朔州市温度智能网格预报与人工订正预报检验对比及影响因子分析

徐卫丽 张占良 贾晓霞 梁桂花

摘    要：对朔州市六县2018年1月1日～2019年7月31日逐日05：00和16：00温度要素智能网格、人工订正预报正进行了质量检验，结果表明：Tg（最高气温）预报准确率>Td（最低气温）;16：00预报准确率普遍高于05：00预报准确率;人工订正预报准确率普遍高于智能网格预报准确率，Tg随着时效增加订正能力逐渐增强，但Td随着时效增加订正能力减弱;Tg月平均预报准确率年内有两个高值时期，两个低值时期在，Td月平均预报准确率夏季、初秋偏高，深秋冬季偏低。智能网格预报05：00对平川区Tg指导效果好，16：00对西部山區（包括朔城区）指导效果好，两个预报时间对朔城区、右玉Td的预报准确率都低。天空状况，降水开始、结束时间和大风也是影响人工订正预报准确率的因素。

24h最高、最低气温预报是电视天气预报节目对公众发布的基本气象要素，也是最重要的气象要素之一。随着社会的发展和生活水平的提高，人们更加关注的天气预报，同时也对预报的准确性和精细化程度提出来更高要求，为更好地服务当地经济建设和提高人们生活水平， 2018年1月1日开展智能网格预报并同时进行人工订正，该业务执行至今。本文研究了新业务开展以来朔州市六县站点温度要素智能网格预报和人工订正预报准确率差异，05：00预报和16：00预报准确率特点，月际变化规律，以及造成准确率偏低的原因，为今后人工订正如何有效参考智能网格预报结果做指导，并为智能网格模式调整做一定参考作用。

一、资料来源于与检验方法

2018年1月1日至2019年7月31日智能网格指导预报和人工订正预报;检验时次05：00、16：00预报，检验时效72h内;时间分辨率24h;检验要素Tg、Td。实况资料05：00起报08：00-08：00时段内Tg、Td，16：00起报20：00-20：00时段内Tg、Td。预报值与实况值差值绝对值≤2℃为正确，计算智能网格预报准确率、人工订正预报预报准确率。

二、结果与分析

1.年预报准确率分析

Tg05：00预报24h准确率（智能网格（05）Tgz、人工订正（05）Tgr）75.4%、79.8%;48h准确率65.7%、71.3%;72h准确率58.5%、67.4%;Td 24h （（05）Tdz、（05）Tdr）63.4%、

71.1%;48h准确率59.9%、63.5%;72h准确率52.8%、58.0%。Tg16：00预报，24h准确率（（16）Tgz、（16）Tgr）68.9%、78.9%;48h准确率63.9%、74.2%;72h准确率57.4%、68.7%。Td24h准确率（（16）Tdz、（16）Tdr）67.9%、72.0%;48h准确率62.9%、65.8%;72h准确率57.0%、60.4%。对比两个时次准确率有以下特点，一、人工订正预报准确率高于智能网格预报准确率2.9%～11.3%。二、各时效准确率Tg>Td。三、Tg16：00比05：00人工订正能力更强，且随时效增长两者订正能力都呈上升趋势，Td16：00比05：00预报订正能力弱，且随时效增长两者订正能力都呈下降趋势并且差值接近。综上特点三个时效内05：00Tg人工订正能力逐渐增强，但短时效（12h）效果不佳，Td24h订正效果显著，48h、72h订正能力减弱主要参考智能网格预报;16：00Tg人工订正能力逐渐增强，Td订正能力不佳且逐渐减弱，预报主要参考智能网格预报。

2.逐月平均预报准确率

（1）最高气温

六县05：00Tg逐月各时效预报准确率，24h智能网格最高11月为85.6%，次高12月为85.5%（5月为84.5%），最低值4月为58.6%，次低值1月63.4%;人工订正最高值12月为89.2%，11月为81.7%，最低值1月为68.8%，次低值4月71.8%。平均月预报准确率折线分析（图略），24h时效内均在4月、10月出现两次下降。48h智能网格最高值6月为84.6%，次高值11月为74.6%（12月为70.4%），最低在4月为50.7%，次低值在2月为52.7%;人工订正最高值也在6月为84.5%（5、7、8月都高于70%），次高值12月为75.8%（11月为72.2%）最低2月为57.7%，次低4月为61.4%，同样在秋季9、10月份出现下降。72h智能网格最高值在11月为73.9%，次高值12月（5月）为66.7%，最低值2月为41.7%，次低值4月为47.7%;人工订正最高也出现在11月为77.8%，次高3月（5月为74.1%），最低10月为55.4%，次低1月57.5%。

综上05：00Tg智能网格与人工订正预报准确率，1、2月份偏低，极大可能出现月平均最低值，3月份均提高，4月明显下降可能出现月平均最低值，5～8月均有提高，也可能出现月平均最高值，10月再次明显下降，11～12月显著提升，极有可能达到月平均最高值。

16：00Tg逐月各时效预报准确率，24h智能网格最高值12月为78.0%，次高11月为77.2%，最低值在2月为56.2%，4月56.7%是次低;人工订正最高值8月为88.7%，次高11月为85.6%最低值10月为70.4%，次低值1月为72.1%。48h智能网格最高值11月为76.1%，次高值8月为72.8%，最低值2月为45.3%，次低值10月为49.5%。人工订正最高值8月份为85.5%，次高值3月为80.9%，最低值10月为64.0%，次低值4月为66.9%（1月为69.7%）。72h智能网格最高值11月为79.4%，次高值7月为72.2%，最低值10月为43.5%，次低值2月为46.4%;人工订正最高值7月为81.2%，次高11月为74.4%，最低值10月为59.7%，次低值2月为62.7%。

智能网格指导预报和人工订正预报，Tg月平均预报准确率16：00与05：00预报三个时效有着相似的规律，年周期呈现负的一个半余弦波（图3），一年中有两个高值区，两个低值时期，高值一般5～9月或11～12月，低值1～2月、4月或10月，智能网格高值一般在年末11、12月，次高值夏季7、8月，最低值2、4月，次低值10、1月，人工订正预报高值在7、8月，次高值11、12月，低值10月次低值4、1～2月。分析两者的月平均准确率差值，7～8月能提9-14%，突显了人工订正优势，11～12月最多提高8.3%，48h、72h甚至出现了负订正。人工订正 05：00和16：00月平均不同是05：00最高值在11～12月，最低值1～2月，16：00最高值7～8月，最低值10月。

图3 最高气温月平均预报准确率

（2）最低气温

六县05：00Td逐月各时效预报准确率，24h智能网格最高8月为86.1%，次高9月为83.3%，最低2月为44.9%，次低3月为53.2%;人工订正最高值8月为84.7%，次高7月为83.9%，最低2月为58.3%。48h智能网格最高8月为85.4%，次低9月为73.0%，最低2月为44.2%，次低12月为47.8%;人工订正最高8月为88.2%，次低9月为73.0%，最低2月为46.2%，次低10月为53.8%。72h智能网格最高8月为74.3%，次低7月为74.2%，最低2月为33.3%，次低1月为45.7%;人工订正最高7月78.5%，次低8月为76.4%，最低2月为41.0% 。

六县16：00Td逐月各时效预报准确率，24h智能网格最高8月为85.8%，次高9月为82.2%，最低2月为52.5%，次低10月为56.5%;人工订正最高9月为87.8%，次高8月为86.6%，最低2月为59.4%，次低4月65.8%（10月为66.1%）。48h智能网格最高8月为81.5%，次高7月为81.0%，最低10月为50.5%，次低2月为54.7%（4月为54.8%）。人工订正最高7月为82.8%，次高8月为80.6%，最低10月份为55.4%，次低12月为56.5%（2月、4月都低于60%）。72h智能网格月最高7月为80.2%，次高8月为74.1%，最低12月为45.7%，次低2月为47.1%（10月为50.5%）;人工订正月最高8月为75.8%，次高7月为74.2%，最低10月为47.3%，次低12月为47.8%（4月为51.9%）。

智能网格指导预报和人工订正预报，Td月平均预报准确率16：00与05：00预报三个时效年周期呈现一个负的余弦波（图略），高值7～9月，两个低值2、10月，次低值1、4月和12，3月、11月在低值区出现了小幅提升。最高值8月出现概率最大，其次7月，最低值2月出现概率最大，其次10月。

通过上述对气温要素月平均预报准确率分析可以看出，Tg、Td在1～4月份都偏低，另一个低值在10月。

三、各县智能网格预报月平均准确率之间差异

人工订正预报各县准确率差异部分原因是由于预报员个体能力不同造成的，下面不予研究讨论，只分析各县24h智能网格预报月平均准确率之间异同。

1～12月六县Tg智能网格式月平均预报准确率（表略），05：00月平均怀仁普遍高，其次是朔城区，对山阴县的指导能力最差，各县月平均值20%以上差异。16：00预报各站月平均没有明显优势站，朔城区稍高，其次是平鲁区、右玉县 ，对平川区指导能力稍差，各县之间月平均差10%～20%。24hTd05：00预报月平均准确率应县普遍高，其次是怀仁、山阴对右玉指导性最差，其次是平鲁，各站月平均差值达到30.0%。16：00预报怀仁普遍高，其次是应县、山阴，对右玉的指导性最差，其次是朔城区，各站月平均差值达到29.0%。

由于本检验区纬度较高地理分布东部平川，西部丘陵海拔高，夜间辐射降温山区更剧烈，六个县Td差别大，冬季Td右玉比怀仁低2～13℃，西部山区Td预报是难点。

四、人工订正误差较大原因分析

在无明显冷空气影响下，智能网格和人工订正对温度要素预报较好，弱冷空气影响时平川区降温幅度不大，西部山区夜间辐射降温明显，六个县Td差值大，山区Td预报与实况绝对误差>2℃ ;强冷空气影响，模式（欧洲细网格）预报偏强或偏弱，站点Tg、Td大多数误差>2℃。

天空状况对温度有较大影响，没有降水情况下夜间（凌晨）有云影响辐射降温，六个站Td差值不大，西部站点（朔城区、平鲁区、右玉县）预报偏低。白天没有降水高云对Tg升温没影响，中低云对高海拔右玉升温基本没影响，其它站特别是东部山阴、应县、怀仁影响较大，预报一般偏高，误差>2℃。准确把握降水开始、结束时间也是考虑白天高温可以升到多高的一个重要因素。大风对本责任区温度也影响较大，夜间大风影响辐射降温，Td预报偏低，白天大风加速近空气上下热量交换，Tg预报偏高。

五、结论

1.对朔州市来说，无论智能网格指导还是人工订正Tg较Td预报更好把握。

2.人工订正预报准确率高于智能网格预报，年平均高2.9%～11.3%。人工订正16：00预报优于05：00预报 。

3.24h时效内，距离预报制作时间越近人工订正能力越弱，即預报准确率越接近智能网格预报预报准确率，05：00当天Tg预报，16：00次日的Td预报修改要谨慎;时效越长Tg人工订正能力增强Td订正能力下降，48h、72hTd要更多参考智能网格指导。

4.Tg月平均预报准确率智能网格、人工订正年内有两个高值时区两个低值时区，1、2、4月普遍低，3月大幅提升，5～9月可能出现年内最高值，10月明显下降70%以下，可能出现年内最低，11、12月又显著提高可能出现年内最高值。

5.Td月平均预报准确率智能网格、人工订正年内有一个高值区一个低值区，7～9月最高，10月到次年春季偏低。

6.智能网格指导预报05：00预报准确率Tg怀仁、朔城区最高，山阴最低，Td应县、怀仁最高，山区右玉最低。16：00预报准确率Tg朔城区、平鲁、右玉较高，中东部川区低，Td怀仁、应县高，右玉最低朔城区次之。

7.影响人工订正预报准确率的原因，除智能网格预报对个别县指导性差以外，天空状况、降水开始、结束时间和大风都影响温度的辐射降温和升温。

参考文献：

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