EC细网格温度预报在贵阳地区的释用效果分析

陈海凤，黄世芹，金建德，倪 雷

(1.贵州省贵阳市气象局，贵州 贵阳 550001;2.贵州省气象局，贵州 贵阳 550002)

1 引言

随着社会经济的发展，政府和公众对气象的关心程度日益增强，不仅要求气象部门提供日常天气预报服务，还希望及时获取高精度、连续滚动的天气服务信息。同时，气候变化和城市化的进展使得城郊温度差异愈发明显，因此温度的精细化预报已成为天气预报技术发展的必然趋势和研究热点。作为整个贵州地区的政治、经济和文化中心，拥有三百多万人口的贵阳各级政府和公众对天气预报也提出了更多、更新、更高的要求。进一步完善天气预报业务、发展气象要素精细化预报是提升城市气象服务质量的重要一环，对保障人民的生产生活、保证大型活动的正常进行、提高贵阳地区的经济有着重大的意义。

另一方面，随着气象业务现代化建设的迅速发展，数值天气预报模式日趋完善，预报精度不断提高，但是预报值与实际值之间始终存在误差，且随着预报时效的延长，预报准确率逐渐下降，误差逐渐增大［1－4］。为了合理有效的使用数值预报产品，就需要对数值预报产品进行检验，弄清数值预报各要素的可用预报时效以及数值预报产品在不同天气背景下预报能力的差异，为数值预报产品的释用作必要的准备。

考虑到实况资料的连续性和可靠性，本文选取贵阳地区8个7要素站(息烽、开阳、修文、清镇、贵阳、白云、花溪、乌当)观测到的气温为实况，以检验欧洲中期天气预报中心(ECMWF)细网格(0.25°×0.25°)数值预报产品在贵阳地区的预报准确率。

2 资料和方法

2.1 预报资料

目前业务台站接收到的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)数值预报产品有2个时次，分别为08时起报和20时起报，根据Micaps第4类格式，将网格点格式EC细网格2 m温度预报值根据贵阳地区8个站点的经纬度插值到每个站点，得到每个站点的预报值。插值方法为:求距离各个站点的最近格点a，以最近距离格点a的预报值作为各站点的预报值。

本文根据需要选用了08时、20时起报的预报时效为6、18、30、42……234 h的各站预报值，用以检验10 d内EC细网格对02时和14时近地面气温的预报效果。

2.2 实况资料

根据自动站B文件，解析24 h整点气温，然后根据连续2 d 14时整点气温差将其分为升温(Td2－Td1)＞5℃、降温(Td2－ Td1)＜ －5℃，平缓天气|Td2－Td1|≤5℃)3种不同的天气背景，将实况温度数据入库。根据上述8个站的预报和实况数据，采用各站02时、14日气温实况对EC细网格每日08时起报、20时起报的不同时效的2 m温度预报进行检验。

2.3 检验方法

中国气象局下发的《中短期天气预报质量检验办法(试行)》给出了温度预报质量检验方法，计算各站的预报准确率:

NrK为预报正确的站(次)数，NfK为预报的总站(次)数。

温度预报准确率的实际含义是温度预报误差≤2℃的百分率。

2.4 检验时段

2013年7月1日—2013年11月30日。

3 结果分析

3.1 EC细网格7—11月温度平均预报质量分析

3.1.1 不同时效的区域平均预报质量分析 图1显示了EC细网格08时、20时起报的对不同时间的2 m温度预报质量随时效延长的变化趋势，可以看到，EC细网格对贵阳地区的2 m温度预报质量随着预报时效的延长呈波动性变化，起报时间和预报时间一定时，EC细网格对贵阳地区的2 m温度预报质量随预报时效的延长而降低，并且其对02时的气温预报准确率明显高于其对14时气温的预报准确率。EC细网格08时、20时起报的对02时气温的预报在前5 d(144 h以内)准确率全部在70%以上，效果较好，对预报员在温度的预报上有较大的指导作用，第6～10 d(168～240 h)准确率基本在60%～70%之间，也具有一定的参考作用;而EC细网格08时、20时起报的对14时气温的预报效果较差，在时效为6 h时准确率也仅有66%和61%，远低于对当天02时气温预报准确率，随着预报时效的延长，预报准确率逐渐降低，预报时效延长至96 h时，其准确率基本降至60%以下，186、210、234 h预报准确率更是不足50%，在实际工作中其可参考性很低。

这里规定预报时效在24 h内的预报为第1 d预报，24～48 h内的预报为第2 d预报，依次类推。可以看到，08时和20时起报的EC细网格对同1 d同一时刻的气温预报准确率差值基本在4%以下;而对同1 d不同时刻的气温预报准确率相差较大，其对夜间(02时)气温的预报准确率要比其对白天(14时)气温预报的准确率高10个百分点以上，差别最大的出现在第9 d，两者预报质量相差达19%。综上分析可见，EC细网格对同一天的夜间气温预报质量比对白天气温的预报质量高，两者预报质量相差10%以上，最大可达19%，可见EC细网格对夜间温度的预报要比白天温度的可参考性更高，实际工作中运用EC细网格温度预报时需要注意根据实况进行订正特别是对白天温度预报的订正。

图1 EC细网格08时(a、d)、20时(b、c)起报2 m温度预报质量随时效变化图

图2 EC细网格对不同站点02时(a)、14时(b)气温的预报质量分布

图3 EC细网格在不同天气背景下对修文2 m温度平均预报质量

3.1.2 EC细网格对不同站点的预报质量分析 图2a是EC细网格08时、20时起报的对不同站点02时气温的平均预报质量分布，第1 d是指24 h内08时起报(18 h)的对02时气温预报和20时起报(6 h)的对02时气温预报的平均质量，第2 d是48 h内平均预报质量，依次类推(下同)。由图可见EC细网格对02时气温的各站点预报质量差异较大，对修文、白云的预报效果最好，第1 d预报质量高达95.6%(修文)和93.0%(白云)，前5 d(120 h内)预报质量均在80%以上，第7 d(168 h内)预报准确率在75%以上;其次为开阳，前4 d(96 h内)预报质量在80% ～90%之间;而息烽、花溪、乌当预报准确率较差，尤其是花溪、乌当，各时效的预报质量基本在60%或以下。

图2b是EC细网格08时、20时起报的对不同站点14时气温的平均预报质量分布。由图可见EC细网格对14时气温的预报质量明显低于其对02时气温的预报质量，准确率最好的白云的第1 d预报也仅有76.4%的准确率，其余准确率全部在75%以下。但EC细网格对站点的气温预报仍然是修文、白云的预报效果最好，其前4 d(96 h以内)预报质量在70%以上，其余时效及其它站点的预报质量均在65%以下，预报效果最差的花溪、乌当准确率基本在55%以下。

3.2 不同天气背景下的预报质量分析

为分析不同天气背景下EC细网格对贵阳地区的预报效果，本文根据本地连续前后2 d 14时整点气温差将7—11月天气分为升温(Td2－Td1)＞5℃、降温(Td2－ Td1)＜ －5℃，平缓天气|Td2－ Td1|≤ 5℃)3种不同的天气，同时前文分析表明，EC细网格对修文的预报效果最好，这里选取修文为代表，分别对上述3种不同的天气情况及不区分天气背景情况下的EC细网格2 m温度预报进行对比检验。结果表明(图3)，对7—11月不同时次不区分天气背景的预报质量(下称综合预报质量)和平稳天气背景下的质量比较接近，当预报时次及预报时间一定时，其准确率随预报时效的延长呈准线性降低，与前文分析一致;当本地气温升高时，EC细网格对气温的预报较好，大多接近或高于综合预报质量，而当本地气温出现降温时，其预报效果较差，明显低于综合预报质量。

4 结论

本文利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)细网格(0.25°×0.25°)2013年7—11月的2 m 温度预报对贵阳8个站点的不同时效的预报准确率进行了检验，结果表明:

①EC细网格对贵阳地区的2 m温度预报质量并不是简单的随着预报时效的延长而降低，而是呈波动性变化，当预报时次及预报时间一定时，预报质量随预报时效的延长而降低。

②预报时效差别不大时，对夜间气温的预报质量比对白天气温的预报质量高，两者预报质量相差10%以上。可见EC细网格对夜间气温的预报要比对白天气温预报的可参考性更高。

③预报时效相同时，EC细网格对贵阳地区不同站点的预报质量差别较大。对修文、白云的预报质量最好，对花溪、乌当的预报质量最差。

④当本地出现升温时，EC细网格预报质量较好;当本地出现降温时，其预报效果较差，明显低于综合预报质量。

［1］张守峰，郭文华，张金艳，等.T213模式对强冷空气的短期预报能力分析检验［J］.气象，2003，29(8):42－47.

［2］李勇.2007年6—8月T213与ECMWF及日本模式中期预报性能检验［J］.气象，2007，33(11):93－100.

［3］牛若芸.2008年12月至2009年2月T639与ECMWF及日本模式中期预报性能检验［J］.气象，2009，35(5):112－119.

［4］皇甫雪官.国家气象中心集合数值预报检验评价［J］.应用气象学报，2002，13(1):29 －36.