王麗媛，謝 明，姚 浪，王 璇，周 庶

(貴州省畢節(jié)市氣象局，貴州 畢節(jié) 551700)

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中央臺精細(xì)化城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)在貴州的溫度要素檢驗(yàn)分析

王麗媛，謝 明，姚 浪，王 璇，周 庶

(貴州省畢節(jié)市氣象局，貴州 畢節(jié) 551700)

通過對中央臺精細(xì)化城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)(CMA)2013—2015年在貴州省的溫度要素120 h準(zhǔn)確率總評分進(jìn)行檢驗(yàn)分析，結(jié)果表明：CMA準(zhǔn)確率逐年上升，在貴州省，最高溫度預(yù)報(bào)是難點(diǎn)；6—9月是CMA準(zhǔn)確率的高峰時(shí)段，在靜止鋒影響時(shí)段和溫度轉(zhuǎn)折期的預(yù)報(bào)效果不理想；最高溫度準(zhǔn)確率按市(州)自西向東呈單峰型變化，在西北部和東南部最差，最低溫度預(yù)報(bào)在省的西部3市州最好；在全省縣站中，最高溫度在西南部和東北部預(yù)報(bào)較好，最低溫度在北部和西部預(yù)報(bào)較好，遵義大部分站點(diǎn)的城鎮(zhèn)最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率低于CMA。

城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)；溫度要素；準(zhǔn)確率；檢驗(yàn)

1 引 言

目前，天氣預(yù)報(bào)主要是在分析天氣形勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)，參考多家指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品作出修訂，最終得出預(yù)報(bào)結(jié)論。近年來，用科學(xué)手段對數(shù)值預(yù)報(bào)和指導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)和釋用已經(jīng)成為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率切實(shí)有效的辦法。中央氣象臺發(fā)布的全國精細(xì)化城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)(CMA)是基層預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)人員制作天氣預(yù)報(bào)時(shí)最為信賴的指導(dǎo)產(chǎn)品之一，本文通過對CMA在貴州區(qū)域內(nèi)的溫度要素檢驗(yàn)分析，了解其規(guī)律和特征，為該產(chǎn)品在本地的釋用提供參考，用來指導(dǎo)實(shí)際業(yè)務(wù)，可有效提高城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

2 資料和方法

選取2013—2015年國家氣象信息中心每日下發(fā)的中央臺精細(xì)化城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)溫度要素(08時(shí)起報(bào)，取84站資料)、同時(shí)段貴州省每日16時(shí)30分上傳的城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)(排除遵義市匯川區(qū))和貴州省84縣區(qū)的日最高溫度和最低溫度實(shí)況資料。

檢驗(yàn)方法：根據(jù)中短期天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法，對2013—2015年1—12月CMA溫度要素預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率總評分T從年、月、地區(qū)、縣(區(qū))等幾方面進(jìn)行檢驗(yàn)。

按照《全國城鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量國家級檢驗(yàn)方案》，溫度檢驗(yàn)公式如下：

式中T24、T48、T72、T96、T120分別為1～5 d逐24 h溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

3 檢驗(yàn)和分析

3.1 年度質(zhì)量檢驗(yàn)

3.1.1 分時(shí)效檢驗(yàn) 近3 a CMA在貴州省的120 h分時(shí)效準(zhǔn)確率檢驗(yàn)表明：準(zhǔn)確率隨預(yù)報(bào)時(shí)效延長而降低，最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率各時(shí)效均逐年提高，最高溫度準(zhǔn)確率在72 h時(shí)效內(nèi)逐年提高(表1)。

3.1.2 準(zhǔn)確率總評分 從2013—2015年，CMA最高溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別為58.6%、59.5%、60.4%(圖1a)；最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別為72%、76%、77.9%(圖1b)。CMA準(zhǔn)確率逐年上升，最低溫度準(zhǔn)確率高于最高溫度，2015年CMA的溫度要素準(zhǔn)確率均低于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)。近3 a來，貴州省城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率相對CMA提高趨勢明顯。

表1 2013—2015年CMA逐年分時(shí)效準(zhǔn)確率

圖1 年度準(zhǔn)確率Fig.1 (a)Annual maximum temperature accuracy, (b)annual minimum temperature accuracy

3.2 月質(zhì)量檢驗(yàn)

3.2.1 最高溫度 CMA在6—10月、12月的最高溫度準(zhǔn)確率高于60%， 7月最高為76.5%，其次是8月67.8%； 2—4月準(zhǔn)確率不足50%，3月最低只有46.6%。有8個(gè)月CMA的準(zhǔn)確率高于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，7月偏高最明顯；10月、11月和3月、4月的準(zhǔn)確率較城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)低， 10月最明顯(圖2)。

圖2 最高溫度逐月準(zhǔn)確率Fig.2 Monthly accuracy of maximum temperature

3.2.2 最低溫度 CMA在6—9月的準(zhǔn)確率超過80%， 同時(shí)也高于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，7月準(zhǔn)確率最高92.5%，其次是8月91.1%；其余月份準(zhǔn)確率低于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，11月—3月偏低明顯。CMA在12月和1—4月的準(zhǔn)確率低于70%，1月最低只有60.2%(圖3)。

圖3 最低溫度逐月準(zhǔn)確率Fig.3 Monthly accuracy of minimum temperature

以上分析表明，盛夏6—9月溫度較穩(wěn)定，所以CMA的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高，參考價(jià)值最大；而在3—5月準(zhǔn)確率偏低且低于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，分析其原因主要和天氣系統(tǒng)有關(guān)，一方面受靜止鋒擺動的影響，區(qū)域內(nèi)溫度差距大；另一方面春季受西南熱低壓和冷空氣的影響，貴州省西部溫度變化劇烈，常出現(xiàn)溫度大幅度變化。因此，在溫度穩(wěn)定的時(shí)段內(nèi)可主要參考CMA，尤其7月和8月；在靜止鋒影響和轉(zhuǎn)折性天氣時(shí)，CMA指導(dǎo)價(jià)值較低。

3.3 地區(qū)檢驗(yàn)

3.3.1 最高溫度 按地區(qū)自西向東，CMA最高溫度準(zhǔn)確率分布總體呈“單峰型”變化，中部的安順最高63%，最低的分別在省之西北部和東南角，在遵義的準(zhǔn)確率明顯高過東部其余市州；在7個(gè)市州準(zhǔn)確率超過城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，貴陽和黔東南的城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)最高溫度對CMA有正訂正效果，城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最低的是畢節(jié)只有56.7%(圖4)。

圖4 最高溫度地區(qū)準(zhǔn)確率總評分Fig.4 Maximum temperature accuracy in city

3.3.2 最低溫度 CMA最低溫度預(yù)報(bào)總體在省之西部最好(畢節(jié)和六盤水最高為78%)，東部次之，中部最差；僅在遵義準(zhǔn)確率超過城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，中部3市州和黔東南的城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)對CMA訂正效果較好，其中安順最好，遵義的城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最低為75%(圖5)。

分地區(qū)檢驗(yàn)表明，受地形條件和氣候特征、訂正能力的影響， CMA和城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)在各市州的準(zhǔn)確率都有明顯差距，大部分地區(qū)對CMA最高溫度訂正不理想，畢節(jié)尤其明顯。畢節(jié)近幾年的預(yù)報(bào)質(zhì)量在全省排名倒數(shù)，最高溫度準(zhǔn)確率偏低是一個(gè)很大的影響因素。由于畢節(jié)市的地形比較特殊，位于西南熱低壓、滇黔靜止鋒等系統(tǒng)的邊緣，而且市內(nèi)東西部的海拔差明顯，溫度差異大，最高溫度預(yù)報(bào)難度大，但提高對指導(dǎo)預(yù)報(bào)的訂正技巧有利于預(yù)報(bào)質(zhì)量上升。

圖5 最低溫度地區(qū)準(zhǔn)確率總評分Fig.5 Minimum temperature accuracy in city

3.4 分縣(區(qū))檢驗(yàn)

3.4.1 最高溫度 從2013—2015年，全省縣站CMA最高溫度平均準(zhǔn)確率為59.5%，比城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)(59.1%)偏高0.4%。最高的是安順68.1%，最低的是赫章53.7%。有38站準(zhǔn)確率在60%以上， 3站低于55%，在北部和西南部準(zhǔn)確率較高。

城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高的是安順68.3%，最低的是赫章52.4%。全省有35站準(zhǔn)確率在60%以上，7站低于55%(圖6)。

圖6 縣站CMA(a)、城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)(b)最高溫度質(zhì)量分布Fig.6 (a)Average accuracy of maximum temperature of CMA, (b)average accuracy of maximum temperature of urban weather forecasted by county station

根據(jù)城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)和CMA準(zhǔn)確率差分布(填色區(qū)域?yàn)樨?fù)值區(qū)，下同)，CMA在全省56%的站點(diǎn)準(zhǔn)確率比城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)高，偏高4%以上的站點(diǎn)是畢節(jié)的威寧5.6%、黔西南的望謨5.2%、遵義的赤水4%和道真4%，花溪城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)偏高CMA準(zhǔn)確率最多為5.6%(圖7)。

3.4.2 最低溫度 CMA最低溫度平均準(zhǔn)確率為75.2%，比城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)(77.6%)偏低2.5%。最高的是七星關(guān)82.7%，最低的是平塘66.9%，有9站準(zhǔn)確率在80%以上，38站低于75%，在西部和北部準(zhǔn)確率較高(圖8)。

城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高的是安順85.7%，最低的是荔波71.1%。有26站準(zhǔn)確率在80%以上，17站低于75%。

圖7 縣站最高溫度T城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)-TCMA分布Fig.7 Distribution of the difference between maximum temperature accuracy of urban weather forecasted by county station and that of CMA

圖8 縣站CMA(a)、城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)(b)最低溫度質(zhì)量分布Fig.8 (a)Distribution of average accuracy of minimum temperature of CMA, (b)distribution of average accuracy of minimum temperature of urban weather forecasted by county station

CMA最低溫度準(zhǔn)確率在28.6%的站點(diǎn)高于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)，大部分在遵義(圖9)，偏高4%以上的站點(diǎn)為遵義的習(xí)水6.4%、余慶5.5%、赤水4.6%、鳳崗4%和黔西南的望謨5.2%?；ㄏ某擎?zhèn)預(yù)報(bào)對CMA訂正效果最好，比CMA準(zhǔn)確率高12.1%。

圖9 縣站最低溫度T城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)-TCMA分布Fig.9 Distribution of the difference between minimum temperature accuracy of urban weather forecasted by county station and that of CMA

4 結(jié)論

對貴州省2013—2015年CMA溫度要素檢驗(yàn)結(jié)果表明：

①近3 a來，CMA溫度要素準(zhǔn)確率逐年提高，同時(shí)段城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率逐年提升幅度更大。在貴州，最高溫度預(yù)報(bào)是難點(diǎn)。

②6—9月CMA溫度要素準(zhǔn)確率最高，故在溫度穩(wěn)定時(shí)段參考價(jià)值最大；受靜止鋒和地理位置、地形特征的影響，3—5月CMA準(zhǔn)確率最低，同時(shí)段城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率更高，所以在靜止鋒影響和轉(zhuǎn)折性天氣時(shí)，CMA指導(dǎo)價(jià)值較低。

③CMA最高溫度準(zhǔn)確率按地區(qū)自西向東呈單峰型變化，在安順最高、最低溫度預(yù)報(bào)在西部地區(qū)最好，其中畢節(jié)和六盤水最高；貴州省大部分地區(qū)城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)對CMA最高溫度的訂正不理想，畢節(jié)最差，在實(shí)際預(yù)報(bào)中應(yīng)主要提高最高溫度訂正技巧。

④全省縣站中，CMA最高溫度準(zhǔn)確率在東北部和西南部較高，高于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)4%以上的站點(diǎn)分別為畢節(jié)的威寧、黔西南的望謨、遵義的赤水和道真；最低溫度在西部和北部的準(zhǔn)確率高，高于城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)4%以上的站點(diǎn)為遵義的習(xí)水、余慶、赤水、鳳崗和黔西南的望謨。

綜上所述，隨著數(shù)值預(yù)報(bào)科技的發(fā)展，CMA的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率也在逐年提高，該產(chǎn)品是制作城鎮(zhèn)預(yù)報(bào)時(shí)可供信賴的指導(dǎo)產(chǎn)品。本文使用2013—2015年1—12月的資料分析了CMA在貴州的溫度要素預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率特征，表明CMA的溫度要素預(yù)報(bào)能力存在明顯的季節(jié)和地區(qū)差異性，在應(yīng)用CMA時(shí)，可作為一定參考依據(jù)，更好地發(fā)揮該產(chǎn)品在實(shí)際預(yù)報(bào)中的指導(dǎo)作用，切實(shí)提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

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Verification and analysis on temperature elements of China meteorological administration's accurate urban weather forecast for Guizhou

WANG Liyuan,XIE Ming,YAO Lang,WANG Xuan,ZHOU Shu

(Bijie Meteorological Bureau of Guizhou Province, Bijie 551700, China)

The accuracy of temperature elements of China Meteorological Administration's accurate urban weather forecast(CMA) for Guizhou was verified and analyzed using a sample of elements in 120 hours from 2013 to 2015. The results show that: the accuracy is increasing year by year; it is difficult to forecast the maximum temperature in Guizhou; CMA performs well from June to September, while not well during the periods where either stationary front affects weather or temperature arrives at a turning point; maximum temperature accuracy for every city in Guizhou shows a single peak from west to east, and the minimums of the accuracy appears in both the northwest part and the southeast part of Guizhou, while minimum temperature accuracy in three cities in the west part is the highest; maximum temperature of urban weather forecasted by county station performs well in both the southwest part and the northeast part, while the minimum temperature forecasted by county station performs well in both the north part and the west part, and especially the minimum temperatures forecasted by most of the county stations in Zhunyi city are less accurate than CMA.

urban weather forecast；temperature element；accuracy；verification

1003-6598(2016)05-0020-05

2016-03-25

王麗媛(1985—)，女(白族)，工程師，主要從事短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)工作，E-mail:77950691@qq.com。

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