新疆中强天气过程GRAPES区域模式降水预报检验

圈　沙漠与绿洲气象　第４卷第６期　Ｄｅｓｅｒｔ　ａｎｄ　Ｏａｓｉｓ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ　２０１０年１２月　新疆中强天气过程ＧＲＡＰＥＳ区域模式　降水预报检验　秦贺，赵克明，汤浩，李如琦　（新疆气象台，新疆乌鲁木齐８３０００２）　摘要：利用２００９年新疆地面气象观测站的实况降水资料和ＧＲＡＰＥＳ区域模式的降水　预报产品，根据降水预报产品在新疆实际天气预报业务工作中的应用制定检验方案，对　ＧＲＡＰＥＳ区域模式１２　ｈ降水预报产品进行检验。结果表明：ＧＲＡＰＥＳ区域模式的降水落区　位置和落区面积预报准确率北疆高于，降水落区位置预报偏南的概率比较高；各时效　降水中心强度预报易偏强，随预报时效延长其准确率呈降低趋势。　关键词：ＧＲＡＰＥＳ区域模式；检验；降水；新疆　中图分类号：Ｐ４５６　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２—０７９９（２０１０）０６—０００１２—０４　Ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＧＲＡＰＥＳ　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ｍｏｄｅｌ　Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　Ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｏｎ　Ｓｅｖｅｒｅ　Ｗｅａｔｈｅｒ　ｉｎ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　ＱＩＮ　Ｈｅ，ＺＨＡＯ　Ｋｅ－ｍｉｎｇ，ＴＡＮＧ　Ｈａｏ，ＬＩ　Ｒｕ—ｑｉ　（Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３０００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒａｉｎｆａｌｌ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｄａｔａ　ｏｆ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｏｆ　Ｇｒａｐｅｓ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ　ｓｅｍｉｄｉｕｒｎａｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｏｆ　Ｇｒａｐｅｓ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｗｅｒｅ　ｖｅｒｉｉｆｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｉｔｈｉｎ　ａｃｔｕａｌ　ｗｅａｔｈｅｒ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｉｎ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆａｌｓｅ　ａｌａｒｍ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　Ｇｒａｐｅｓ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｗａｓ　ｈｉｇｈ；ｔｈｅ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｉｎ　ｎｏｒｔｈ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　ｗａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｓｏｕｔｈ　Ｘｉ￣ｉａｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｎｇ　ｔｏ　ｓｏｕｔｈ　ｗａｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈｉｇｈｅｒ；ｔｈｅ　ｆｏｒｅｃａｓｔ　ｏｎ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｃｅｎｔｅｒ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｔｅｎｄｅｒ　ｔｏ　ｂｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ。ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｒａｔｅ　ａｓｓｕｍｅｄ　ｔｈｅ　ｌｅｓｓｅｎｉｎｇ　ｔｒｅｎｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇｅｒ　ｔｉｍｅ—ｌｉｍｉｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＲＡＰＥＳ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｍｏｄｅｌ；ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；Ｘｉｎｊｉａｎｇ　随着社会经济的发展和人民生活质量的提高，　高质量的天气预报和灾害性天气警报等气象信息。　人类对气象的关心程度越来越强烈、需求越来越高，　而目前大降水的落区、落点仍是天气预报中的难点　政府和社会公众不仅要求气象部门提供准确的日常　问题。新疆气象局于２００６年实现了ＧＲＡＰＥＳ区域　天气预报服务，更希望及时获取更高时空精度的、更　模式的业务化运行，为本地气象预报员提供了更多、　收稿日期：２０１０—０７—０８；修回日期：２０１０—０７—２６　更精细的参考产品。分析发现该区域模式提供的预　作者简介：秦贺（１９８３一），女，工程师，现从事中短期及短时天气预报　报产品存在着许多复杂的误差特征，还不能在天气　工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉｎｈｅｍａｉｌ＠１２６．ｔｏｍ　预报业务中直接使用，必须对其产品进行误差分析，　

秦贺等：新疆中强天气过程ＧＲＡＰＥＳ区域模式降水预报检验　逐步改进模式，才能提高气象要素预报的水平。　截至目前，西北地区在降水、气温及暴雨、沙尘　暴等重要天气的数值预报方面的应用已取得了重大　成果［１Ｊ，但是国内一般是对全球模式的数值预报产　品进行检验　，很少对中尺度模式进行检验。近几　年国家气象中心和部分省地气象台对ＧＲＡＰＥＳ降　水预报产品也进行了一些检验评价工作　。由于降　水预报的时空分布和检验时段有所不同，所得结果　报的１２　ｈ降水落区与实况降水落区的面积异同，本　文仅对晴雨预报落区的面积做定性检验，若预报与　实况降水落区面积之间的误差绝对值小于１５％，则　面积预报准确，否则为偏大或偏小。（３）除去空报和　漏报的数据后，以新疆降水量等级为标准（表１），对　比ＧＲＡＰＥＳ区域模式预报的１２　ｈ降水中心强度与　实况降水中心强度的异同，若ＧＲＡＰＥＳ区域模式预　报某一区域最强的降水量级比实况最强的降水量级　大一级或以上，则强度偏强，反之偏弱；若预报最强　也不尽相同，而新疆ＧＲＡＰＥＳ区域模式降水预报产　品的释用工作刚刚起步。本文根据降水预报产品在　新疆实际天气预报业务工作中的应用需要制定检验　方案，对新疆ＧＲＡＰＥＳ区域模式降水产品的性能进　行了检验分析。　１模式简介及资料选取　新疆气象局的ＧＲＡＰＥＳ—ＭＥＳＯ模式使用中国　气象局全球模式Ｔ２１３Ｌ３１的产品为初始场，采用非　静力高度地形追随坐标，积分区域为３Ｏｏ５５￣Ｎ，６０ｏ　～１００。Ｅ，水平分辨率为Ｏ．２。，垂直层数２１层，对常规　观测资料进行三维变分同化，每６　ｈ更新侧边界，预　报时效为６０　ｈ。　本文选取２００９年１月１日一１２月３１日新疆　中强天气过程９次，使用的降水检验实况资料为新　疆地面气象观测站人工观测的６　ｈ降水量累加所得　的Ｏ８—２Ｏ时、２０—０８时的１２　ｈ降水量；降水预报场　资料是０８时和２０时的ＧＲＡＰＥＳ区域模式１２　ｈ降　水量产品，资料分辨率为０，２。ｘ０．２ｏ。　２检验方法　根据降水预报产品在新疆实际天气预报业务中　的应用需要制定检验方案，将新疆分为１　１个区域：　伊犁河谷、博州、塔城、阿勒泰、昌吉和乌鲁木齐、吐　鄯托盆地、哈密、喀什和克州、阿克苏、巴州、和田，从　降水的落区位置、落区面积和中心强度三方面，对　ＧＲＡＰＥＳ区域模式的１２　ｈ降水预报进行检验。　根据检验内容制定如下天气学检验标准：（１）任　一区域中若实况有降水而预报无降水则为漏报；若　实况无降水而预报有降水则为空报；若实况无降水　预报也无降水则为准确；若实况有降水预报也有降　水，且实况出现降水的站点中有８５％以上被预报出　有降水（不论量级），则为准确；若少于８５％，则根据　预报降水落区与实际降水落区之间的位置差异来确　定落区预报是偏北还是偏南，是偏东还是偏西。（２）　除去空报和漏报数据后，对比ＧＲＡＰＥＳ区域模式预　降水量级与实况最强降水量级一致，则降水强度预　报准确　表１新疆降水量等级划分表　３降水预报检验　３．１降水落区位置预报检验　对比分析ＧＲＡＰＥＳ模式预报降水落区位置与　实况的差异，结果见图１。　图１　ＧＲＡＰＥＳ降水落区位置预报检验结果　由图１可知，３６　ｈ全疆平均晴雨落区位置预报　准确率最高为５５．２８％，６０　ｈ最低为４８．４１％。进一步　分析发现，北疆地区平均晴雨落区预报准确率高于　，而北疆地区又数昌吉、乌鲁木齐地区和伊犁河　谷的晴雨落区预报准确率更高。值得注意的是，南　疆的吐鄯托盆地和喀什、克州地区的降水落区预报　准确率有时与北疆部分区域相当甚至更高。这主要　是因为吐鄯托盆地常年降水较少，晴雨准确率较高，　１３　

秦贺等：新疆中强天气过程ＧＲＡＰＥＳ区域模式降水预报检验　弱的情况。　参考文献：　【１】陈晓光．西北重要天气成因及数值预报方法研究［Ｍ】．北　京：气象出版社，２００２．　・　』　（１）ＧＲＡＰＥＳ区域模式各时效降水预报的空报　【２】赵凯，孙燕，张备，等．Ｔ２１３数值预报产品在本地降水预　率较高，主要是空报阿克苏、巴州、和田的山区　降水。　（２）ＧＲＡＰＥＳ区域模式降水落区位置和落区面　积预报准确率北疆高于，降水落区位置预报偏　南的概率比较高。随预报时效增加，降水落区面积　预报准确率降低的同时，落区面积预报偏大的百分　率逐渐增大，偏小的百分率基本保持不变。　（３）ＧＲＡＰＥＳ模式各时效降水中心强度预报易　偏强，随预报时效增加其准确率呈降低趋势。　（４）在新疆的沿天山一带、喀什、克州地区、巴　州地区、和田地区降水落区面积预报常常偏大，且　这些地区降水中心强度预报常常偏强，伊犁河谷地　区的降水面积预报也常偏大，但其降水中心强度预　报主要是在山脉迎风坡偏强。　报中的释用【ＪＪ气象科学，２００８，２８（２）：２１７—２２０．　【３　秦贺，霍文．３１Ｔ２１３降水预报产品在新疆区域的检验分　析——晴雨检验『Ｊ１．沙漠与绿洲气象，２００９，３（６）：２１—２５．　【４】庄晓翠，赵俊荣，刘大锋．Ｔ２１３预报产品在阿勒泰地区暖　区大降雪过程中的解释检验分析［ｊ１＿内蒙古气象，２００４　（１）：ｌ０—１３．　【５】叶成志，欧阳里程，李象玉，等．ＧＲＡＰＥＳ中尺度模式对　２００５年长江流域重大灾害性降水天气过程预报性能的　检验分析『Ｊ】．热带气象学报，２００６，２２（４）：３９３—３９９．　［６】徐双柱，张兵，谌伟．ＧＲＡＰＥＳ模式对长江流域天气预报　的检验分析［Ｊ１．气象，２００７，３３（１１）：６５—７１．　【７】张兵，钟敏．ＧＲＡＰＥＳ模式对湖北省汛期强降水预报的分　类检验分析【Ｊ１．暴雨灾害，２００９，２８（２）：１３７—１４２．　【８】宋嘉佳，姜鹏，盛春岩，等．ＧＲＡＰＥＳ系统业务运行及降水　预报效果研究『Ｊ１．河北农业科学，２００９，１３（１１）：１６４—１６６．　【９】张学文，张家宝．新疆气象手册．北京：气象出版社，２００６．　１５