T639数值预报产品对石河子垦区降水预报的检验,该文是产品类硕士毕业论文范文与数值预报和石河子和降水有关论文写作参考范文.
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摘 要：利用石河子垦区2017年（1~8月）大降水实况资料与预报场计算绝对误差和相关系数,对T639细网格数值模式产品的物理量场资料进行预报统计检验.结果表明：（1）T639细网格数值模式产品500hPa高度场、水汽场和动力场预报,对短期和中长期预报有一定的指导作用；（2）物理量场相关系数<0.6的仅供预报参考,物理量场相关系数>0.6的可作预报依据；（3）通过检验,预报时效近期比远期好,绝对误差随预报时效延长而增大,相关系数随预报时效延长而减小,24h和48h预报参考价值最大；（4）低层物理场预报一般比高层物理场预报绝对误差小,相关系数随预报时效延长而逐渐减小,对流层中低层850hPa和700hPa预报比500hPa预报参考价值大.
关键词：数值预报；统计检验；绝对误差；相关系数
0引言
目前,天气预报发布的短、中、长期天气预报均是以数值产品为主要依据.天气预报的准确率很大程度上取决于依据的准确性.因此,数值产品的准确度直接关系到预报的准确率,影响到服务质量和经济社会效益[1－5].由于受当地各种因素的影响,T639预报产品资料的时效、准确度都有一定的误差.为此,我们对T639数值预报产品物理量场的绝对误差值和相关系数进行检验评估,以便更好地运用数值产品,提高预报的准确率.
1资料和方法
选取石河子垦区2017年（1~8月）大降水实况资料与预报场计算绝对误差和相关系数,对T639细网格数值模式产品的物理量场资料进行预报准确度的检验.本次检验资料的种类为高度场、温度场、地面气压场、相对湿度、比湿、水汽通量、涡度、垂直速度等,检验层次为500hPa、700hPa和850hPa三层,检验时段为2017年（1~8月）,时效为24h、48h、72h、96h四个时次.检验方法：计算各物理量场某预报时效的平均绝对误差、各预报场与实况场相关系数[6－9].由以下公式计算：
式中,B为日平均误差,R为相关系数,F为预报值,A为实况值,F为格点平均值.利用公式（1）可以计算出预报时效的平均误差,利用公式（2）可得出某预报场与相应零时场的相关系数.
2检验结果
2.1形势场预报值与降水的检验
降水形成时,欧亚中高纬度维持两脊一槽型、一脊一槽型、南北二支锋区汇合或中纬度锋区分裂短波槽型、南支槽发展东北上型或北支槽发展东南下型,且关键区内的5个经纬距内有≥2根等高线和等温线,降水量级与锋区强度及持续时间呈正相关关系.
2.2变高场预报与降水的检验
降水开始时,500hPa变高场上,石河子处于负变高区控制,负变高值越大,降水越明显,若石河子地区处于正变高区,则不会出现降水.
2.3变压场预报与降水的检验
降水形成过程中,地面变压场上,石河子处于正变压区控制,若石河子地区为负变压区控制,则不会出现降水.
2.4风场预报与降水的检验
风场预报上,石河子位于中低层中尺度辐合切变线控制,并伴有高低空急流,降水量级与风场辐合和高低空急流的强度及持续时间呈正相关,降水范围与风场辐合区和高低空急流的范围也呈正相关关系,风场预报指标在实效上超前于降水.若石河子地区无高低空急流及辐合切变线相对应,则一般不会出现明显降水.
2.5流场预报与降水的关系
流场预告图上显示,石河子处于850hPa偏东流场、700hPa西南流场、500hPa偏西气流控制中,且降水中心位于850hPa气流辐合点附近及低层的偏东气流、中层的西南气流和高层的偏西气流交汇处,降水量级与三股气流辐合的强度及持续时间呈正相关关系.流场预报指标在实效上超前于降水.若石河子地区无三股气流辐合,则不会出现明显降水.
2.6水汽条件检验
比湿场预告图上显示,石河子地区处于q0＞2.0g/kg区域内.降水量级和范围与q0＞2.0g/kg大值中心强度、持续时间和范围成正相关关系.如果石河子地区q0<4.0g/kg,则一般不会出现降水.700hPa和850hPa的比湿预报在24h和48h预报时效内平均误差均＜1.0g/kg,72h预报时效内平均误差均＜1.5g/kg,96h预报时效内平均误差均＜2.1g/kg.
水汽通量预告图上显示,石河子地区处于水汽通量rf＞20×10g/（cm·hPa·s）控制区,rf大值中心的强度、持续时间与降水量级成正相关关系,大值中心的范围与降水的范围也成正相关关系.若石河子地区水汽通量<20×10g/（cm·hPa·s）时,则一般不会出现明显降水.700hPa和850hPa的水汽通量预报在24h和48h预报时效内平均误差均＜1.1g/（cm·hPa·s）,72h和96h预报时效内平均误差均<1.6g/（cm·hPa·s）.
相对湿度预告图上显示,石河子地区位于相对湿度≥60%控制区,大值中心的强度、持续时间和降水量级成正相关关系,大值中心的范围和降水量级也成正相关关系.如果石河子地区相对湿度在60%以下时,则不会出现降水.700hPa温度露点差24～48h内为-4.2～-3.2℃,700hPa和850hPa温度露点差24～72h预报时效内平均误差为0.6℃,其他时效<0.6℃.
2.7动力条件检验
垂直速度场预告图上,石河子地区处于上升运动区控制,降水量级与上升运动中心值强度及持续时间呈正相关,降水范围与上升运动区范围也呈正相关关系.若石河子地区处于下沉运动区,则不会出现降水.
2.8相关系数
水汽条件相关系数显示,850hPa比湿、水汽通量、温度露点差24h和48h预报时效的相关系数>0.8；850hPa和700hPa水汽通量72h预报时效的相关系数<0.6,其他时次的相关系数>0.6.
动力条件相关系数显示,850hPa、700hPa和500hPa的散度以及涡度和垂直速度的相关系数依次减少,24h和48h预报时效的相关系数>0.7,72h和96h预报时效的相关系数<0.6.
3小结
（1）预报时效统计检验表明,近期预报比远期好,平均绝对误差值随预报时效延长而加大,相关系数随预报时效延长而逐渐减小,24h和48h预报参考价值最大；（2）低层预报物理要素一般比高层平均误差和绝对误差小,相关系数随预报时效延长而逐渐减小,对流层中低层850hPa和700hPa比500hPa预报参考价值大；（3）动力条件的平均绝对误差较大,但相关系数较高.水汽条件中,850hPa比湿、水汽通量48h预报时效内的绝对误差值均较小,而850hPa水汽通量散度和对流层中低层温度露点差的平均误差较大.
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