锦州地区各预报产品温度预报质量分析

曲梓祎 温舟 江果庭 许常华 张翠艳

关键词：最高温度;最低温度;预报质量

一、绪论

社会和国民经济不断发展，各行各业对气象服务的需求也随之增多。气温变化对日常生活工作、农业生产都非常重要，如何为公众提供一份更精细、准确率更高的预报，是气象部门亟待解决的问题。数值模式预报是现代天气预报技术的基础，其发展迅猛，目前在业务中使用的几类数值预报模式以及国家指导报等能够提供时间和空间分辨率较高的客观温度预报结果，各要素的预报准确率也有了大幅提升，但其针对局地温度预报结果的精确度不高，仍然难以达到实际预报业务要求;同时各模式的预报结果各有特点，在应用当中有不同的优势和不足，需要对模式直接输出的结果进行误差订正。因此，为预报岗位的业务人员提供专门针对锦州地区相对更稳定的综合集成后的客观预报结果将是数值预报产品释用中的一个重要工作。

本文重点针对日常业务中使用的国家指导报、欧洲中心、WRF以及天气在线四种预报产品进行分析发现，不同预报产品对锦州地区各站点温度预报质量具有不同的分布特征，这些差异给锦州市气象部门的温度预报工作增加了难度。通过对这些分布特征进行研究，能够更有效地对模式误差进行修正，从而提高模式预报的性能和锦州地区温度预报准确率。

二、数据与方法

本文选取了2014-2018年，锦州地区业务工作中常用的几种温度预报产品的站点数据，其中国家指导和天气在线的起报时间为每日20点，预报时效为24小时，智能网格的起报时间为下午15时，选取当日20时至次日20时的数据，欧洲中心数值模式（Ec）细网格2m温度数据和wrf东北区域模式数据的起报时间为早晨08时，同样提取当日20至次日20时的数据，预报时效则为36小时，并采用2014-2018年锦州地区5个国家站温度实况数据做检验。

三、锦州地区各预报产品温度预报质量时间分布特征

（一）锦州地区各预报产品最高温度预报质量时间分布特征

图1显示为锦州地区各站点平均的五种预报产品每日20点起报的24小时最高温度预报质量，春季欧洲中心的24小时最高温度预报质量最高，为75%，天气在线的表现也较好，表现较差的为智能网格，质量仅达45%;夏季国家指导的24小时最高温度预报质量最高，为77.2%，wrf模式的表现也较好，其预报质量达到77%，表现较差的为欧洲中心数据，其质量为50%;对于秋季来说，天气在线的预报质量最高，高达84%，而国家指导报的质量40%则为最低;冬季预报质量最高的产品仍是天气在线，其质量为86%，而质量最低的是wrf模式，其质量为47%。整体来说秋冬的24小时最高温度预报质量要优于春夏，因此秋冬季的最高温度预报难度低于春夏，天气在线的24小时最高温度预报质量在春、秋、冬季的表现均为最优，在日常预报工作中可以更多地参考，而对于夏季来说，可以更多地参考国家指导预报结果。

（二）锦州地区各预报产品最低温度预报质量时间分布特征

圖2为锦州地区各站点平均的五种预报产品每日20点起报的24小时最低温度预报质量，春季国家指导的24小时最低温度预报质量最高，为75%，欧洲中心和天气在线的表现也较好，表现较差的为智能网格，质量仅达40%;夏季天气在线的24小时最高温度预报质量最高，为92%，国家指导报的预报质量也高达到89%，表现较差的为欧洲中心数据，其质量为64%;对于秋季来说，wrf模式的预报质量最高，为74%，天气在线的质量为73%，而国家指导报的质量40%则为最低;冬季预报质量最高的产品是国家指导，其质量为77%，而质量最低的是欧洲中心数据，其质量为60%。整体来说夏季的最低温度预报质量要高于其他三个季节，天气在线的24小时最低温度预报质量在春夏表现为最优，在秋季仅低于wrf模式0.7个百分点，而在冬季国家指导预报结果表现为最好。

四、锦州地区各预报产品温度预报质量空间分布特征

（一）锦州地区各预报产品最高温度预报质量空间分布特征

图3所示为锦州地区不同预报产品最高温度预报质量空间分布特征，欧洲中心细网格对锦州地区五个国家站的最高温度预报质量均在60%以上，质量最高的为黑山站，为76.8%，对义县的预报质量为最低，为60%;国家指导对锦州地区各站点最高温度的预报质量非常接近，浮动在63%～66%之间，其中对凌海的最高温度预报质量最高，约为65.9%，对义县的预报质量较低，约为63.5%;天气在线对锦州地区各站点最高温度的预报质量均在68.9%以上，对锦州的最高温度的预报质量最高，为81%，对北镇的预报质量为最低，为68.9%;wrf模式对于凌海的预报质量未过及格线，仅为43%，而对其他四个站点的预报质量较平均，表现最好的为北镇站，为71.7%;智能网格产品对于锦州地区的预报质量，仅凌海市一个站点通过及格线，为73.5%，其他站点质量均低于60%，其中最低出现在黑山站，仅为47.5%。由此可知，欧洲中心、国家指导以及智能网格均在对凌海站的最高温度预报中表现最为优异，而天气在线对锦州的最高温度预报质量最高，且为五种预报产品中最高，为81%，WRF模式则对北镇的温度预报质量最高，为72%。

（二）锦州地区各预报产品最低温度预报质量空间分布特征

图4所示为锦州地区不同预报产品最低温度预报质量空间分布特征，欧洲中心细网格对锦州地区五个国家站的最低温度预报质量有两个站点未达到及格线，最低为义县的51.8%，表现最好的是锦州站，为79%;国家指导对锦州地区各站点最低温度的预报质量在66%～74%，其中锦州站的最低温度预报质量最高，约为73.6%，对义县的预报质量较低，约为66.7%;天气在线对锦州地区各站点最高温度的预报质量均在62%以上，对锦州站的最高温度的预报质量最高，为84%，对义县的预报质量为最低，为62%;wrf模式对于锦州地区最高温度预报质量均在63.9%以上，质量最高站点为锦州，达到82.6%，质量最低站点为凌海，为63.9%;智能网格产品对于锦州地区的预报质量空间分布中，义县和黑山站的预报质量为达到及格线，质量最低出现在义县，为44%，质量最高出现在锦州，为72.7%。与最高温度的预报质量不同，五个模式的最低温度预报质量最好的均为锦州站，而除去wrf模式外，其余四个数值模式对义县的最低温度预报质量均为最差，在今后预报工作中应更加注意对义县站的订正。

五、锦州地区各预报产品温度预报质量的距平分布特征

（一）锦州地区各预报产品最高温度预报质量距平分布特征

图5所示为锦州地区各季节中，不同温度预报产品对锦州地区五个国家站的预报质量距平。春季北镇和黑山站的温度预报质量为正距平，且距平较高，其余三个站点为负距平，义县最低超过-4，可知几种数值模式对北镇和黑山站的最高温度预报质量较高，而对义县的最高温度预报质量为最低，在日常预报工作中，应较多地参考北镇和黑山站的数值预报结果;夏季锦州站的温度预报质量为正距平，且高达3.89，黑山站为距平值最小，凌海、义县、北镇虽然呈现负距平，但较小，在日常预报工作中仍有较高的参考价值;秋季各预报产品对最高温度的预报质量最好的是北镇市1.76，其次为凌海市1.64，对锦州站的预报质量也超过平均值，预报最差的义县-2.45;冬季各预报产品对最高温度的预报表现相对平均，最高的为义县仅0.87，值得注意的是，距平绝对值超过1的唯一一个站点为黑山，且是距平最低值-1.20。五种温度预报产品对锦州地区最高温度的预报中，相较而言，秋冬比春夏对每个站点的表现更稳定，而春季的北镇和黑山以及夏季的锦州站的质量更为突出，义县在冬季为质量最高站点，但是在其他季节中均未超过预报质量的平均值，有类似规律的是，黑山县在春季为质量最高站点，但是在其他季节中质量也相对较差，由此可知数值预报产品对于义县和黑山站最高温度预报的质量是不稳定的，也是日常工作中需要多加订正的站点。

（二）锦州地区各预报产品最低温度预报质量距平分布特征

图6为锦州地区不同季节中各温度预报产品对锦州地区五个站点最低温度的预报质量距平。春季最低温度预报质量为正距平的站点有三个，其中距平最高是凌海站，其余两个站点为负距平，义县最低至-4.7，几种数值模式对凌海和黑山站的最低温度预报质量较高，而对义县的最低温度预报质量为最低，在日常预报工作中，可更多地参考凌海和黑山站的数值預报结果;夏季锦州站的最低温度预报质量表现为正距平，且高达4.67，其他站点的最低温度预报质量均为负距平，其中义县站为距平值最小;秋季各预报产品对最低温度的预报质量最高的仍是锦州市10.62，对凌海和北镇站的预报质量也超过平均值，预报最差的义县低至-15.66;冬季各预报产品对最低温度的预报在锦州地区五个站点的表现差距最大，质量最高的为锦州，高达17.5，然而质量最低的义县，距平值低至-22.54，为四季中预报质量距平值最低。由此可知，在五种最低温度的预报产品在四季中，对义县的温度预报均未超过当季的平均值，这提醒我们在对义县的最低温度预报是日常预报工作中需要花更多的时间去研究和分析的，除此之外，各预报产品对黑山县的最低温度在夏、秋、冬季也不尽如人意，是今后预报工作中需要着重注意的站点。而各产品对锦州站的最低温度预报质量均较好，其中春季稍微逊色，需要更多地参考凌海和黑山，其他季节各产品中对锦州的预报结果是最具参考价值的。与最高温度预报不同的是，各预报产品对最低温度的预报在春夏季节表现相对稳定，在秋冬季节，对各个站点的预报质量则出现较大的差距。

六、结语

本文选取了2014-2018年国家指导、天气在线、欧洲中心（EC）、wrf模式以及智能网格预报对锦州地区每日20-20的24小时最高温度和最低温度的预报产品与实况进行计算，分析可知：

（1）对于最高温度来说，秋冬的预报质量平均来说要高于春夏，且对每个站点的预报表现要更加稳定，天气在线在春、秋和冬季的整体预报质量较高，国家指导报对夏季的高温预报要更胜一筹。在春季北镇和黑山的质量要高于锦州，可以多加参考，冬季则可以更多地参考义县的预报结果。

（2）对于最低温度来说，夏季的预报质量要明显高于其他季节，且各预报产品的表现更加稳定，其中以天气在线的预报质量为最佳。各产品对于锦州站的最低温度预报质量较好，而对义县和黑山的预报质量则较差，需要预报工作中花费更多的时间做订正的工作。

（3）欧洲中心、国家指导以及智能网格均在对凌海站的最高温度预报中表现最为优异，而天气在线对锦州的最高温度预报质量最高，wrf模式对于北镇的温度预报质量为最高。对于低温来说，五种产品对于锦州的质量均为最高。