亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        EC細網格對黔南州溫度預報的訂正研究*

        2022-03-18 09:44:44莫乙冬潘啟學
        中低緯山地氣象 2022年1期
        關鍵詞:平均法黔南州合法

        趙 杰,陳 波,莫乙冬,潘啟學,顧 欣

        (貴州省黔南布依族苗族自治州氣象局,貴州 都勻 558000)

        0 引言

        隨著數(shù)值預報的發(fā)展,其所提供的定量要素預報準確率也有所提升,但是由于大氣混沌性及初始場的不確定性,再好的數(shù)值預報模式也會產生一定的偏差,尤其在貴州地區(qū),受地形影響大,偏差更為明顯,因此數(shù)值預報的應用需要進行誤差訂正。目前國內使用EC模式較多,且已有一些學者對于當?shù)氐腅C模式誤差進行了分析和訂正[1-7],貴州部分地區(qū)也對當?shù)氐臏囟扔喺椒ㄟM行了研究[8-11],但是針對黔南地區(qū)的溫度訂正的研究還未系統(tǒng)性展開,因此急需開展本地的溫度訂正研究。

        針對模式誤差的訂正研究采用較多的方法為滑動平均法[1,13],雙權重滑動平均法[1,12],多項式擬合法[8-9]等,這些方法均相對于EC模式預報有提升,但不同月份、不同地區(qū)訂正效果有所差異,且時效越長訂正效果越差。本文還采用最佳系數(shù)法對EC模式溫度預報進行訂正,通過對4種方法的整體訂正情況以及各月各站點的訂正情況進行對比分析,擬對本地的溫度預報給出指導性意見。

        1 資料和方法

        本文選取EC細網格2 m溫度預報場資料,資料起止時間為2019年6月27日—2020年7月3日逐日08時和20時起報場數(shù)據(jù);實況資料為相應時間段黔南州12個國家站的觀測數(shù)據(jù)。

        利用Python處理數(shù)據(jù),將EC格點資料采用雙線插值法[14]得到黔南每個國家站點的預報數(shù)據(jù),然后再對1~7d的數(shù)據(jù)處理得到未來7 d的預報逐日最高氣溫(下稱高溫)與逐日最低氣溫(下稱低溫)。本文采用的訂正方法除了滑動平均法、雙權重滑動平均法、多項式擬合法外,為了找到更符合黔南州的訂正方法,結合黔南州預報員的預報經驗,還采用了最佳系數(shù)法:對某個站給一個系數(shù)k,k從m開始每次加0.1 ℃直到n,該站前p天的EC細網格最高(低)溫度預報值均加上k值,統(tǒng)計出該k值條件下該站前p天的準確率和平均絕對誤差。取準確率最高的k值為該臺站的最佳系數(shù),若準確率相同,則取平均絕對誤差更小的k值為該臺站的最佳系數(shù)。公式表達如下[12]:

        (1)

        (2)

        公式(1)中Nr,k表示某一臺站系數(shù)為k時前p天|Tf+k-To|≤2的次數(shù),Tf為EC細網格預報溫度,T0為實況溫度。K的取值范圍為(m,n),通過前期對EC細網格溫度預報誤差的研究,黔南州的溫度預報誤差基本在-5~7 ℃之間,因此本文取k=(-5,7)。

        2 滑動周期敏感性

        為了確定不同的滑動周期對訂正效果的影響,在用不同的滑動周期訂正后,將前3 d的高溫和低溫預報準確率進行比較,得到圖1(分為08時起報和20時起報)。對于低溫預報(圖1a、圖1b),前72 h時效兩種起報場的預報準確率基本隨滑動周期的增大而提升,但是10 d以后提升不是很明顯,其中72 h時效20時起報場(圖1a)的預報準確率在滑動周期為10 d時達最大,隨著滑動周期的增大預報準確率反而略有下降。對于高溫預報(圖1c、圖1d),24 h時效兩種起報場均在滑動周期為10 d時預報準確率達到最大,后續(xù)隨著滑動周期的增大,預報準確率反而有所下降;48 h時效20時起報場的預報準確率基本隨滑動周期增大而增大,但是10 d以后升幅緩慢,08時起報場的預報準確率隨著滑動周期的增大略有下降;72 h時效兩種起報場預報準確率隨滑動周期增大而升高??偟膩砜?,滑動周期在10 d以內時,預報準確率隨著周期的增大而升高,隨著滑動周期的增大,預報準確率升幅緩慢或者有所下降。這與吳鉦[13]等人的研究一致,因而在后續(xù)分析中采用10 d的滑動周期。

        圖1 前72 h時效最高溫和最低溫的預報準確率隨滑動周期的變化Fig.1 The prediction accuracy of the highest temperature and lowest temperature in the first 72 h changes with the sliding period

        3 訂正結果分析

        3.1 全年分析

        表1為4種方法訂正前后各時效溫度預報準確率的差值??偟膩碚f訂正后高溫預報的準確率仍然明顯低于低溫預報的準確率,但高溫預報準確率7 d內均有明顯提高,4種方法的7 d平均預報準確率分別提升了12.70%~17.84%,其中最佳系數(shù)法提升最明顯,其次是多項式擬合法。低溫預報準確率有一定的提高,4種方法的7 d平均預報準確率分別提升了1.14%~2.86%,其中最佳系數(shù)法提升最明顯,其次是滑動平均法。

        表1 訂正后各時效溫度預報準確率與訂正前的差值Tab.1 The differences between the accuracy of each aging temperature forecast after correction and before correction

        對于高溫預報,預報時效越短訂正后預報準確率提升越明顯,4種方法第1 d預報準確率均提升了22%左右,第7 d預報準確率只提升了5.20%~11.49%,預報時效越長幾種方法之間的差距越明顯,第1 d最佳系數(shù)法比雙權重滑動平均法預報準確率多提高1.25%,到第7 d則多提高了6.29%。

        縱觀4種方法發(fā)現(xiàn)最佳系數(shù)法預報準確率提升最明顯,其次是多項式擬合法。

        對于低溫預報,采用滑動平均法、雙權重滑動平均法、多項式擬合法訂正時,前3 d預報準確率在訂正后有所提升,時效越短提升越明顯,第1 d分別提升4.75%~7.82%,其中滑動平均法提升最明顯,第4 d開始預報準確率在訂正后反而有所下降,第7 d下降幅度為0.75%~4.03%,多項式擬合法下降幅度明顯小于滑動平均法和雙權重滑動平均法。在采用最佳系數(shù)法訂正時,低溫預報準確率基本都有所提升,預報時效越短提升越明顯,到第7 d時預報準確率略有下降,降幅為0.13%??v觀4種方法,低溫預報在前3 d采用滑動平均法訂正后預報準確率提升最明顯,第4 d開始采用最佳系數(shù)法訂正后預報準確率提升明顯。

        3.2 逐月分析

        為了體現(xiàn)出4種訂正方法在各月的表現(xiàn)情況,由于第4 d開始各種方法的表現(xiàn)情況不一樣,故以下列舉出了24 h時效和120 h時效4種方法訂正后的逐月預報準確率和平均絕對誤差。圖2為滑動平均法(圖2a)和雙權重滑動平均法(圖2b)訂正后的預報準確率和平均絕對誤差,可以看出兩種訂正方法效果比較近似,訂正后高溫預報的平均絕對誤差仍然明顯低于低溫預報,但是二者均有明顯的降低。

        圖2 24 h和120 h預報時效訂正后逐月準確率及平均絕對誤差(a:滑動平均,b:雙權重滑動平均法)Fig.2 The monthly accuracy and average absolute error of 24 h and 120 h forecasts after correction(a:Moving average;b:bi-weight moving mean)

        從平均絕對誤差來看,對于高溫預報,24 h時效的平均絕對誤差在5月,7—9月訂正效果比較明顯,誤差降幅均超過1 ℃,其中8—9月降幅超過2 ℃,最大降幅為8月的2.6 ℃,120 h時效的平均絕對誤差在7—8月訂正效果明顯,誤差降幅超過2 ℃,最大為8月的2.5 ℃。對于低溫預報,24 h時效的平均絕對誤差在5—8月訂正效果較為明顯,平均絕對誤差降幅超過0.4 ℃,最大降幅為6月的0.6 ℃,120 h時效的平均絕對誤差僅在7月降幅較為明顯,降幅為0.4 ℃。

        從訂正后準確率來看,對于低溫預報,24 h時效預報準確率在5—8月較高,兩種方法均超過了90%,最高為7月,超過了97%,120 h時效預報準確率僅在7月超過了90%,其余月份均低于80%。對于高溫預報,24 h時效預報準確率在6—9月較高,兩種方法均超過了70%,其中8—9月超過了80%,120 h時效預報準確率在7—8月較高,兩種方法均在70%左右。

        圖3為多項式擬合法(圖3a)和最佳系數(shù)法(圖3b)訂正后的預報準確率和平均絕對誤差,兩種方法訂正后高溫預報的平均絕對誤差仍然大于低溫預報,與兩種滑動平均法的誤差相比,最大的不同在于120 h時效的低溫預報,多項式擬合法訂正后的平均絕對誤差與訂正前接近,基本沒有出現(xiàn)訂正后平均絕對誤差反比訂正前更大的情況,這也側面說明在120 h時效后,多項式擬合法訂正比兩種滑動平均法更穩(wěn)定,對于最佳系數(shù)法,2月、4月和12月的平均絕對誤差訂正后比訂正前更大,且誤差大于兩種滑動平均法,但是其他月份誤差值小于兩種滑動平均法。下面從準確率方面分別討論多項式擬合法和最佳系數(shù)法與兩種滑動平均法的差異。

        圖3 24 h和120 h預報時效訂正后逐月準確率及平均絕對誤差(a:多項式擬合,b:最佳系數(shù))Fig.3 The monthly accuracy and average absolute error of 24 h and 120 h forecasts after correction(a:Polynomial fitting;b:Best coefficient)

        對于多項式擬合法,從高溫預報準確率來看,24 h時效在1—5月相對兩種滑動平均法有所提升,升幅在3%以上,尤其4月提升達到10.4%,但是6—11月較兩種滑動平均法有所降低,降幅在2%以上,最低6月達13.3%;120 h時效在1月、3— 6月、9—12月相對兩種滑動平均法有所提升,升幅在3%以上,尤其12月提升10.6%,其次6月提升10.5%,但是7—8月較兩種滑動平均法有明顯降低,降幅分別為13.4%和12.3%。從低溫預報準確率來看,24 h時效除了1月和10月以外,其余時間較兩種滑動平均法均有所降低,降幅2.3%~6.5%;120 h時效在1月、3—5月、9月較兩種滑動平均法有所提升,升幅在1%以上,其中1月和4月升幅在5%以上,其余時段均有所降低。

        對于最佳系數(shù)法,從高溫預報準確率來看,24 h時效在1月,4—5月、7月、10月、12月相對兩種滑動平均法有所提升,升幅在2%以上,最大12月達14.7%,其余月份較兩種滑動平均法有所較低,最大降幅6月達9.9%;120 h時效除2月、7—8月相對兩種滑動平均法有所降低外,其余時段均有所提升,升幅在0.8%~23.1%,最大也是出現(xiàn)在12月。從低溫預報準確率來看,24 h時效4—5月、9—10月和12月相對兩種滑動平均法有所提升,升幅在0.1%~2.8%,其余時段較兩種滑動法有所降低,降幅在0.2%~5.2%;120 h時效除了2月、7月、10月和12月較兩種滑動平均法有所降低外,其余均有明顯的提升,尤其5— 6月,升幅達10%以上。

        縱觀4種方法均在7—9月訂正效果較好,這與前期EC預報溫度預報的誤差分析結論一致。最后將120 h時效前后每個月高溫預報和低溫預報的最優(yōu)方法整理出表2。從表中可以看出120 h時效前滑動平均法訂正效果較好,120 h時效后最佳系數(shù)法訂正效果更明顯,這與前面的結論相一致。在1月、3— 4月、10月多項式擬合法表現(xiàn)突出,2月、7—8月則是滑動平均法更為突出,5— 6月、9月、11—12月則最佳系數(shù)法更突出。

        表2 120 h時效前后逐月最佳訂正方法

        3.3 站點分析

        從前面的研究可以看到,EC低溫預報的準確率較高,而高溫預報的訂正效果明顯,為了檢驗各站點的訂正效果,做了幾種方法訂正后高溫預報的平均絕對誤差分布圖,由于滑動平均法與雙權重滑動平均法訂正效果相似,故略去雙權重滑動平均法分布圖。從24 h時效的絕對誤差分布(圖4)來看,總的來說3種方法均有明顯的提升,訂正前(圖4a)全州平均絕對誤差在1.8 ℃(甕安)~3.8 ℃(荔波)之間,幾種方法訂正后絕對誤差均在1.6 ℃以下,其中南部地區(qū)的羅甸、荔波、三都訂正效果最為明顯?;瑒悠骄?圖4b)和最佳系數(shù)法(圖4d)在黔南州西部、北部及東南部地區(qū)訂正效果明顯,多項式擬合法(圖4c)在中西部地區(qū)訂正效果明顯。對于黔南州西部地區(qū),多項式擬合法訂正后平均絕對誤差在1.2 ℃以下,明顯優(yōu)于另外兩種方法。

        圖4 24 h時效訂正前后平均絕對誤差分布(a:訂正前;b:滑動平均法;c:多項式擬合法;d:最佳系數(shù)法)Fig.4 Distribution of the average absolute error before and after correction (24 h)(a:Before correction;b:Moving average;c:Polynomial fitting;d:Best coefficient)

        圖5為120 h時效幾種方法訂正前后的高溫預報平均絕對誤差分布圖。可以看到幾種方法訂正后全州平均絕對誤差均有明顯的降低,但是滑動平均法與其他兩種方法相比,訂正后的平均絕對誤差偏高,訂正效果較偏差。訂正前(圖5a)全州平均絕對誤差在2.5 ℃(甕安)~4.1 ℃(荔波)之間,滑動平均法(圖5b)訂正后全州誤差在1.9 ℃(長順)~2.4 ℃(都勻)之間,在州西部、南部地區(qū)訂正效果較好,多項式擬合法(圖5c)訂正后全州誤差在1.6 ℃(長順)~2.2 ℃(荔波)之間,在州西部地區(qū)訂正效果較好,最佳系數(shù)法(圖5d)訂正后全州誤差范圍在1.8 ℃(長順)~2.1 ℃(貴定)之間,在州西部、東南部地區(qū)訂正效果較好。

        圖5 120 h時效訂正前后平均絕對誤差分布(a:訂正前;b:滑動平均法;c:多項式擬合法;d:最佳系數(shù)法)Fig.5 Distribution of the average absolute error before and after correction (120 h)(a:Before correction;b:Moving average;c:Polynomial fitting;d:Best coefficient)

        總的來看,3種方法在黔南州西部地區(qū)均有不錯的訂正能力,但多項式擬合法訂正效果更好,另外多項式擬合法在黔南州中部地區(qū)也優(yōu)于另外兩種方法。黔南州東南部地區(qū)滑動平均法與最佳系數(shù)法均有不錯的訂正表現(xiàn),但是在120 h時效后滑動平均法訂正效果明顯下降。州北部地區(qū)最佳系數(shù)法訂正效果更為明顯。

        4 結論與討論

        本文通過滑動平均法、雙權重滑動平均法、多項式擬合法、最佳系數(shù)法4種方法對EC細網格2 m溫度預報進行訂正,得出以下結論:

        ① 4種方法訂正后預報準確率均為最低氣溫明顯高于最高氣溫,但是最高氣溫訂正效果明顯優(yōu)于最低氣溫,最高氣溫7 d平均準確率分別提升了12.70%~17.84%,最低氣溫7 d平均準確率分別提升了1.14%~2.86%。對于高溫預報,最佳系數(shù)法準確率提升最明顯,其次是多項式擬合法,預報時效越長幾種方法之間的差距越明顯。對于最低氣溫,前3 d采用滑動平均法訂正準確率提升最明顯,第4 d開始則采用最佳系數(shù)法訂正準確率提升明顯,其余方法反而出現(xiàn)下降。

        ②從逐月分析來看,4種方法均在7—9月訂正效果最明顯,120 h時效前滑動平均法訂正效果較好,120 h時效后最佳系數(shù)法訂正效果更明顯,其次是多項式擬合法。在1月、3— 4月、10月多項式擬合法表現(xiàn)突出,2月、7—8月則是滑動平均法,5— 6月、9月、11—12月則最佳系數(shù)法更突出。

        ③從地理分布來看,4種方法均在州西部地區(qū)訂正效果更為明顯,其中多項式擬合法最明顯。州中部地區(qū)多項式擬合法訂正效果明顯,州東南部地區(qū)最佳系數(shù)法與滑動平均法訂正效果更為明顯,但在120 h時效后滑動平均法的訂正效果明顯下降。州北部地區(qū)最佳系數(shù)法訂正效果更為明顯。

        本文4種方法訂正后的預報準確率僅與訂正前的EC預報準確率做對比,還沒有與中央臺預報、省臺指導預報、黔南州預報員的預報質量作對比,該項工作將在后續(xù)的研究中繼續(xù)開展,不在此文做討論。

        猜你喜歡
        平均法黔南州合法
        基于平均法的金屬橡膠隔振器非線性振動特性研究
        具有初邊值條件的集值脈沖微分方程的平均法
        合法兼職受保護
        被賴賬討薪要合法
        公民與法治(2020年3期)2020-05-30 12:29:56
        合法外衣下的多重阻撓
        中國外匯(2019年14期)2019-10-14 00:58:32
        尋味貴州——黔南州
        “數(shù)”說黔南茶業(yè)
        貴茶(2018年4期)2018-09-28 09:04:32
        助力黔南州茶業(yè)發(fā)展 有我一份
        貴茶(2018年6期)2018-05-30 09:53:44
        平均法處理自由落體頻閃數(shù)據(jù)的研究
        物理教師(2017年5期)2017-06-09 11:21:18
        來吧!老年朋友們
        ——黔南州老年大學校歌
        欧美成人猛片aaaaaaa| 经典女同一区二区三区| 青青草成人免费播放视频| 人妻少妇偷人精品免费看| 国产av综合影院| 男人的天堂在线无码视频| 日韩av中文字幕一卡二卡| 国产精品女同一区二区免费站| 极品少妇被猛的白浆直喷白浆| 亚洲精品不卡电影| 偷拍av一区二区三区| 一本色道久久亚洲加勒比| 美女av一区二区三区| 狠狠狠色丁香婷婷综合激情| 亚洲在线视频一区二区| 手机在线观看日韩不卡av| 亚洲av天天做在线观看| AV成人午夜无码一区二区| 日韩黄色大片免费网站| 国产成人午夜高潮毛片| 人妻少妇邻居少妇好多水在线| 99re6久精品国产首页| 久久人妻少妇嫩草av蜜桃| 综合色就爱涩涩涩综合婷婷| 天天做天天爱天天综合网| 亚洲av粉色一区二区三区| 国产日韩厂亚洲字幕中文| 蜜臀av性久久久久蜜臀aⅴ| 亚洲精品成AV无在线观看| 国产另类av一区二区三区| 疯狂做受xxxx高潮视频免费| 亚洲中久无码永久在线观看软件 | 丰满少妇在线观看网站| 无码吃奶揉捏奶头高潮视频| 四季极品偷拍一区二区三区视频| 亚洲av综合永久无码精品天堂| 91av视频在线| 精品女人一区二区三区| 国产va免费精品观看精品| 国产精品一区二区久久| 中文字幕二区三区在线|