欧洲数值预报与中央指导报关于抚顺地区温度预报的检验分析平台介绍

李若楠　马晓颖　李俊乐　刘畅　马昊天　李炳坤

摘要 现代数值预报技术的飞速发展，使数值预报模式产品成为预报员制作预报时重要的参考对象和依据，单一的数值预报产品不足以支撑温度预报的准确性，参考多模式预报产品并从中选取稳定性较好的数值预报产品作为参考，有助于预报员快速准确地做出本地温度预报。抚顺地区温度预报检验分析平台的开发可以将欧洲中心数值预报和中央指导报关于抚顺地区的温度预报进行全方位分析、检验和展示，大大地省去了翻阅资料的时间，使预报员把更多的时间用在预报分析上，在确保预报质量的同时极大地提高了预报员的工作效率。

关键词 欧洲中心数值预报;中央指导预报;整点空气温度;检验;Matlab;GUI;折线图;

中图分类号：P457.3 文章标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）06–0–03

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.051

随着数值预报技术的快速发展，预报的精细化和智能化已成为现代天气预报业务的显著特征，而数值预报模式产品对大气环流演变的预报能力已超过预报员的主观经验判断，时效越长，这一优势就越明显[1-2]。数值预报模式产品已成为现代天气预报的基础，但现阶段预报员的主观经验在预报制作过程中依然起着主导作用。因此，在气象预报业务中数值预报模式产品，成为预报员分析制作天气预报时最重要的、不可或缺的参考对象[3]。

根据预报员多年的预报经验，欧洲中心数值预报和中央指导报对抚顺地区温度预报具有很好的指导意义，虽然直接使用温度预报值效果很差，但经过一定的订正方法对数值预报进行订正可以大大地提高抚顺地区的温度预报准确度。对此，李亚中等预报员研究出了多种温度订正预报方法提高抚顺地区温度预报的准确率[4-5]。单一的预报方法不能使预报员全面了解到某个时间段内某种数值预报模式的稳定性。因此，如何帮助预报员在短时间内既能快速了解到过去某时间段内两种数值预报模式的稳定性情况，又能直观地列出未来几天两种数值预报的预报情况，预报员再结合主观分析，在确保预报质量的同时能有效提高预报员工作效率，成为温度预报平台研发的重点任务。

抚顺市气象台借助Matlab GUI研发出基于欧洲中心细网格2 m气温和露点温度（以下简称“2 m气温”和“2 m露点”）、欧洲中心粗网格850 hPa温度场（以下简称“850 hPa温度”）、中央指导报报文（以下简称“央指”）、国家基本气象站（即章党站、清原站、新宾站，以下简称“三站”）逐日最高气温值和最低气温值的抚顺地区数值温度预报检验分析平台。

1 需求分析

1.1 现状分析

预报员每日在利用MICAPS调阅气象资料进行天气形势分析做出未来7 d晴雨预报之后，要抄写欧洲中心粗网格850 hPa温度场最新起报时次在抚顺地区某代表点未来7 d的预报值，分为08∶00起报和20∶00起报，还要抄写或翻阅欧洲中心细网格2 m气温场，找出并记录三站未来7 d每天最高温度预报值和最低温度预报值，翻阅中央指导报报文对三站未来7 d每天最高温度预报值和最低温度预报值，记录过去1～2 d三站每天最高温度实况值和最低温度实况值。根据这些温度资料结合天气形势分析做出抚顺地区未来7 d的温度预报，资料的翻阅和记录过程很浪费时间，大大降低了预报员的实际工作效率，并且想要查看过去某一段时间内每种数值温度预报的稳定性也比较困难。通过抚顺地区数值温度预报检验分析平台，可以将以上信息快速调阅出来，并通过图表的形式展示在平台内供预报员分析，过去的资料也可以直接调阅进行再分析或历史回顾，这不仅极大地提高了预报员的温度预报质量和工作效率，还可利用该平台对过去某天的预报情况进行重演再分析，成为预报员作预报总结分析的有效工具。

1.2 设计要求

根据实际天气预报分析过程，将用到的两种数值产品分为EC类和央指类。EC类是指欧洲中心细网格逐3 h“2 m气温”和“2 m露点”、欧洲中心粗网格850 hPa温度;央指类是指中央指导报报文中的逐3 h温度预报值，满足实际预报工作需求需要满足以下几个方面：（1）列出最新起报时次未来7 d 08∶00和20∶00的代表点850 hPa温度值;（2）列出未来3 d三站“2 m气温”最高值和最低值以及最值出现的时间;（3）以表的形式列出三站过去10 d两种数值预报对24 h温度预报值与温度实况值的检验，表中每个站点按照时间序列排序列出EC类或央指类数值预报产品24 h温度预报值、站点温度实况值、温度预报值与温度实况值的差值，其中，温度是指24 h内的最高温度和最低温度;（4）以折线图的形式分别将三站未来3 d EC类逐3 h“2 m气温”和“2 m露点”温度、央指类未来3 d逐3 h气温、过去最近20∶00或08∶00至当前时刻逐小时的整点空气温度实况值绘制在同一张表中;（5）以折线图的形式检验某时段内两类数值预报对24 h温度预报的稳定性，分别将三站过去某时间段内以日为横坐标单位，温度为纵坐标单位绘制EC类温度预报、央指类温度预报、最值温度实况折线图。

2 平台框架及主要功能

2.1 基于Matlab GUI的应用框架

图形用户界面GUI（Graphical User Interfaces）是由各种图形对象，如图形窗口、图轴、按钮、菜单、文本框等对象（Objects）构成的用户界面，其开发环境提供了一组用于用户界面开发的工具，是人際交流信息的工具和方法，在该界面内，用户可以根据界面提示完成整个工程而不必去了解工程内部是如何工作的，利用GUIDE设计图形用户界面时，可通过GUI应用属性设置编辑器来设置对句柄操作的响应[6-7]。

根据预报业务实际需求，使用Matlab的图形用户界面（GUI）技术编写抚顺地区温度预报的检验分析平台主框架，在友好的人机交互界面的基础上，充分利用Matlab强大的数据处理能力和丰富的绘图功能，对数据进行处理、分析以及展示[8]。

参考文献

[1] 程正泉，廖代强.数值天气预报模式产品在预报业务中的应用[J].广东气象，2012，34（4）：1–9.

[2] 贺雅楠，高篙，薛峰，等.基于MICAP54的智能网格预报平台设计与实现[J].应用气象学报，2018，29（1）：13–24.

[3] 畢宝贵，代刊，王毅，等.定量降水预报技术进展[J].应用气象学报，2016，27（5）：534–549.

[4] 李亚中，吕志红，隋明，等.抚顺地区地面气温与850 hPa温差分析[J].现代农业科技，2017（19）：182–184.

[5] 李若楠，米雷，吴佳丽，等.基于等差值方法的乡镇温度订正预报的简单研究[J].农业灾害研究，2015，5（10）：67–69.

[6] 罗华飞.MATLAB GUI设计学习手记[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

[7] 王默玉，宗伟，刘春磊，等.基于MATLAB的图形用户界面的构造方式与应用[J].现代电力，2002，19（1）：76–82.

[8] 董振海.精通MATLAB7编程与数据库应用[M].北京：电子工业出版社，2007.

责任编辑：黄艳飞

Introduction to the European Numerical Forecast and Central Guidance Platform for the Verification and Analysis of Temperature Forecasts in Fushun

LI Ruo-nan et al （Fushun Meteorological Bureau， Fushun， Liaoning 113000）

Abstract With the rapid development of modern numerical forecast technology， the numerical forecast model products have become an important reference object and basis for forecasters to make forecasts， a single numerical forecast product is not sufficient to support the accuracy of temperature forecasts， it is helpful for forecasters to make local temperature forecast quickly and accurately by referring to multi-model forecast products and choosing stable numerical forecast products as reference， the development of the test and analysis platform for the temperature forecast in the Fushun area will enable the analysis， test and display of the numerical forecast in the European Center and the temperature forecast in the Fushun area in the central guidance， Greatly saves the time to review the data， so that forecasters spend more time on forecasting analysis， the work efficiency of the forecaster is greatly improved while the quality of the forecast is ensured.

Key word European Central Numerical Forecast; Central Guidance and forecastAir Temperature on the hour; Examination; Matlab GUI; Broken Line Diagram

作者简介 李若楠（1989–），女，吉林辽源人，工程师，从事气象预报预警和气象服务工作。

收稿日期 2020–06–28