基于数值产品的铜仁市温度预报研究

吴明辉,毛建明,田 海

(贵州省铜仁地区气象局,贵州 铜仁 554300)

基于数值产品的铜仁市温度预报研究

吴明辉,毛建明,田 海

(贵州省铜仁地区气象局,贵州 铜仁 554300)

通过对数值预报模式产品的对比分析,应用 T639和 T213数值模式产品,对铜仁温度预报进行研究。对 2008年 8月—2009年 6月模式预报结果分别进行分析,发现 T639模式有预报订正规律,可以有效地提高铜仁温度预报准确率。

数值产品;温度预报;效果检验

1 引言

降水、气温是天气预报中最基本的要素。随着国民经济的发展及人民生活水平的提高,人们对天气预报的需求也不断增加,气温预报日益得到人们的关注。尤其是近几年,专业指数预报的研究将服务内容更为细化,而在大多数指数预报研究中 (如：人体舒适度预报、穿衣指数预报、城镇火险预报),均要有相应准确的温度要素预报。温度预报的准确性直接关系着指数预报的准确性。

2 基本思路

在温度预报的研究中,依据以数值预报产品为基础的技术路线,选取格点精度高的数值模式预报产品,经过数据处理,计算出铜仁所在经纬度的格点值,作为铜仁对应时效的预报值。同时,根据次日实况检验预报结果,及时查找预报差异,确定订正误差值。

3 利用数值产品研究铜仁预报

3.1 资料的选取

目前,数值预报模式有很多,包括：T213模式、T639模式、ECWMF、MM5和 GRAPES等 ,各模式的精度在不断提高。在众多的数值预报模式中,根据如下原则：①预报模式空间分辨率相对较高;②模式预报产品本身准确率较高、模式运行稳定;③模式输出数据文件传输稳定;④不依赖于单一某一种模式产品,多个模式产品并行,便于对比检验。兼顾以上原则,选取 T639和 T123作为研究制作铜仁温度预报的模式产品。T639和 T213温度预报模式为 1°×1°格距,预报精度相对低些,但是模式运行和输出稳定,而且 T639的预报时效可以到 96h。T639和 T213模式的预报起始场选择 20时。经过对选择的数值预报模式产品进行数据处理,直接计算出铜仁站点对应的经纬度上的温度预报值作为模式预报结果,进一步根据效果检验分析结果。

3.2 数据处理

以选取的 T639温度地面 2m温度的 6h间隔格点预报场和 T213近地面层 1 000hPa温度 6h间隔格点预报场作为铜仁温度预报的起始场,应用单位网格点内等值内差的计算方法,计算该网格点内任一点的模式运算值：

如图 1所示,(m,n)点为任一站点的经度、纬度坐标值,(M,N),(M,N+1×y),(M+1×x,N),(M+1×x,N+1×y)4点则分别为某一预报模式内该乡镇站点相临的西南、西北、东南、东北网格点经度、纬度坐度坐标值,x和y分别是模式单位经度格距和单位纬度格距,而x(M,N),X(M,N+1),(M+1,N),X(M+1,N+1)项分别为对应点的格点值。由式 (1)和式 (2)可以计算出x(M,n),x(M+1×x,n),代入式 (3)计算出X(m,n),X(m,n)即为该单位网格点内任一点的模式运算值,也就是该站点的预报值。以上各式中的x可以代换为任一数值预报模式预报格点值。从而计算出 T639模式 24h、48h、72h、96h和 T213模式 24h的 02时、08时、14时、20时的温度预报,最高、最低温度分别从每日 4次温度预报中挑选。

图 1 格点计算模式示图

3.3 计算输出

通过 VB编程,将计算出的 T639模式的 24h、48h、72h、96h的最高温度和最低温度以及 T213模式 24h的最高温度和最低温度与实况值作比较,以月为单位将预报值和它们之间的差值都写入数据库中。

4 效果检验与分析

本文对 2008年 8月—2009年 6月 T639模式地面 2m温度预报和 T213模式的 1 000hPa温度预报进行了效果检验。最高气温、最低气温评定计算公式为：绝对误差E=|S-F|,绝对误差≤2℃的预报准确率T=P/N,其中S和F分别为铜仁的实况与预报值,P为绝对误差≤2℃的天数,N为总天数。

4.1 T639模式温度预报效果检验

对近 1a的资料统计,发现 T639模式的温度预报的最高气温和最低气温预报普遍偏低,其 24h、48h、72h、96h的绝对误差≤2℃的平均正确率都不高,最高气温平均为 28%,最低气温为 37%。通过分析发现,其最高气温预报和最低气温预报偏低,但可以订正,订正后其平均正确率得到了较大的提高,最高气温平均为 52%,特别是最低气温,订正后其平均正确率为 78%

4.2 T213模式温度预报效果检验

T213模式 24h最高气温预报有时偏高,有时偏低,没有规律性,其最低气温预报普遍偏高。其 24h的绝对误差≤2℃的平均正确率最高气温平均为38%,最低气温平均为 10%以下。而且通过分析,T213模式的最高温度预报无法订正,最低温度预报可以订正,但效果不好。

5 结语

①T639模式预报最高气温和最低气温普遍偏低,绝对误差的平均正确率不高,但可以订正,经过初步的订正后,预报正确率得到了极大的提高,特别是最低气温提高较大。在经过更为精确的订正后,应该还有提高的空间。

②T213模式预报最高和最低温度效果不好,而且无法通过订正来提高其正确率,该模式不适合作铜仁的温度预报。

③T639模式的 24h、48h、72h、96h的最高和最低温度预报在今后的实际运用当中可以评估经过订正后的数值预报产品对我区站点预报定量化上的准确率,以便能够更好地改进和利用数值预报产品,使其成为我区预报业务的主要参考依据。

④目前我们只检验分析了 T639模式和 T213模式,而且由于 T639模式资料时间较短,我们还没有对其作全面的检验,但利用数值模式预报产品为主制作铜仁的温度预报,结合本地气候特点进行主客观订正为辅的技术路线是我区提高温度预报准确率的客观选择。

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1003-6598(2010)增刊-0096-02

2010-09-10

吴明辉 (1971-),男,工程师,主要从事短期天气预报工作。