藍(lán) 俊，高 華，張祖熠，張海亮，馬玉芬，竇 剛

（1.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆 烏魯木齊 830002；2.福建省氣象信息中心，福建 福州 350001；3.北京城市氣象研究院，北京 100089；4.福建省氣象科學(xué)研究所，福建 福州 350001；5.新疆氣象臺(tái)，新疆 烏魯木齊 830002）

隨著時(shí)代的發(fā)展，各國科研人員針對(duì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究，加入更多的觀測(cè)元素，使得數(shù)值天氣預(yù)報(bào)成為當(dāng)今天氣預(yù)報(bào)的主要手段[1-2]。數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)更具精細(xì)化和精準(zhǔn)化[3]。新疆區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)研究在優(yōu)選物理過程參數(shù)方案、背景誤差計(jì)算、同化本地觀測(cè)資料方面進(jìn)行了大量測(cè)試，先后于2011年完成快速更新循環(huán)同化數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（XJ-RUC）的構(gòu)建，2015年實(shí)現(xiàn)新疆區(qū)域快速更新循環(huán)數(shù)值預(yù)報(bào)同化系統(tǒng)（Desert-Oasis-Gobi Rapid Assimilation Forecast System，簡稱DOGRAFS）的業(yè)務(wù)化運(yùn)行[4-5]。2017年，從北京城市氣象研究院引進(jìn)快速更新多尺度分析和預(yù)報(bào)系統(tǒng)—短期預(yù)報(bào)子系統(tǒng)睿圖（Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Short Term），在觀測(cè)和機(jī)理研究基礎(chǔ)上，結(jié)合常規(guī)觀測(cè)和國際先進(jìn)的同化技術(shù)，進(jìn)行了本地化工作，形成了新疆新一代區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，現(xiàn)行版本為1.0（簡稱RMAPS-CA），系統(tǒng)于2018年5月試運(yùn)行，2019年實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。本文根據(jù)2018年9月—2019年8月的DOGRAFS與RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)不同氣象要素的預(yù)報(bào)效果進(jìn)行檢驗(yàn)對(duì)比，以獲得RMAPS-CA預(yù)報(bào)性能的量化改進(jìn)指標(biāo)和新疆區(qū)域模式最優(yōu)預(yù)報(bào)參數(shù)配置方案。

1 模式簡介

RMAPS-CA是基于WRFv3.8.1預(yù)報(bào)模式和WRFDA同化平臺(tái)搭建而成的區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)。與上一代業(yè)務(wù)模式DOGRAFS相比（圖1），該系統(tǒng)采取兩重嵌套，外區(qū)分辨率為9 km，覆蓋中亞區(qū)域，內(nèi)區(qū)分辨率為3 km，覆蓋新疆、甘肅和青海西部地區(qū)。系統(tǒng)采用NCEP GFS 0.5°全球分析和預(yù)報(bào)場(chǎng)作為模式的初始場(chǎng)，逐6 h啟動(dòng)一次，內(nèi)區(qū)初始場(chǎng)由外區(qū)Ndown方式獲得，兩區(qū)均同化后進(jìn)行48 h預(yù)報(bào)。RMAPS-CA對(duì)常規(guī)觀測(cè)資料進(jìn)行同化，其中觀測(cè)資料包括地面觀測(cè)、探空觀測(cè)、航空?qǐng)?bào)等。兩個(gè)系統(tǒng)參數(shù)化配置如表1所示。兩個(gè)系統(tǒng)均提供圖形、文本、MICAPS 3種類型的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，內(nèi)容包括地面預(yù)報(bào)和診斷量、等壓面預(yù)報(bào)和診斷量、單站綜合圖等多種類型。

圖1 RMAPS-CA（a）與DOGRAFS（b）預(yù)報(bào)區(qū)域?qū)Ρ?/p>

表1 RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)配置

RMAPS-CA較DOGRAFS系統(tǒng)有以下改進(jìn)：（1）提高了新疆區(qū)域的空間分辨率，水平方向?yàn)? km，垂直方向?yàn)?0層，且對(duì)中小尺度系統(tǒng)的把握更有優(yōu)勢(shì)；（2）RMAPS-CA系統(tǒng)改進(jìn)了物理參數(shù)化方案，由Dudhia改為RRTMG；（3）受計(jì)算資源嵌套的限制，將嵌套運(yùn)行方案由DOGRAFS的兩區(qū)域同時(shí)積分單向嵌套改為內(nèi)區(qū)初始場(chǎng)由外區(qū)Ndown方式獲得并單獨(dú)積分。

2 檢驗(yàn)方法

本文選取2018年9月—2019年8月作為RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)性能檢驗(yàn)評(píng)估時(shí)段，針對(duì)RMAPS-CA系統(tǒng)的3 km分辨率預(yù)報(bào)區(qū)域?qū)?0、06、12、18 UTC的預(yù)報(bào)開展逐3 h檢驗(yàn)分析。對(duì)檢驗(yàn)評(píng)分按照季度劃分并分別統(tǒng)計(jì)。將12個(gè)月劃分為4個(gè)季度分別進(jìn)行客觀檢驗(yàn)評(píng)分統(tǒng)計(jì)，各季度平均評(píng)分的統(tǒng)計(jì)樣本如表2所示。

表2 按季節(jié)平均評(píng)分的統(tǒng)計(jì)樣本情況

檢驗(yàn)平臺(tái)選用由美國國家大氣研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展試驗(yàn)中心（Developmental Testbed Center，DTC）發(fā)展的數(shù)值模式檢驗(yàn)評(píng)估系統(tǒng)MET（MODEL EVALUATION TOOLS）。針對(duì)RMAPS-CA與DOGRAFS兩個(gè)模式的D02區(qū)域的氣象要素進(jìn)行站點(diǎn)檢驗(yàn)分析，具體檢驗(yàn)內(nèi)容如下：（1）高空要素預(yù)報(bào)檢驗(yàn)包括：溫度、位勢(shì)高度；（2）地面要素預(yù)報(bào)檢驗(yàn)包括：2 m溫度、10 m全風(fēng)速；（3）降水預(yù)報(bào)檢驗(yàn)包括：24 h累積降水分級(jí)的閾值分別為0.1、6.1、12.1、24.1、48.1 mm。

因?yàn)镽MAPS-CA與DOGRAFS兩個(gè)模式的D02區(qū)域不同，本文對(duì)兩系統(tǒng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)范圍限定為整個(gè)新疆區(qū)域，其中檢驗(yàn)所使用的探空觀測(cè)資料均來自我國參加考核探空站點(diǎn)，共有14個(gè)；檢驗(yàn)所使用的地面要素觀測(cè)資料均來自我國國家級(jí)地面氣象觀測(cè)站，共有105個(gè)。給出預(yù)報(bào)與探空觀測(cè)和地面氣象觀測(cè)的平均偏差ME、均方根誤差RMSE以及24 h累計(jì)降水站點(diǎn)的TS評(píng)分和BIAS預(yù)報(bào)偏差：

式中，F(xiàn)i為第i個(gè)站點(diǎn)上的預(yù)報(bào)值，Oi為第i個(gè)站點(diǎn)上的觀測(cè)值，Na為預(yù)報(bào)正確站點(diǎn)數(shù)，Nb為空?qǐng)?bào)站點(diǎn)數(shù)，Nc為漏報(bào)站點(diǎn)數(shù)。

3 檢驗(yàn)分析

3.1 高空要素檢驗(yàn)結(jié)果

圖2為不同季節(jié)各預(yù)報(bào)時(shí)效不同高度上RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)溫度的預(yù)報(bào)偏差和均方根誤差。從預(yù)報(bào)偏差結(jié)果來看，春季溫度預(yù)報(bào)偏差（圖2a）RMAPS-CA系統(tǒng)00時(shí)在不同氣壓層均為負(fù)偏差，12和24時(shí)在200 hPa為正偏差，其余氣壓層均為負(fù)偏差，DOGRAFS系統(tǒng)00、12和24時(shí)預(yù)報(bào)時(shí)刻在不同氣壓層溫度預(yù)報(bào)均為負(fù)偏差，夏季（圖2c）、秋季（圖2e）和冬季（圖2g）RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)在不同時(shí)次不同高度的溫度變化趨勢(shì)基本一致，00時(shí)溫度預(yù)報(bào)隨著高度的遞增由負(fù)偏差變?yōu)檎?，高層又轉(zhuǎn)為負(fù)偏差，12和24時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)變化規(guī)律與00時(shí)變化規(guī)律相反。從均方根誤差結(jié)果來看，春季（圖2b）、夏季（圖2d）、秋季（圖2f）和冬季（圖2h）RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)在不同時(shí)次的變化趨勢(shì)一致，均隨著高度的遞增呈現(xiàn)減小—增大—減小的趨勢(shì)，其中春季、夏季和冬季00時(shí)RMAPS-CA系統(tǒng)在不同氣壓層的均方根誤差均小于DOGRAFS系統(tǒng)，12和24時(shí)RMAPS-CA系統(tǒng)的均方根誤差為400～200 hPa，略大于DOGRAFS系統(tǒng)，其余氣壓層小于DOGRAFS系統(tǒng)。

圖2 RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)高空溫度預(yù)報(bào)偏差（a為春季，c為夏季，e為秋季，g為冬季）和均方根誤差（b為春季，d為夏季，f為秋季，h為冬季）

圖3為不同季節(jié)各預(yù)報(bào)時(shí)效不同高度上RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)位勢(shì)高度的預(yù)報(bào)偏差和均方根誤差。從預(yù)報(bào)偏差檢驗(yàn)結(jié)果看，春季位勢(shì)高度預(yù)報(bào)偏差（圖3a）RMAPS-CA系統(tǒng)與DOGRAFS系統(tǒng)00時(shí)在不同氣壓層變化趨勢(shì)較為一致，隨著高度的增加由負(fù)偏差變?yōu)檎?，中高層又轉(zhuǎn)為負(fù)偏差，12和24時(shí)300 hPa以下氣壓層兩個(gè)系統(tǒng)變化范圍不大，約在10 gpm，在100 hPa兩個(gè)系統(tǒng)均達(dá)到最大負(fù)偏差；夏季位勢(shì)高度預(yù)報(bào)偏差（圖3c）RMAPS-CA系統(tǒng)與DOGRAFS系統(tǒng)在不同預(yù)報(bào)時(shí)刻的變化趨勢(shì)一致，隨著高度的增加呈負(fù)偏差—正偏差—負(fù)偏差；秋季位勢(shì)高度預(yù)報(bào)偏差（圖3e）對(duì)于300 hPa以下氣壓層，RMAPS-CA系統(tǒng)在12和24時(shí)均為負(fù)偏差，200 hPa以上氣壓層均為正偏差，DOGRAFS系統(tǒng)在00和12時(shí)中高層為正偏差，其余氣壓層為負(fù)偏差，系統(tǒng)在24時(shí)的不同氣壓層位勢(shì)高度均為負(fù)偏差；冬季位勢(shì)高度預(yù)報(bào)偏差（圖3g）RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)在00時(shí)的中高層為正偏差，其余氣壓層為負(fù)偏差，對(duì)于12和24時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)在300 hPa以下氣壓層均為負(fù)偏差。從均方根誤差結(jié)果來看，春季（圖3b）、夏季（圖3d）、秋季（圖3f）和冬季（圖3h）RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)在不同時(shí)次的變化趨勢(shì)一致，均為隨著高度的遞增呈減小—增大—減小的趨勢(shì)，且在100 hPa均方根誤差達(dá)到最大值。整體來看，春季、秋季和冬季兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)比規(guī)律較為一致，200 hPa RMAPS-CA系統(tǒng)在不同時(shí)次的位勢(shì)高度偏差略大于DOGRAFS系統(tǒng)，其余氣壓層的位勢(shì)高度偏差小于DOGRAFS系統(tǒng)，夏季RMAPS-CA系統(tǒng)在不同時(shí)次的位勢(shì)高度呈現(xiàn)中層大于DOGRAFS系統(tǒng)，低層與高層的位勢(shì)高度偏差小于DOGRAFS系統(tǒng)。不同季節(jié)位勢(shì)高度的均方根誤差整體上RMAPS-CA系統(tǒng)小于DOGRAFS系統(tǒng)。

圖3 RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)位勢(shì)高度預(yù)報(bào)偏差（a為春季，c為夏季，e為秋季，g為冬季）和均方根誤差（b為春季，d為夏季，f為秋季，h為冬季）

3.2 地面要素檢驗(yàn)結(jié)果

圖4為RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)不同季節(jié)的2 m溫度預(yù)報(bào)偏差和均方根誤差。從預(yù)報(bào)偏差檢驗(yàn)結(jié)果看，春季（圖4a）RMAPS-CA系統(tǒng)2 m溫度預(yù)報(bào)與實(shí)況相比偏低，呈負(fù)偏差，系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.5～3.0℃，DOGRAFS系統(tǒng)分析場(chǎng)的2 m溫度預(yù)報(bào)為正偏差，隨著預(yù)報(bào)時(shí)效延長呈負(fù)偏差，系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.3～3.5℃；夏季（圖4b）RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)2 m溫度預(yù)報(bào)均呈正偏差，隨著預(yù)報(bào)時(shí)效延長呈現(xiàn)減小—增大—減小—增大的波動(dòng)狀，均方根誤差隨著預(yù)報(bào)時(shí)效延長主要呈現(xiàn)先減小再增大后趨于穩(wěn)定，RMAPS-CA系統(tǒng)均方根誤差維持在2.7～3.1℃，DOGRAFS系統(tǒng)均方根誤差維持在3.0～3.5℃；秋季（圖4c），RMAPSCA和DOGRAFS系統(tǒng)2 m溫度預(yù)報(bào)均呈正偏差，均方根誤差隨著預(yù)報(bào)時(shí)效延長呈先減小再增大后趨于穩(wěn)定；冬季（圖4d），RMAPS-CA系統(tǒng)分析場(chǎng)與預(yù)報(bào)第6 h的2 m溫度預(yù)報(bào)呈負(fù)偏差，隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加變?yōu)檎?，系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.8～3.3℃，DOGRAFS系統(tǒng)2 m溫度預(yù)報(bào)呈正偏差，均方根誤差維持在3.6～4.2℃。整體上看，夏季RMAPS-CA系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差大于DOGRAFS系統(tǒng)，其余季節(jié)RMAPS-CA系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差與均方根誤差小于DOGRAFS系統(tǒng)。

圖4 RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)2 m溫度預(yù)報(bào)偏差與均方根誤差

圖5為RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)不同季節(jié)的10 m風(fēng)速預(yù)報(bào)偏差和均方根誤差。從檢驗(yàn)結(jié)果看，春季（圖5a）RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)10 m風(fēng)速預(yù)報(bào)呈正偏差，RMAPS-CA系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.2～2.4 m/s，DOGRAFS系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.1～2.4 m/s；夏季（圖5b）RMAPSCA系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的增加呈先增大再減小后趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.4～2.6 m/s，DOGRAFS系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差為正偏差，系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.4～2.6 m/s；秋季（圖5c）RMAPSCA系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差與均方根誤差均呈先增大再減小后趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.1～2.3 m/s，DOGRAFS系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差與均方根誤差均呈先增大后趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)的均方根誤差維持在2.1～2.6 m/s；冬季（圖5d）RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)10 m風(fēng)速預(yù)報(bào)呈正偏差，RMAPS-CA系統(tǒng)的均方根誤差維持在1.7～2.0 m/s，DOGRAFS系統(tǒng)的均方根誤差維持在1.9～2.2 m/s。整體上看，春季RMAPS-CA系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差大于DOGRAFS系統(tǒng)，其余季節(jié)RMAPS-CA系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏差與均方根誤差小于DOGRAFS系統(tǒng)。

圖5 RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)10 m風(fēng)速預(yù)報(bào)偏差與均方根誤差

3.3 降水檢驗(yàn)結(jié)果

圖6為不同季節(jié)RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)24 h累計(jì)降水的TS和BIAS評(píng)分。從檢驗(yàn)結(jié)果看（圖6a），春季的降水TS評(píng)分，RMAPS-CA系統(tǒng)在各閾值上的預(yù)報(bào)效果優(yōu)于DOGRAFS系統(tǒng)；夏季的降水TS評(píng)分，RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)于0.1、12.1和24.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果優(yōu)于DOGRAFS系統(tǒng)，6.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果差于DOGRAFS系統(tǒng)；秋季的降水TS評(píng)分，RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)于0.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果優(yōu)于DOGRAFS系統(tǒng)，6.1、12.1和24.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果差于DOGRAFS系統(tǒng)；冬季的降水TS評(píng)分，RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)于0.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果優(yōu)于DOGRAFS系統(tǒng)，6.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果差于DOGRAFS系統(tǒng)。整體來看，RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)24 h累計(jì)降水針對(duì)各降水閾值的預(yù)報(bào)降水TS評(píng)分各有優(yōu)劣，不同季節(jié)RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)于0.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果均優(yōu)于DOGRAFS系統(tǒng)。

從降水預(yù)報(bào)的BIAS評(píng)分檢驗(yàn)結(jié)果看（圖6b），春季RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)0.1 mm降水閾值的BIAS評(píng)分均＞1，表明兩個(gè)系統(tǒng)的降水預(yù)報(bào)均存在空?qǐng)?bào)現(xiàn)象，降水范圍偏大。兩個(gè)系統(tǒng)6.1、12.1和24.1 mm降水閾值的BIAS評(píng)分均＜1，表明兩個(gè)系統(tǒng)的降水預(yù)報(bào)均存在漏報(bào)現(xiàn)象，降水范圍偏小，且RMAPS-CA系統(tǒng)的BIAS評(píng)分比DOGRAFS系統(tǒng)高，說明RMAPS-CA系統(tǒng)預(yù)報(bào)降水的測(cè)站數(shù)比DOGRAFS系統(tǒng)更接近實(shí)際測(cè)站數(shù)；夏季RMAPS-CA系統(tǒng)與DOGRAFS系統(tǒng)基本屬于漏報(bào)現(xiàn)象，對(duì)于24.1 mm降水閾值RMAPS-CA系統(tǒng)的BIAS評(píng)分=1，表明系統(tǒng)預(yù)報(bào)降水的測(cè)站數(shù)等于實(shí)際測(cè)站數(shù)，對(duì)于0.1和6.1 mm降水閾值，RMAPS-CA系統(tǒng)的BIAS評(píng)分小于DOGRAFS系統(tǒng)；秋季RMAPSCA系統(tǒng)在各降水閾值的BIAS評(píng)分均小于DOGRAFS系統(tǒng)，對(duì)于0.1 mm降水閾值RMAPS-CA系統(tǒng)的BIAS評(píng)分更接近1，表明系統(tǒng)預(yù)報(bào)降水的測(cè)站數(shù)比DOGRAFS系統(tǒng)更接近實(shí)際測(cè)站數(shù)，其他降水閾值兩個(gè)系統(tǒng)預(yù)報(bào)降水的測(cè)站數(shù)均少于實(shí)際測(cè)站數(shù)，且RMAPS-CA系統(tǒng)預(yù)報(bào)測(cè)站數(shù)少于DOGRAFS系統(tǒng)；冬季RMAPS-CA系統(tǒng)與DOGRAFS系統(tǒng)在0.1 mm降水閾值預(yù)報(bào)屬于空?qǐng)?bào)現(xiàn)象，說明2個(gè)系統(tǒng)預(yù)報(bào)降水的測(cè)站數(shù)均大于實(shí)際測(cè)站數(shù)，且RMAPSCA系統(tǒng)預(yù)報(bào)測(cè)站數(shù)多于DOGRAFS系統(tǒng)，RMAPSCA系統(tǒng)在6.1 mm降水閾值預(yù)報(bào)屬于漏報(bào)現(xiàn)象，DOGRAFS系統(tǒng)在此降水閾值預(yù)報(bào)屬于空?qǐng)?bào)現(xiàn)象。整體來看，RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)在春、夏、秋3個(gè)季節(jié)各降水閾值預(yù)報(bào)基本屬于漏報(bào)，冬季預(yù)報(bào)基本屬于空?qǐng)?bào)，2個(gè)系統(tǒng)24 h累計(jì)降水針對(duì)各降水閾值的預(yù)報(bào)降水BIAS評(píng)分各有優(yōu)劣。

圖6 RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)24 h累計(jì)降水的TS和BIAS評(píng)分

4 個(gè)例分析

以2019年9月9日00時(shí)（世界時(shí)，下同）—11日20時(shí)降水進(jìn)行分析，此次降水天氣環(huán)流形勢(shì)為500 hPa歐亞范圍中高緯呈兩槽兩脊，歐洲地區(qū)為高壓脊，咸海至巴爾喀什湖以北地區(qū)為中亞低渦，下游貝加爾湖地區(qū)為弱高壓脊，新疆受中亞低渦前部的西南氣流控制。隨著歐洲脊衰退，推動(dòng)中亞低渦緩慢東移，減弱成槽進(jìn)入新疆，造成北疆大部、喀什地區(qū)、克州、和田地區(qū)、阿克蘇地區(qū)、巴州、哈密市等地出現(xiàn)小到中雨，其中伊犁州、博州西部、塔城地區(qū)北部、烏魯木齊市、昌吉州、和田地區(qū)、阿克蘇地區(qū)、巴州北部等地的局部出現(xiàn)大到暴雨。在此次降水過程中10日00時(shí)—11日00時(shí)為降水集中時(shí)段，因此對(duì)該時(shí)段進(jìn)行分析。

從圖7可知，RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)9日00時(shí)預(yù)報(bào)的降水范圍整體偏小，9日12時(shí)預(yù)報(bào)的暴雨降水強(qiáng)度范圍偏大，10日00時(shí)預(yù)報(bào)的降水范圍和降水強(qiáng)度與實(shí)況比較接近。整體上看，2個(gè)系統(tǒng)均能較好地預(yù)報(bào)此次降水范圍與降水強(qiáng)度。

圖7 2019年9月10日00時(shí)—11日00時(shí)降水量（單位：mm）

從國家站實(shí)況降水與模式預(yù)報(bào)對(duì)比（表3）可知，拜城、天池、巴侖臺(tái)和小渠子站的24 h累計(jì)降水量為暴量，其中RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)對(duì)拜城、巴侖臺(tái)站預(yù)報(bào)明顯偏弱，對(duì)天池站降水量級(jí)預(yù)報(bào)一致，RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)小渠子站預(yù)報(bào)量級(jí)一致，DOGRAFS系統(tǒng)9日12時(shí)預(yù)報(bào)對(duì)該站預(yù)報(bào)量級(jí)一致，其余時(shí)次預(yù)報(bào)偏弱；對(duì)18個(gè)24 h累計(jì)降水量為大量的國家站，RMAPS-CA系統(tǒng)9日00時(shí)、9日12時(shí)與10日00時(shí)預(yù)報(bào)降水量級(jí)與實(shí)況一致的站點(diǎn)數(shù)分別為11、9和7個(gè)，DOGRAFS系統(tǒng)9日00時(shí)、9日12時(shí)與10日00時(shí)預(yù)報(bào)降水量級(jí)與實(shí)況一致的站點(diǎn)數(shù)分別為9、10和5個(gè)，其中RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)烏魯木齊牧試站24 h降水量預(yù)報(bào)與實(shí)況基本一致，對(duì)米泉、奇臺(tái)以及吉木薩爾站24 h降水量預(yù)報(bào)與實(shí)況相差3 mm以內(nèi)，2個(gè)系統(tǒng)對(duì)和田站的降水均出現(xiàn)漏報(bào)，且對(duì)塔城站降水預(yù)報(bào)量與實(shí)況相差較大。整體看，RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)此次國家站大量級(jí)以上降水的預(yù)報(bào)更為接近。

表3 2019年9月10日00時(shí)—11日00時(shí)國家站24 h累計(jì)降水量（≥12.1 mm）實(shí)況與預(yù)報(bào)對(duì)比 mm

由RMAPS-CA系統(tǒng)和DOGRAFS系統(tǒng)對(duì)2019年9月10日00時(shí)—11日00時(shí)累計(jì)降水不同閾值預(yù)報(bào)評(píng)分（表4）可知，兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)此次不同閾值的降水均以漏報(bào)現(xiàn)象為主，RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)0.1 mm降水閾值隨著時(shí)次的臨近TS評(píng)分越大，對(duì)6.1 mm降水閾值9日12時(shí)TS評(píng)分最高，對(duì)12.1 mm降水閾值9日00時(shí)TS評(píng)分最高，對(duì)暴量級(jí)降水3個(gè)時(shí)次的TS評(píng)分均相等；DOGRAFS系統(tǒng)對(duì)0.1、6.1和24.1 mm降水閾值均以9日12時(shí)TS評(píng)分最高。整體上，對(duì)大量級(jí)以上降水RMAPS-CA系統(tǒng)預(yù)報(bào)能力較好。

表4 2019年9月10日00時(shí)—11日00時(shí)RMAPS-CA與DOGRAFS系統(tǒng)24 h累計(jì)降水評(píng)分

5 結(jié)論與討論

通過RMAPS-CA和DOGRAFS系統(tǒng)一年樣本的預(yù)報(bào)檢驗(yàn)對(duì)比，得出以下結(jié)論：

（1）從高空要素預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果看，RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)高空溫度在不同季節(jié)的預(yù)報(bào)性能整體上優(yōu)于DOGRAFS；RMAPS-CA系統(tǒng)對(duì)位勢(shì)高度春、秋、冬季的預(yù)報(bào)效果整體上優(yōu)于DOGRAFS，夏季則各有優(yōu)劣。

（2）從地面的2 m溫度、10 m風(fēng)速預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果看，RMAPS-CA系統(tǒng)的2 m溫度與10 m風(fēng)速春、秋、冬季的預(yù)報(bào)效果整體上優(yōu)于DOGRAFS，夏季則各有優(yōu)劣。

（3）從24 h累計(jì)降水預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果看，RMAPSCA系統(tǒng)4個(gè)季節(jié)的TS評(píng)分對(duì)于0.1 mm降水閾值的預(yù)報(bào)效果優(yōu)于DOGRAFS系統(tǒng)，其他降水閾值的預(yù)報(bào)效果2個(gè)系統(tǒng)各有優(yōu)劣；RMAPS-CA系統(tǒng)春季漏報(bào)現(xiàn)象小于DOGRAFS系統(tǒng)，秋季漏報(bào)現(xiàn)象大于DOGRAFS系統(tǒng)。

（4）從降水個(gè)例分析，RMAPS-CA系統(tǒng)和DOGRAFS系統(tǒng)均能較好地預(yù)報(bào)降水強(qiáng)度與降水范圍。從國家站預(yù)報(bào)來看，2個(gè)系統(tǒng)對(duì)大量級(jí)以上的站點(diǎn)預(yù)報(bào)均有一定的能力，且RMAPS-CA系統(tǒng)預(yù)報(bào)的降水量與實(shí)況更為接近。從評(píng)分來看，2個(gè)系統(tǒng)對(duì)于0.1和6.1mm降水閾值的評(píng)分各有優(yōu)劣，RMAPSCA系統(tǒng)對(duì)于12.1和24.1mm降水閾值的評(píng)分大于DOGRAFS系統(tǒng)。

通過不同氣象要素預(yù)報(bào)性能檢驗(yàn)結(jié)果表明，新疆新一代區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)性能整體優(yōu)于上一代業(yè)務(wù)系統(tǒng)DOGRAFS。促進(jìn)上述預(yù)報(bào)性能提升的因素有模式空間分辨率的提高，物理過程參數(shù)化方案的優(yōu)選等。今后在計(jì)算資源允許的條件下，改進(jìn)運(yùn)行方案，加入更多的同化資料，將同化頻率由逐6 h一次提高至逐3 h一次甚至更高，進(jìn)一步提升模式的預(yù)報(bào)性能。