jìn)行統(tǒng)一的修正，但是對(duì)于氣溫波動(dòng)的把握完全可以體現(xiàn)出來。

圖3 實(shí)況降溫5.3℃（15 日-5.7℃、16 日-11℃），預(yù)報(bào)降溫4℃（-18.5℃、-22.5℃）

圖4 實(shí)況降溫6℃（2 日-2.1℃、3 日-8.1℃），預(yù)報(bào)降溫2℃（-13℃、-15℃）

圖5 實(shí)況升溫5.5℃（11 日2℃、12 日7.5℃），預(yù)報(bào)升溫2℃（-7℃、-5℃）

4 結(jié)束語

（1）全年累計(jì)降水486.9 毫米，降水量超過10 毫米的有18 次，最大值為29.7 毫米，出現(xiàn)在8月8 日。氣溫全年平均值9.8℃，最低氣溫全年最低值為-11.1，最低氣溫超過-10℃的日數(shù)有9 天，集中在1月2 至18 日之間，最高氣溫6月24 日達(dá)到30.8℃，突破以往歷史極值，超過28℃的天數(shù)達(dá)13 天，集中在6月14 日至7月3 日之間，氣溫前后一天波動(dòng)超過5℃波動(dòng)的全年出現(xiàn)有20 次。

（2）最低氣溫10 次波動(dòng)中，5 次屬于降溫，降溫過程中集合預(yù)報(bào)幅度偏小；還有4 次是升溫過程，預(yù)報(bào)升溫幅度同樣偏小3℃左右，雖然幅度偏小，但基本能反映每次波動(dòng)的趨勢(shì)。另外最低氣溫預(yù)報(bào)數(shù)值和實(shí)況初始相比基本比實(shí)際偏低6℃以上，最大偏低13℃，偏低10℃以上的情況占比達(dá)50%以上。實(shí)際預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中只要掌握好這個(gè)檢驗(yàn)概念，可以通過訂正，也就是提高6℃后作為參考和指導(dǎo)。

圖6 實(shí)況降溫5.6℃（8 日11.9℃、9 日6.3℃），預(yù)報(bào)降溫3℃（2℃、-1℃）

（3）最高氣溫四次升溫過程，預(yù)報(bào)也是升溫，但升溫幅度比實(shí)際偏小4℃左右，四次降溫過程，有三次預(yù)報(bào)降溫，有一次是不降反升，降溫幅度同樣比實(shí)際偏小4℃左右，另外集合預(yù)報(bào)箱線值比實(shí)際氣溫全部偏低5℃以上，甚至達(dá)到13℃，實(shí)際預(yù)報(bào)中需要進(jìn)行統(tǒng)一的修正，但是對(duì)于氣溫波動(dòng)的把握同樣完全可以體現(xiàn)出來。