利用ECMWF数值产品制作逐日温度预报

梁伟群,王吉贤,张永成,王伟红

（1.双鸭山市气象局，黑龙江双鸭山 155100；2黑龙江省气象局，黑龙江哈尔滨 150001）

利用ECMWF数值产品制作逐日温度预报

梁伟群1,王吉贤2,张永成1,王伟红1

（1.双鸭山市气象局，黑龙江双鸭山 155100；2黑龙江省气象局，黑龙江哈尔滨 150001）

结合欧洲数值预报产品（Ecmwf）20：00 850 hPa的温度场，按照预报员制作天气要素预报过程中的基本思路，通过“温度格点差值”→“形势分析”→“天气分型”→“格点差值订正”的方法和步骤，实现了对单站最高、最低温度的经验预报，有很大的适用性。利用VB编程，实现单站温度预报的程序化、数字化、自动化。

温度预报;天气分型;差值订正;自动化;VB编程

1 引言

温度预报是天气预报的重要项目之一，也是天气预报的主要内容。目前国内多采用模式预报和卡尔曼滤波方法进行温度预报，还有采用多极相似等方法进行温度预报。由于影响气温变化的因素较多，也很复杂，如天气形势背景、影响系统、天空状况等气象因素，又如地理环境、季节、人为因素等非气象因素。综合考虑这些因素，我们通过“温度格点差值”→“形势分析”→“天气分型”→“格点差值订正”的方法和步骤，实现了双鸭山市温度预报的本地化、程序化、数字化、自动化。

2 资料的选取

由于欧洲中心的数值预报产品（Ecmwf）有较高的准确率，且稳定性好，资料积累时间相对较长；而自动气象站系统则为各基层台站提供了自动化的探测手段，其探测结果详尽准确，具有很强的时效性。因此，我们在精细化温度预报研究中，采用以数值预报产品为基础的技术路线，数值预报格点资料选用Ecmwf的08：00和20：00 850 hPa的格点资料，网格范围选取（130°～132.5°）E、（45°～47.5°）N内的格点，格点间距为2.5个经度，利用内插计算双鸭山本站的格点值。资料年代为2005年开始的每天0～168 h的温度预报场，建立温度格点数据库，新的资料每天追加到数据库中；实况资料读取自动气象站系统的最低、最高气温。

3 预报思路和方法

不同天气形势下，温度的变化不同，特别是晴雨对温度的影响非常大，还考虑到冷暖平流的强度决定气温升降的程度，系统性垂直运动如下沉运动可使局地气温增高、上升运动可使局地气温下降。非绝热因子对气温变化的作用也很大，如晴天、阴雨、风、以及地表等，都会对温度产生影响。因此将高空形势与天气现象结合，将天气分型为：冷平流_晴、冷平流_阴、冷平流_雨、暖平流_晴、暖平流_阴和暖平流_雨六种情形，通过计算提取本站格点数据，利用差值统计和算术平均的方法分别计算出Ecmwf产品08：00、20：00 24 h变温，同时利用统计分析方法得到双鸭山市1～12月最低、最高气温在相应天气形势下变温的订正经验值⊿TMin、⊿TMax。

最后通过公式（1）和公式（2）求出逐日的最低、最高温度预报值。

其中TFmin为最低气温预报值，TMin为当日最低实况，T850hPa48-T850hPa24为Ecmwf产品08：00 850 hPa温度预报日与前日Ecmwf产品08：00 850 hPa温度格点差值，⊿TMin为相应天气形势下本站最低气温对应850 hPa温度格点值差值的订正经验值。

其中TFmax为最高气温预报值，TMin为当日最低实况，T850hPa48-T850hPa24为Ecmwf产品20：00 850 hPa温度预报日与前日Ecmwf产品20：00 850 hPa温度格点差值，⊿TMax为相应天气形势下本站最高气温与850 hPa温度格点值差值的订正经验值。

4 统计结果及分析

由于各月的温度变化有所不同，将天气分型细化到每个月，结合4 a的气象观测资料和欧洲数值预报资料，利用统计分析方法统计得出各月各种天气形势下订正值变化概率（1月为例）（见图1）：

分析各月不同天气形势下格点温度差值的订正值（区间），取各月相应天气形势下订正值概率之和在80%以上对应的一差值区间。预报员在具体预报时再根据经验，选取区间内的订正值，下面给出比较有代表性的1月、5月、7月的⊿T的统计值表（见表1）。

图1 订正值变化分布图

1月：表1△T的区间统计值天气形势冷平流_晴冷平流_阴冷平流_雪暖平流_晴暖平流_阴暖平流_雪⊿TMin[-1,0][2,3][1，2][0,1][2,3][1，2]⊿TMax[1,2][-2,-1][-3，-2][2,3][0,1][-1,0] 5月：天气形势冷平流_晴冷平流_阴冷平流_雪暖平流_晴暖平流_阴暖平流_雪⊿TMin[-1,0][0,1][-1,0][1,2][3,4][2,3]⊿TMax[-2,-1][-3,-2][-4,-3][2,3][-1,0][-4,-3] 7月：天气形势冷平流_晴冷平流_阴冷平流_雪暖平流_晴暖平流_阴暖平流_雪⊿TMin[1,2][0,1][-1,0][2,3][1,2][0,1]⊿TMax[-1,0][-3,-2][-4,-3][1,2][0,1][-3,-2]

从统计订正差值来看，冬季降雪天气对最高气温变化订正较小，春夏影响较大，这是因为冬季降雪天气温度波动较小，但春夏季降水时，温度波动较大，这在温度预报中要注意。

5 业务应用及预报效果检验

5.1 业务应用情况

基于上述的预报思路，采用VB编程，结合网络和数据库开发技术，实现了双鸭山市温度预报的程序化、数字化、自动化。其温度预报系统软件运行界面如图2所示。

图2 《温度预报系统》软件运行界面

在日常的预报业务工作中，通过该温度预报系统，利用逐日Ecmwf产品08：00和20：00 850 hPa的格点资料,分别制作出双鸭山市24～168 h的最低、最高温度预报。试运行结果表明：该预报方法简单实用，意义明确，一方面减轻了预报员繁杂的手工操作，另一方面能够很好地把客观预报和主观预报方法结合在一起，较为准确的预报出本地24～168 h的最低、最高气温，从而弥补了双鸭山市气象台温度客观预报方面的不足，实现了单站温度预报自动化，提高了温度预报效果。

5.2 预报效果检验

为了验证该预报方法的优劣效果其及今后在温度预报过程中需要做哪些方面的技术改进，选取了2008年10月的预报结果和实况作为样本进行检验，取绝对温度预报误差作为检验标准，其最低、最高温度误差情况如表2所示。

通过表2可以看出，24～72 h温度预报误差相对较小，后期误差逐渐增大，这是因为随着时效的增长，预报初始值确率下降导致预报确率也逐渐下降，同时也与天气现象预报确率下降有关，当然这也与数值预报模式不断的调整有很大关系。但对应转折性天气，特别是温度突变，只要数值预报相对准确，我们预报相对还是比较准确的，相对模式预报方程而言，该方法能很好地适应多变的天气系统。

表2 2008年1～10月各预报时次最低、最高温度平均绝对误差统计表

6 小结

本文通过将欧洲数值预报产品与本地天气相结合，统计得出本地的温度变化的订正经验值，从而实现欧洲数值预报产品本地化应用，能够较为准确地预报出温度变化的趋势和幅度，特别是转折性温度预报效果明显。同时，利用该软件系统编写的提取格点数据、差值计算等通用函数，可以制作任意单站24 h～168 h的最低、最高温度预报，实现温度预报的自动化，具有很好地使用和推广性。

P457.3

A

1002－252X（2010）02－0030－03

2010－3－6

梁伟群（1973-），男，黑龙江省双鸭山市人，成都气象学院，本科生，工程师.