2019年西北太平洋和南海臺風(fēng)預(yù)報(bào)精度評定*

陳國民 張喜平 楊夢琪 白莉娜 萬日金

中國氣象局上海臺風(fēng)研究所，上海 200030

提 要： 對2019年西北太平洋和南海海域臺風(fēng)定位和定強(qiáng)、路徑預(yù)報(bào)、強(qiáng)度預(yù)報(bào)及登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)精度進(jìn)行評定，結(jié)果表明2019年臺風(fēng)定位總平均誤差為24.7 km，定強(qiáng)總平均誤差為2.5 m·s-1，兩者同比2018年均略偏大。預(yù)報(bào)時(shí)效在72 h以內(nèi)的主觀和客觀臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)性能自2013年以來并沒有實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，2019年部分預(yù)報(bào)方法的路徑預(yù)報(bào)極端誤差平均值是各自年平均誤差的2.1～3.9倍。中央氣象臺3 d以內(nèi)的強(qiáng)度預(yù)報(bào)效果優(yōu)于其他官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)。2019年各官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)較成功地預(yù)報(bào)出了臺風(fēng)利奇馬在浙江溫嶺和山東青島，以及臺風(fēng)白鹿在臺灣屏東和福建東山的登陸點(diǎn)。

引 言

2019年西北太平洋和我國南海海域共有29個(gè)編號臺風(fēng)生成，較常年(1981—2010年氣候平均值為25.5個(gè))略偏多。29個(gè)臺風(fēng)中，生命史最大強(qiáng)度達(dá)到熱帶風(fēng)暴級、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級、臺風(fēng)級、強(qiáng)臺風(fēng)級和超強(qiáng)臺風(fēng)級的臺風(fēng)個(gè)數(shù)分別為8、4、5、6和6個(gè)，其中有6個(gè)登陸我國，登陸個(gè)數(shù)較常年(1981—2010年氣候平均值為7.2個(gè))偏少1.2個(gè)。6個(gè)登陸臺風(fēng)強(qiáng)度總體偏弱，但超強(qiáng)臺風(fēng)利奇馬于2019年8月10日01：45前后在浙江省溫嶺市沿海登陸時(shí)，臺風(fēng)中心附近最大風(fēng)力達(dá)到16級(52 m·s-1)，中心最低氣壓低至930 hPa，是2019年登陸我國最強(qiáng)臺風(fēng)，也是自1949年以來登陸浙江的第三強(qiáng)臺風(fēng)(李瑩等，2020)。

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，各界對臺風(fēng)路徑、強(qiáng)度和登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)精度的要求也不斷提升。及時(shí)對西北太平洋臺風(fēng)的路徑強(qiáng)度的預(yù)報(bào)性能進(jìn)行總結(jié)和分析，可為科研人員改進(jìn)預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)決策機(jī)構(gòu)開展防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。本文綜述了2019年西北太平洋及我國南海29個(gè)臺風(fēng)的定位和定強(qiáng)精度以及路徑、強(qiáng)度、登陸點(diǎn)的預(yù)報(bào)精度。

為確保精度評定標(biāo)準(zhǔn)的一致性，與前人的精度評定工作(陳國民等，2012；2013；2015；2017；2018；2019；陳國民和曹慶，2014；湯杰等，2011；占瑞芬等，2010)相同，本文采用中國氣象局上海臺風(fēng)研究所整編的臺風(fēng)最佳路徑數(shù)據(jù)(中國氣象局熱帶氣旋資料中心，http:∥tcdata.typhoon.org.cn/index.html；Ying et al, 2014)作為臺風(fēng)精度評定中臺風(fēng)位置、強(qiáng)度和登陸點(diǎn)信息的真值。臺風(fēng)預(yù)報(bào)精度評估中的樣本篩選以及路徑、強(qiáng)度和登陸點(diǎn)誤差計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)均以最新出版的《臺風(fēng)業(yè)務(wù)和服務(wù)規(guī)定》(中國氣象局，2012)作為參考。

1 臺風(fēng)定位和定強(qiáng)精度

表1是2019年中央氣象臺、日本氣象廳、美國聯(lián)合臺風(fēng)警報(bào)中心、香港天文臺和韓國氣象廳五個(gè)官方機(jī)構(gòu)以及北京衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位方法的全年平均定位和定強(qiáng)誤差。2019年，6個(gè)定位方法的總平均定位誤差為24.7 km，較2018年(17.6 km)偏大7.1 km，其中平均定位誤差最小的是中央氣象臺，達(dá)到了17.5 km；2019年全年總平均定強(qiáng)誤差為2.5 m·s-1，較2018年(1.8 m·s-1)略偏大，定強(qiáng)誤差最小的為中央氣象臺，達(dá)到了1.3 m·s-1。

表1 2019年各方法對29個(gè)臺風(fēng)的平均定位和定強(qiáng)誤差

近年來，中央氣象臺的全年平均定位誤差能穩(wěn)定維持在20 km左右，但是在以下幾種情況下仍存在定位偏差較大的現(xiàn)象(圖1a)：首先是對于部分遠(yuǎn)海生成的臺風(fēng)，業(yè)務(wù)定位主要基于衛(wèi)星云圖，而生成初期的臺風(fēng)強(qiáng)度較弱、結(jié)構(gòu)松散，業(yè)務(wù)定位難度較大，容易出現(xiàn)定位誤差偏大的情況；其次是對于部分進(jìn)入到中高緯海域的臺風(fēng)，由于中高緯垂直風(fēng)切變較大，臺風(fēng)低層中心往往被高層云系遮蓋，也會影響業(yè)務(wù)定位的準(zhǔn)確性。

圖1 中央氣象臺對2019年29個(gè)臺風(fēng)的定位誤差(a)和定強(qiáng)誤差(b)分布

對于定強(qiáng)誤差而言，2019年中央氣象臺業(yè)務(wù)定強(qiáng)明顯偏弱的樣本主要出現(xiàn)在遠(yuǎn)海海域，定強(qiáng)明顯偏強(qiáng)的樣本則集中出現(xiàn)在1909號超強(qiáng)臺風(fēng)利奇馬、1908號強(qiáng)臺風(fēng)范斯高、1915號強(qiáng)臺風(fēng)法茜及1928號超強(qiáng)臺風(fēng)北冕四個(gè)臺風(fēng)中，其中“北冕”和“范斯高”部分時(shí)次的定強(qiáng)偏差超過了10 m·s-1(圖1b)。

2 臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差

2.1 確定性預(yù)報(bào)誤差

2019年國內(nèi)外各類官方臺風(fēng)主觀預(yù)報(bào)方法24、48、72、96和120 h平均路徑預(yù)報(bào)誤差(圖2)和樣本數(shù)信息列于表2。橫向比較五個(gè)官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的路徑預(yù)報(bào)誤差可以發(fā)現(xiàn)，24 h 平均路徑預(yù)報(bào)誤差最小的機(jī)構(gòu)是美國聯(lián)合臺風(fēng)警報(bào)中心，為84.0 km；而48、72、96和120 h平均路徑預(yù)報(bào)誤差最小的機(jī)構(gòu)均為日本氣象廳，分別為141.4、207.2、268.1和365.7 km。進(jìn)一步通過同樣本比較(表3)發(fā)現(xiàn)，日本氣象廳對于4 d以內(nèi)的臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差是最小的，而120 h路徑預(yù)報(bào)誤差最小的是韓國氣象廳?？v向比較五個(gè)官方臺風(fēng)主觀預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)自2006年以來在24、48和72 h臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)性能趨勢(圖2)可以發(fā)現(xiàn)，2019年官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)3 d以內(nèi)的路徑預(yù)報(bào)性能相較于2018年明顯下降，24、48和72 h平均路徑預(yù)報(bào)誤差比2018年分別增加了5～10、15～25和10～30 km。從圖2a～2c也可以看出，五個(gè)官方臺風(fēng)主觀預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)自2013年以來對3 d以內(nèi)的西北太平洋臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)性能并沒有明顯改善。

表2 2019年主觀路徑預(yù)報(bào)方法平均路徑誤差

圖2 2007—2019年24 h(a,d)、48 h(b,e)和72 h(c,f)的臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差趨勢(a,b,c)官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)，(d,e,f)全球和區(qū)域模式

表4給出的是2019年客觀預(yù)報(bào)方法(包括全球模式和區(qū)域模式)平均路徑預(yù)報(bào)誤差統(tǒng)計(jì)信息。美國國家大氣環(huán)境研究中心全球預(yù)報(bào)系統(tǒng)(National Centers for Environmental Prediction-Global Forecast System，NCEP-GFS)、歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心綜合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts-Integrated Forecast System，ECMWF-IFS)、英國數(shù)值、日本數(shù)值、韓國全球資料同化和預(yù)報(bào)系統(tǒng)(Global Data Assimilation and Prediction System, GDAPS)這五個(gè)全球模式24、48、72、96和120 h的平均路徑誤差區(qū)間分別在73.3～96.6、124.1～179.0、182.7～260.5、249.7～355.3和281.7～454.4 km。從表4中可以發(fā)現(xiàn)2019年各全球模式的預(yù)報(bào)性能差距非常大，24、48、72、96和120 h平均路徑預(yù)報(bào)誤差最小值和最大值的差距分別達(dá)到23.3、54.9、77.8、105.6和172.7 km。進(jìn)一步通過各全球模式之間的同樣本比較(表3)后發(fā)現(xiàn)(韓國GDAPS樣本數(shù)較少，本文并未將其納入全球模式的同樣本比較表格內(nèi))，24 h的路徑預(yù)報(bào)誤差最小的是NCEP-GFS，日本數(shù)值則在預(yù)報(bào)時(shí)效為48 h和72 h上的路徑預(yù)報(bào)誤差是最小的，而較長時(shí)效(96 h和120 h)的預(yù)報(bào)誤差最小的是ECMWF-IFS。此外，從表3中還可以發(fā)現(xiàn)，日本數(shù)值雖然在48 h和72 h上的預(yù)報(bào)性能較優(yōu)，但4 d及以上長時(shí)效的路徑預(yù)報(bào)性能與ECMWF-IFS、英國數(shù)值和NCEP-GFS相比仍有較大差距。

區(qū)域模式的非同樣本比較結(jié)果表明(表4)，上海臺風(fēng)模式在24、48和72 h的平均路徑預(yù)報(bào)誤差是最小的，分別為75.8、133.5和213.4 km；而同樣本比較結(jié)果則表明(表3)，24 h和48 h平均路徑預(yù)報(bào)誤差最小的區(qū)域模式是廣州數(shù)值，72 h路徑預(yù)報(bào)表現(xiàn)最好的為上海臺風(fēng)模式。

表3 2019年各預(yù)報(bào)方法平均路徑誤差同樣本比較

表4 同表2， 但為客觀路徑預(yù)報(bào)方法

圖2d、2e和2f分別展示的是全球和區(qū)域模式自2008年以來24、48和72 h平均路徑預(yù)報(bào)誤差的趨勢?？梢钥闯鰺o論全球還是區(qū)域模式，自2012年以來其24、48和72 h的平均誤差基本都突破100、200和300 km的整數(shù)關(guān)口。但與官方主觀臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)類似的是，從2013年起，各模式對于3 d以內(nèi)的臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)性能也沒有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。

2019年，雖然大部分官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)、全球模式和區(qū)域模式的24、48和72 h平均路徑預(yù)報(bào)誤差能分別達(dá)到100、180和250 km以下，但各預(yù)報(bào)方法仍存在個(gè)別預(yù)報(bào)樣本異常偏大的現(xiàn)象。圖3展示的是2019年各預(yù)報(bào)方法24、48和72h路徑預(yù)報(bào)全年平均誤差和5%極端誤差樣本的誤差平均值對比，可以看到各預(yù)報(bào)方法在上述3個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)效中的路徑預(yù)報(bào)的極端誤差平均值是各自年平均誤差的2.1～3.9倍?？梢灶A(yù)期的是，有效減少各預(yù)報(bào)方法極端誤差出現(xiàn)的頻次或降低極端誤差數(shù)值，能在一定程度上減小各方法的年平均誤差值。

圖3 2019年各預(yù)報(bào)方法24 h(a)、48 h(b)和72 h(c)路徑預(yù)報(bào)全年平均誤差和5%極端誤差樣本的誤差平均值對比

2.2 集合預(yù)報(bào)誤差

近年來，集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)在臺風(fēng)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中得到了廣泛應(yīng)用，臺風(fēng)路徑集合預(yù)報(bào)的精度也有了顯著的提高(Leonardo and Colle, 2017)。圖4展示的是歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(ECMWF-EPS)、日本氣象廳全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(JMA-GEPS)、加拿大氣象局集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(MSC-CENS)、美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(NCEP-GEFS)、英國氣象局集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(UKMO-EPS)和上海臺風(fēng)研究所臺風(fēng)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)(STI-TEDAPS)對2019年西北太平洋29個(gè)臺風(fēng)的集合平均路徑預(yù)報(bào)誤差結(jié)果。當(dāng)預(yù)報(bào)時(shí)效在48 h以內(nèi)(含48 h)時(shí)，NCEP-GEFS、ECMWF-EPS和STI-TEDAPS三個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)所表現(xiàn)出的集合平均路徑預(yù)報(bào)誤差最小；當(dāng)預(yù)報(bào)時(shí)效在60～72 h時(shí)，ECMWF-EPS和STI-TEDAPS的集合平均路徑預(yù)報(bào)誤差最小；而當(dāng)預(yù)報(bào)時(shí)效達(dá)到3 d以上時(shí)，UMKO-EPS、JMA-GEPS和ECMWF-EPS成為了路徑預(yù)報(bào)性能最好的三個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)。

陳國民等(2018)利用雙向分位圖分析了集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)中的臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)集合離散度和路徑預(yù)報(bào)誤差。雙向分位圖基于傳統(tǒng)的散點(diǎn)圖，通過對X軸方向上的集合路徑誤差和Y軸方向上的集合離散度數(shù)據(jù)進(jìn)行百分位分析后所繪制。圖5是2019年六個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)不同預(yù)報(bào)時(shí)效的臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)集合離散度和路徑預(yù)報(bào)誤差雙向分位分析圖。六個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)對2019年全部29個(gè)臺風(fēng)的路徑預(yù)報(bào)的主要特點(diǎn)表現(xiàn)如下：以ECMWF-EPS(圖5a)和JMA-GEPS(圖5b)為代表的集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的遞增，其集合離散度和集合路徑誤差的中位數(shù)幾乎相當(dāng)；而NCEP-GEFS(圖5c)、UKMO-EPS(圖5d)和STI-TEDAPS(圖5f)這三個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加，集合路徑誤差的中位數(shù)會逐漸超過集合離散度的中位數(shù)值；對于MSC-CENS(圖5e)而言，78 h之內(nèi)的集合離散度的中位數(shù)值隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加會逐漸小于集合路徑誤差中位數(shù)值，但當(dāng)預(yù)報(bào)時(shí)效78 h之后，集合離散度的中位數(shù)值會大幅度超過集合路徑誤差的中位數(shù)值。

圖5 2019年六個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)集合離散度和路徑預(yù)報(bào)誤差雙向分位分析圖(a)ECMWF-EPS，(b)JMA-GEPS，(c)NCEP-GEFS，(d)UKMO-EPS，(e)MSC-CENS，(f)STI-TEDAPS

當(dāng)集合路徑誤差大于(小于)集合離散度時(shí)，一般認(rèn)為集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)低估(高估)了臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)的不確定性。因此，整體而言，NCEP-GEFS、UKMO-EPS和STI-TEDAPS三個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)在一定程度上低估了2019年西北太平洋臺風(fēng)路徑的不確定性。MSC-CENS則在短預(yù)報(bào)時(shí)效上低估了臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)的不確定性，卻在長預(yù)報(bào)時(shí)效上高估了臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)的不確定性。

表5給出的是2019年全年各集合預(yù)報(bào)方法70%概率橢圓命中率統(tǒng)計(jì)結(jié)果。70%概率橢圓命中率計(jì)算的是集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)各集合成員每一次預(yù)測的臺風(fēng)位置的70%概率橢圓是否覆蓋到觀測的臺風(fēng)實(shí)際位置(即臺風(fēng)最佳路徑位置)，最終計(jì)算70%概率橢圓覆蓋到臺風(fēng)實(shí)際位置的次數(shù)占全年總樣本的百分比(Zhang and Yu, 2017)。表5表明，2019年24～96 h各集合預(yù)報(bào)方法中70%概率橢圓命中率最高的是ECMWF-EPS，而JMA-GEPS是120 h概率橢圓命中率最高的集合預(yù)報(bào)方法。各預(yù)報(bào)時(shí)效中，最高的70%概率橢圓命中率基本能接近或超過75%，這意味著2019年即便是最好的臺風(fēng)集合路徑預(yù)報(bào)系統(tǒng)預(yù)測的結(jié)果依然有近四分之一的預(yù)報(bào)樣本整體會偏離觀測到的臺風(fēng)實(shí)際位置。

表5 2019年各集合預(yù)報(bào)方法70%概率橢圓命中率

3 臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)誤差

表6列出了2019年主觀預(yù)報(bào)方法強(qiáng)度(近臺風(fēng)中心地面最大風(fēng)速，下同)預(yù)報(bào)的平均絕對誤差、平均均方根誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果。需要指出的是，由于上海臺風(fēng)研究所制定的西北太平洋臺風(fēng)最佳路徑采用2 min 平均風(fēng)速來表征臺風(fēng)強(qiáng)度，而日本氣象廳和美國聯(lián)合臺風(fēng)警報(bào)中心分別采用10 min和1 min平均風(fēng)速來表征臺風(fēng)強(qiáng)度，因此在進(jìn)行臺風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)精度評估之前，已按照世界氣象組織發(fā)布的臺風(fēng)條件下風(fēng)速轉(zhuǎn)換系數(shù)(Harper et al，2010)，將日本氣象廳和美國聯(lián)合臺風(fēng)警報(bào)中心發(fā)布的臺風(fēng)風(fēng)速預(yù)報(bào)結(jié)果轉(zhuǎn)成了2 min平均風(fēng)速。表6顯示中、美、日、韓和香港五個(gè)官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)24、48、72、96和120 h強(qiáng)度預(yù)報(bào)的平均絕對誤差，其范圍區(qū)間分別在3.9～5.3、5.4～6.6、6.4～7.7、6.7～7.8和5.9～7.1 m·s-1。其中，24、48、72及120 h強(qiáng)度預(yù)報(bào)平均絕對誤差最小的機(jī)構(gòu)均為香港天文臺，96 h強(qiáng)度預(yù)報(bào)平均絕對誤差最小的機(jī)構(gòu)是韓國氣象廳。

表6 2019年主觀預(yù)報(bào)方法強(qiáng)度預(yù)報(bào)誤差

表7給出的是2019年全球模式和區(qū)域模式強(qiáng)度預(yù)報(bào)誤差統(tǒng)計(jì)情況，該表統(tǒng)計(jì)的是各模式所有的預(yù)報(bào)樣本，即非同樣本比較。從表7中可以看到NCEP-GFS是24、48和72 h強(qiáng)度平均絕對誤差最小的預(yù)報(bào)方法，分別達(dá)到5.0、6.0和6.8 m·s-1；ECMWF-IFS則分別以7.1 m·s-1和7.5 m·s-1成為了96 h和120 h這兩個(gè)長預(yù)報(bào)時(shí)效上強(qiáng)度平均絕對誤差最小的模式。區(qū)域模式中，GRAPES-TCM和HWRF是強(qiáng)度預(yù)報(bào)性能最好的兩個(gè)模式。

表7 同表6，但為客觀預(yù)報(bào)方法

通過強(qiáng)度預(yù)報(bào)誤差同樣本比較(表8)后發(fā)現(xiàn)，中央氣象臺以3.6 m·s-1和4.9 m·s-1的誤差值成為24 h和48 h強(qiáng)度預(yù)報(bào)平均絕對誤差最小的預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)；96 h和120 h強(qiáng)度預(yù)報(bào)平均絕對誤差最小的機(jī)構(gòu)是韓國氣象廳，分別為6.6 m·s-1和6.0 m·s-1；而中、韓兩個(gè)機(jī)構(gòu)以7.1 m·s-1的平均絕對誤差成為了72 h強(qiáng)度預(yù)報(bào)平均絕對誤差最小的兩家機(jī)構(gòu)。全球模式的強(qiáng)度預(yù)報(bào)同樣本比較結(jié)果基本與非同樣本比較結(jié)果基本一致(表8)，即3 d內(nèi)(包括3 d)和3 d以上的強(qiáng)度預(yù)報(bào)性能最好的全球模式分別為NCEP-GFS和ECMWF-IFS。此外，日本數(shù)值在24 h和120 h兩個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)效上的強(qiáng)度預(yù)報(bào)性能也較為優(yōu)秀。區(qū)域模式的強(qiáng)度預(yù)報(bào)同樣本比較也表明GRAPES-TCM和HWRF在不同預(yù)報(bào)時(shí)效上的強(qiáng)度預(yù)報(bào)性能互有優(yōu)勢。

表8 2019年各預(yù)報(bào)方法強(qiáng)度平均絕對誤差同樣本比較

近年來，官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的24 h臺風(fēng)主觀強(qiáng)度預(yù)報(bào)性能并沒有特別明顯的改進(jìn)(圖6a)，但48 h和72 h臺風(fēng)主觀強(qiáng)度預(yù)報(bào)性能自2017年起有了一定程度的改善(圖6b和6c)。臺風(fēng)主觀強(qiáng)度預(yù)報(bào)能力的提升，主要得益于不斷改進(jìn)的全球和區(qū)域模式對于臺風(fēng)強(qiáng)度模擬性能的逐年提升(圖6d～6f)。

圖6 同圖2，但為臺風(fēng)強(qiáng)度

4 臺風(fēng)登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差

2019年共有6個(gè)臺風(fēng)登陸我國，分別為熱帶風(fēng)暴木恩(1904)、熱帶風(fēng)暴韋帕(1907)、超強(qiáng)臺風(fēng)利奇馬(1909)、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴白鹿(1911)、熱帶風(fēng)暴劍魚(1914)和臺風(fēng)米娜(1918)。其中“韋帕”和“利奇馬”3次登陸我國，“白鹿”2次登陸我國，其余4個(gè)臺風(fēng)均登陸我國1次。

表9列出了2019年國內(nèi)外各類臺風(fēng)主觀預(yù)報(bào)方法24 h登陸點(diǎn)誤差。2019年，中央氣象臺除了“利奇馬”在山東濰坊、“韋帕”在海南文昌和廣西防城港的24 h登陸點(diǎn)誤差大于200 km以外，其余登陸點(diǎn)的24 h登陸誤差均小于100 km?？傮w而言，主觀預(yù)報(bào)方法對于“利奇馬”在浙江溫嶺和山東青島，“白鹿”在臺灣屏東和福建東山的登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)效果較好，而對于“利奇馬”在山東濰坊，“韋帕”在廣西防城港的登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差較大。

表9 2019年主觀預(yù)報(bào)方法24 h登陸點(diǎn)誤差統(tǒng)計(jì)(單位： km)

表10是2019年國內(nèi)外各類臺風(fēng)客觀預(yù)報(bào)方法24 h登陸點(diǎn)誤差。與主觀預(yù)報(bào)方法相似，NCEP-GFS、ECMWF-IFS、英國數(shù)值和日本數(shù)值這四個(gè)全球模式對于“利奇馬”在浙江溫嶺和山東青島，“白鹿”在臺灣屏東和福建東山的登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差較小，這四個(gè)登陸點(diǎn)的24 h登陸誤差都在90 km以下。上海臺風(fēng)模式、廣州數(shù)值、GRAPES-TCM、GRAPES-TYM和HWRF五個(gè)區(qū)域模式則對“韋帕”在廣東湛江，“白鹿”在臺灣屏東和福建東山的登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差較小。

5 結(jié) 論

本文對2019年西北太平洋及我國南海海域臺風(fēng)定位精度及路徑、強(qiáng)度和登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)精度進(jìn)行了評定，主要結(jié)論如下：

(1)中央氣象臺、日本氣象廳、美國聯(lián)合臺風(fēng)警報(bào)中心、香港天文臺和韓國氣象廳五個(gè)官方機(jī)構(gòu)以及北京衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位方法的全年總平均定位和定強(qiáng)誤差分別為24.7 km和2.5 m·s-1，分別較2018年偏大7.1 km和0.7 m·s-1。

(2)2013年以來，官方主觀臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)和各類模式對于3 d以內(nèi)的臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)性能并沒有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。2019年，部分預(yù)報(bào)方法路徑預(yù)報(bào)在24、48和72 h極端誤差平均值是各自年平均誤差的2.1～3.9倍。

(3)2019年，ECMWF-EPS在各預(yù)報(bào)時(shí)效上的集合平均路徑誤差整體較小，表現(xiàn)優(yōu)異。此外，NCEP-GEFS、UKMO-EPS和STI-TEDAPS三個(gè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)在一定程度上低估了2019年西北太平洋臺風(fēng)路徑的不確定性。

(4)五個(gè)官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)24、48、72、96和120 h強(qiáng)度預(yù)報(bào)的平均絕對誤差范圍區(qū)間分別在3.9～5.3、5.4～6.6、6.4～7.7、6.7～7.8和5.9～7.1 m·s-1。中央氣象臺在3 d以內(nèi)的強(qiáng)度預(yù)報(bào)效果上優(yōu)于其他機(jī)構(gòu)。

(5)各官方臺風(fēng)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)對于“利奇馬”在浙江溫嶺和山東青島，“白鹿”在臺灣屏東和福建東山的登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)效果較好，而對于“利奇馬”在山東濰坊，“韋帕”在廣西防城港的登陸點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差較大。