牟 歡，阿不力米提江·阿布力克木，趙鳳環(huán)

（新疆氣象臺，新疆 烏魯木齊830002）

隨著社會的飛速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，政府和社會公眾對天氣預報準確率的要求也越來越高，這就要求天氣預報業(yè)務必須跟上我國現(xiàn)代化的腳步，才能更好地為社會服務。降水是人們最關(guān)心的天氣現(xiàn)象之一。降水預報的準確與否直接關(guān)系到大眾的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有序進行以及政府對防災減災的科學決策。

模式降水預報是預報員平時使用的最直接、最客觀的參考依據(jù)。新疆位于我國的西北部，屬于干旱半干旱內(nèi)陸地區(qū)，高山、盆地交錯、沙漠與綠洲相間、氣候差異大、氣象觀測站點少且分布不均勻等諸方面不利條件使得降水預報難度大，尤其是對強降水落區(qū)及量級把握一直是困擾新疆預報員的難題，也是世界難題之一。對國內(nèi)外數(shù)值模式預報的形勢場、要素場在時效、移動、強弱等方面做過相關(guān)的一些檢驗工作，多以定性評價為主[1-7]。面對精細化的降水預報難題，氣象工作者進行了大量的數(shù)值預報產(chǎn)品檢驗及誤差分析[8-11]，為更好地利用降水預報模式產(chǎn)品并提高降水預報水平做出了有意義的研究和分析工作。目前對于新疆強降水過程的模式降水預報能力檢驗工作還比較少，尤其是對強降水中心落區(qū)和強度的檢驗更少。本文對T639、德國模式在2011年新疆區(qū)域大降水過程中的晴雨及強降水中心預報能力進行了檢驗、評估，可以對新疆大降水預報提供客觀的依據(jù)和參考。

1 資料與模式簡介

本文選取了2011年1—12月6場中度及中度以上以降水為主的天氣過程，這6場過程涵蓋了新疆冬夏季范圍和強度均較大的降水過程，能夠較好地代表南北疆境內(nèi)大降水過程。降水實況資料為20—20時日降水量數(shù)據(jù)；模式資料為天氣發(fā)生前一天的德國數(shù)值預報模式（簡稱德國模式）和T639模式20時降水預報場數(shù)據(jù)。

2 預報檢驗方法

降水預報檢驗分為過程總降水量檢驗和24～96 h的逐24 h累積降水量檢驗兩種方式。對比T639和德國模式降水預報的Ts評分，Ts=Na×100%/（Na+Nb+Nc）（Na為預報正確，Nb為漏報，Nc為空報），并且依照新疆地理位置分為北疆（伊犁河谷、博州、塔城、阿勒泰、北疆沿天山一帶、天山山區(qū)）、南疆（克州、喀什、和田、阿克蘇、巴州）、東疆（吐鄯托盆地、哈密）。根據(jù)業(yè)務預報中的規(guī)定和模式降水時段，為兩種方式制定檢驗方法：（1）過程區(qū)域晴雨預報檢驗：在觀測站出現(xiàn)降水，若模式預報有降水，無論降水量大小都算正確；若觀測站無降水，模式預報有降水，則算空報；若觀測站有有量降水，預報無降水，則算漏報；微量降水無論模式有無預報降水都算正確。（2）過程大雨、雪（暴雨、雪）降水檢驗：若觀測站出現(xiàn)大雨、雪（暴雨、雪）及其以上的降水，模式也對該地區(qū)預報的降水值達到大雨、雪（暴雨、雪）或以上的降水量，則算預報正確；若觀測站降水量未達到大雨、雪（暴雨、雪）或以上的降水，而模式預報的降水值達到大雨、雪（暴雨、雪）或以上，則算空報；若觀測站降水量達到大雨、雪（暴雨、雪）或以上，而模式預報的降水值未達到大雨、雪（暴雨、雪）或以上，則算漏報。（3）按照新疆地區(qū)24 h降水量等級標準（表1），檢驗過程總降水量和逐24 h累積降水（晴雨、大雨（雪）、暴雨（雪））的Ts評分。

由于T639模式降水預報0.0 mm以上的降水在新疆區(qū)域范圍過大，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)其預報1.0 mm以上的降水值與新疆小雨（雪）及其以上的降水對應得較好，所以針對T639降水模式的過程和逐24 h中預報大于1.0 mm降水值對應晴雨預報做檢驗。

表1 新疆24 h降水量等級 mm

3 降水預報檢驗

在下面的對比中，將 24～48 h、、48～72 h、72～96 h的降水預報分別簡稱為48 h預報、72 h預報、96 h預報，以下降水Ts評分中Na表示實況中未出現(xiàn)降水，模式也未預報降水。

3.1 全部過程晴雨和大雨（雪）、暴雨（雪）降水預報檢驗

檢驗6場天氣過程（圖1）發(fā)現(xiàn)，T639和德國模式預報過程晴雨Ts評分分別是76.68%和80.49%，都相對較高，有較好的參考價值；二者48、72、96 h晴雨預報的Ts評分分別是43.14%、69.08%、63.57%和54.46%、70.89%、73.45%，德國模式明顯高于T639模式，兩種模式72 h和96 h預報準確率均高于48 h預報；整場天氣過程大雨（雪）Ts評分分別是45.11%和43.23%，兩種模式評分較接近，T639模式略好于德國模式；逐24 h大雨（雪）預報的Ts評分差異較大，兩種模式均是48 h預報效果最差，96 h稍好，72 h預報效果最好，兩種模式72 h預報的Ts評分分別達到了36.67%和47.25%；過程暴雨（雪）Ts評分分別是29.07%和24.72%。由此看來兩種模式對新疆暴雨落區(qū)均有一定的預報能力。逐24 h暴雨（雪）預報Ts評分和大雨（雪）有相似的結(jié)論，即48 h差，96 h稍好，72 h預報效果最好，但與大雨（雪）預報不同的是，T639模式的Ts評分高達26.5%，遠高于德國模式降水預報暴雨評分12.8%，達到極高的水平（完成了國家局暴雨預報指標）。從以上對比分析不難看出，德國模式的過程和逐24 h晴雨Ts評分略好于T639模式；兩種模式的過程大雨（雪）Ts評分接近，但逐24 h降水預報中72 h預報效果最好；T639模式過程和逐24 h的暴雨（雪）Ts評分明顯好于德國模式。

另外，經(jīng)過更深一步的分析發(fā)現(xiàn)兩種模式對部分地區(qū)逐24 h累計降水預報有些不足之處。兩種模式對北疆預報準確率明顯高于南疆。德國模式對北疆的伊犁河谷預報效果較差，尤其是在其東部常出現(xiàn)漏報現(xiàn)象，博州、北疆沿天山一帶、天山山區(qū)等地區(qū)容易漏報。對南疆的巴州北部、和田南部、吐鄯托盆地常出現(xiàn)空報；T639模式對北疆的伊犁河谷、烏魯木齊以西的北疆沿天山一帶易出現(xiàn)漏報，南疆和哈密的部分地區(qū)易出現(xiàn)空報、漏報。造成南北疆預報準確率差異的主要原因是由于北疆常年降水較南疆多，而對上述部分地區(qū)預報效果較差是因為有山谷、河谷、盆地、沙漠等明顯的地形差異，不利于模式預報。相比較而言，地形差異小的地區(qū)預報準確率則較高。

3.2 降雪過程晴雨和大雪、暴雪降水預報檢驗

按照上述檢驗預報方法分析3場降雪天氣過程，可以看出，兩種模式對中度或中度以上降雪天氣過程的預報準確率也比較高。T639和德國模式降雪過程晴雨Ts評分分別是72.4%、83.33%，逐24 h降雪預報的晴雨 Ts評分分別是 33.64%、67.1%、44.52%和 47.27%、65.36%、72.3%，T639模式 72 h預報準確率最高，德國模式的96 h預報準確率最高，二者48 h預報準確率均最低；T639和德國模式的過程大雪Ts評分分別是43.18%和52.11%，逐24 h累積的大雪Ts評分中，48 h預報二者均為空漏報，72 h評分最高分別為T639 44%、德國模式62.79%，96 h預報T639預報略高于德國模式；兩種模式的過程暴雪Ts評分分別是40.91%和32.56%，逐24 h累積的暴雪Ts評分分別是Na（Na為沒出現(xiàn)實況降水也沒預報降水）、45%、20%和0%、8%、0%，T639模式在各時段預報都明顯高于德國模式。對比Ts評分后發(fā)現(xiàn)，德國模式降雪的晴雨和大雪Ts評分，無論是過程預報還是逐24 h預報都明顯高于T639模式；而T639模式對暴雪過程預報和逐24 h預報準確率則明顯優(yōu)于德國模式。

3.3 降雨過程晴雨和大雨、暴雨降水預報檢驗

分析3場降雨天氣過程（表2）發(fā)現(xiàn)，兩種模式的降雨預報準確率也非常高，T639、德國模式過程的晴雨Ts評分分別是81.54%和77.6%，逐24 h累積降水的晴雨Ts評分分別是54.26%、71.14%、87.2%和63.04%、76.98%、74.8%，德國模式72 h預報最準確，而T639的96 h預報準確率最高，兩者也都是48 h準確率最低；過程大雨Ts評分，T639是46.88%，德國模式是35.71%，T639評分明顯偏高，二者逐24 h降水預報中，大雨Ts評分分別是11.11%、27.5%、27.27%和 7.69%、33.33%、10.53%，T639的48 h和96 h預報評分較高，德國模式的72 h預報評分較高，但T639的預報準確率更穩(wěn)定；T639和德國過程暴雨Ts評分分別是16.67%和17.39%，兩種模式預報評分相近，逐24 h預報的暴雨Ts評分中，德國模式明顯高于T639模式，其72 h預報最高為21.43%，而T639的72 h和96 h預報均為空漏報。根據(jù)以上Ts評分得出，過程的晴雨和大雨預報都是T639模式優(yōu)于德國模式；而暴雨過程和逐24 h的預報則是德國模式明顯優(yōu)于T639模式。

表2 晴雨、大雨、暴雨預報的Ts評分對比 %

3.4 7月大降水過程晴雨和大雨、暴雨降水預報檢驗

針對2011年7月1—4日在北疆中部和東部普遍出現(xiàn)大到暴雨的一場天氣過程進行個例分析。兩種模式在7月這場大降水過程中的預報非常好，T639和德國模式的過程晴雨Ts評分分別是91.36%和92.11%，高于過程晴雨Ts評分的平均值，逐24 h降水預報的晴雨Ts評分分別是63.16%、85.14%、83.82%和75.86%、86.49%、88.24%，德國模式略高于T639模式，兩者72 h和96 h預報好于48 h；T639和德國模式的過程大雨Ts評分分別是33.33%和57.89%，逐24 h大雨預報中，除48 h預報T639略好于德國模式，72 h和96 h預報德國模式均明顯優(yōu)于T639，德國模式預報Ts評分分別為41.94%、23.08%；T639和德國模式的過程暴雨Ts評分分別是5.88%和28%，T639預報較差，而德國模式的預報非常準確，在分析逐24 h暴雨預報的Ts評分時發(fā)現(xiàn)，德國模式在這場過程預報表現(xiàn)較好，最高Ts評分在96 h為25%，而T639模式在72 h和96 h均為0%，預報效果不理想。綜合以上分析得出，德國模式對過程和逐24 h暴雨的預報都非常好，有利于提高暴雨預報的準確率。

4 兩種模式在區(qū)域降水檢驗中的優(yōu)缺點對比

（1）兩種模式對過程和逐24 h累積降水預報均有很好的指示意義，尤其是對晴雨預報。T639模式預報降水落區(qū)較實況落區(qū)偏大，德國模式預報接近實況降水落區(qū)。德國模式在預報準確率方面略好于T639模式。另外，對比二者晴雨、大雨（雪）、暴雨（雪）的逐24 h降水預報Ts評分后發(fā)現(xiàn)，72 h Ts評分基本為最高，而48 h的Ts評分基本為最低。

（2）預報強降水量級和落區(qū)對比：預報中兩種預報模式都對大雨、暴雨落區(qū)有一定指示意義，但T639模式預報的降水量和落區(qū)更接近降水實況，而德國模式預報降水值則比降水實況偏小且落區(qū)也不如T639模式準確。

（3）兩種模式預報雨雪天氣過程能力對比：雨和雪的過程預報中，T639模式對雨的晴雨、大雨預報及暴雪預報準確率更高，而德國模式對雪的晴雨、大雪預報及暴雨的預報準確率更高。

（4）兩種預報模式都有不足之處，對部分地區(qū)預報不準確，尤其是對伊犁河谷、北疆沿天山一帶、阿克蘇、巴州、哈密等地區(qū)易出現(xiàn)空、漏報現(xiàn)象。

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