姚浪,吴姗,王璇,胡永松
(1.贵州省毕节市气象局,贵州 毕节 551700;2.毕节市七星关区气象局)
T639模式降水预报产品在毕节市的检验和分析
姚浪1,吴姗2,王璇1,胡永松1
(1.贵州省毕节市气象局,贵州 毕节 551700;2.毕节市七星关区气象局)
分析毕节本站2013年6月1日至2014年7月10日逐日降水概况,利用毕节本站逐日降水资料对T639模式降水预报产品进行本地化检验,结果表明:T639模式降水预报产品在毕节各检验时段内的晴雨预报准确率较不高,在45-50%之间;但随着预报时效延长,其准确率仍能稳定维持。通过对T639模式降水预报空报率和漏报率的统计分析,发现在毕节T639模式降水预报出现的错误以空报为主;并通过定量分析,得出当T639模式降水在毕节预报小雨量级的降水时,出现空报的概率最高。
毕节;T639模式降水;晴雨预报;预报检验;
随着我国数值预报技术的迅速发展,对数值预报的应用和分析已经成为每一个预报员都应该掌握的技能和工作能力。降水预报在日常工作中是一项重点,特别是对一些强降水天气过程的预报更是重中之重。目前,中国气象局下发的业务化降水模式有欧洲中心细网格模式、T639模式、德国模式、日本模式等。各种数值预报模式在不同地形、不同季节、不同天气过程表现有所差异[1]。因此,本文对T639模式降水预报在毕节市本地化预报检验是有意义的。
本文利用毕节本站逐日降水资料对2013年6月1日至2014年6月30日20时起报的T639模式降水产品进行检验,所得资料完整率为93%;检验的时效包括24-48h,48-72h,72-96h,96-120h,120-144h,144-168h,168-192h,192-216h,216-240h等9个时次(T639模式降水预报产品20h起报第一时次为27小时,所以本文检验的第一个时次为24-48h,即后文中的检验从48小时开始)。
将T639模式格点资料本地化的过程中使用了距离平方反比插值法[2]。具体方案如下:台站G在格点ABCD组成的矩形之间,那么ABCD的值对G都有影响,对ABCD进行距离平方反比插值计算出G的数值,公式如下:
统计并分析检验时段内毕节市本地逐日降水概况,检验T639模式降水的晴雨预报准确率,模式偏差趋势以及模式降水预报与实况降水值的平均误差值。预报降水正确(R>0)和预报无降水(R=0)正确视为晴雨预报正确[3];晴雨预报错误分类:预报有降水而实况无降水(空报),预报无降水而实况有降水(漏报),并进行详细分析;分别计算9个预报时次的T639模式降水预报产品与实况降水值的平均误差,作为T639模式预报降水预报能力的评判标准之一[4]。最后对T639模式降水产品在毕节市本地化应用进行分析和探讨。
图1 毕节本站2013年6月1日至2014年7月10日逐日降水概况分布(单位:%)
如图1所示,统计分析毕节本站405日逐日降水资料,无降水日数高达210天,占统计时段的51.9%;其次小雨出现频率占43.5%;在该统计时段内毕节只出现了2次暴雨,中雨以上的降水只占了4.7%。依据以上降水概况分布,得出毕节本站降水主要以无降水和小雨为主,所以下面关于T639模式降水检验主要针对晴雨预报检验和模式误差分析以及模式降水偏差趋势探讨。
如表1,T639模式降水在毕节本站的无降水准确率非常低,其准确率除144h外都在1%以下,而在实况天气中毕节本站的无降水概率达到51.9%,这表明T639模式在毕节本地预报降水的次数是普遍偏多,空报率高。相反,有降水的预报准确率在48-240h都稳定维持在47-49%之间,各个时段之间没有明显的波动,这说明T639模式降水产品在毕节地区对降水天气的预报有较好的指导意义,可以作为日常预报工作中的参考资料。综合有降水正确和无降水正确得出模式降水的晴雨预报准确率,相比廖胜石在崇左市的多模式降水检验[5],T639模式降水产品在毕节本站的晴雨预报准确率偏低,没有达到50%。为了更好的分析和利用T639模式将水资料,下面将对T639模式将水预报错误进行分类并探讨[6]。
表1 48h-240h晴雨预报质量(单位:%)
表2 预报错误分类(单位:%)
表3 T639模式降水空报量级分类(单位:%)
如表2,对晴雨预报错误进一步分析,将晴雨预报出现的错误分为2类:即预报有降水(R>0)、实况无降水(R=0)①,预报无降水(R=0)、实况有降水(R>0)②;从统计结果得出,T639模式降水预报出现的错误95%以上都是预报有降水,但实况没有出降水。第2类错误方式总的出现比例在8%以下,其9个时次中第2类预报错误方式出现的平均概率约为2.37%。反之,第1类预报错误方式出现的平均概率高达97.7%。这表现出T639模式降水在毕节本站的预报是单一的往空报一方面偏的趋势,其空报率约占总预报质量的47.8%。为了在日常预报工作中更好的利用T639模式降水资料,下面将设置一些阈值来分析T639模式降水预报出现空报后,其具体空报值的变化分析。[7]
如表3,将T639模式降水空报按空报量级分为0-1.9mm、2-4.9mm、5-9.9mm、10-24.9mm、25mm以上等5个量级进行讨论;[8]日常工作中应用得最多的预报时段为48-120h,在该时段内空报误差出现在0-1.9mm范围内的平均概率为24.83%,空报率出现在2-4.9mm范围内的平均概率为24.4%,空报误差率出现在5-9.9mm范围内的平均概率为30%。这表示当T639模式降水在毕节本站预报量级在5mm以下时,其值在空报率中出现的概率为49.23%,即有接近一半的概率降水不会出现在毕节本站。只有当T639模式降水预报在10mm以上时,其值在空报率中出现的概率迅速下降到21.77%,这表示当T639模式将水报了中雨以上量级的降水时,毕节本站出现降水的概率迅速增高。对于在日常工作中的应用,即当T639模式降水在毕节本地区域内报了小雨量级的降水,那么从统计上看,毕节本地站点有降水的概率较小。只有当T639模式降水预报中雨以上量级的降水时,毕节本站出现降水的概率增加,预报正确的准确率得到提升。
如图2,毕节T639模式降水产品在各预报时段内的平均误差都在10mm以内,总体表现得比较稳定,没有因预报时效延长出现大幅度的误差值波动。从24h至240h平均误差呈缓慢增长趋势,这也和预报时效延长、初始场调整有着很好的对应关系。以上统计分析能很好的反映出T639模式降水产品在毕节本地具有很好的稳定性。
图2 9个时段内的T639模式预报的平均误差(单位:mm)
(1)T639模式降水预报产品在各预报时段内的晴雨预报准确率都较不高,其值在45-50%之间。但总体来说其晴雨预报准确率比较稳定,没有因预报时效延长出现明显波动和下降,其准确率基本能和48小时时效内的准确率维持一致。
(2)对T639模式降水预报错误进行分类探讨,发现最常出现的预报错误为空报,空报在预报错误中所占比率为97.7%。对T639模式降水空报进行分量级讨论,发现T639模式降水预报产品报出小雨量级降水时出现空报的概率最高。
(3)对9个预报时段分别求模式降水的平均误差,发现平均误差和预报时效成正比,但没有因预报时效的延长出现明显增长的趋势,这表明T639模式降水预报在毕节本地化比较稳定。对预报员进行日常预报工作有很好的指导意义。
[1]梁利,林开平,黄海洪.几种数值预报模式在广西降水预报效果的比较[J].气象研究与应用,2012,33(2):1-4.
[2]彭波,钟仕全,苏旭芳,等.漓江流域降雨量空间插值精度分析[J].气象研究与应用,2011,32(4):30-33.
[3]黄归兰,王庆国.数值预报产品南宁24h降水预报检验[J].气象研究与应用,2007,28(z1):60-61.
[4]廖铭燕,莫丽霞.贺州市2013年5月25~27日强降雨过程分析[J].气象研究与应用,2014,35(S2):137-139.
[5]廖胜石.多家数值预报模式降水产品在崇左的应用分析[J].气象研究与应用,2012,33(S2):46-47.
[6]梁利,林开平,黄海洪.几种数值预报模式在广西降水预报效果的比较[J].气象研究与应用,2012,33(2):1-4.
[7]周慧,崔应杰,胡江凯,等.T639模式对2008年长江流域重大灾害性降水天气过程预报性能的检验分析[J].气象,2010,36(9):60-67.
[8]徐文文,陈申鹏,李晴岚.2012年前汛期降水EC与HAPS数值模式检验[J].气象研究与应用,2013,34(3):14-16.
Verification and analysis on T639 model precipitation forecast products of Bijie
Yao Lang,Wu Shan,Wang Xuan,Hu Yong-song
Based on analysis of daily precipitation from June 1st,2013 to July 10th,2014 of Bijie weather station,localization verification on T639 model precipitation prediction products was made by using daily precipitation data.The results show that the accuracy of T639 forecast products in every testing period is not high(between45%-50%);But as the period extension of forecast validity,its accuracy maintain still.According to statistical analysis on false alarm ratio and fail alarm ratio of T639 model,it is found that the errors in T639 precipitation forecast give priority to false alarm;furthermore,when the T639 model is used for forecasting drizzle,the false alarm ratio reach the highest.
Bijie;T639 model precipitation;rain or shine forecast;forecast verification
P45
A
1673-8411(2016)01-0030-04
2015-11-18
毕节市气象局2015年青年基金项目"针对影响毕节市天气的关键系统的数值预报产品客观检验及释用技术研究"(BJQN[2015]04)资助。
姚浪(1989-),男,助工,主要从事短期天气预报工作。