朝阳县乡镇气温预报订正方法研究

摘要 乡镇天气预报中的温度预报是农村公共服务的重要内容之一，是农业生产、农民生活的重要气象保障，对建设社会主义新农村，更好地发挥气象服务的社会和经济效益具有重要作用。从气温的气候学规律、统计学角度和气候角度进行订正，以总结乡镇天气预报中的温度预报方法，以便更好地提高乡镇天气预报中温度预报的准确率。

关键词 乡镇气温预报；订正；方法；辽宁朝阳

中图分类号 P423 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）19-0267-02

朝阳县版图大致呈菱形，南北较长，东西略窄。地貌属于冀北辽西侵蚀低山丘陵地区，地势由西北向东南倾斜。全县地形特点属于“七山二水一分田”。平均海拔300 m，境内丘峦起伏，山脉纵贯，河流冲积形成既有连绵起伏的中低山，又有沟壑低横的丘陵和沿河缓平的冲积平原，地形较为复杂。根据地形地貌和水系特点，全县可分为两大区，东南部为小凌河流域，西北部为大凌河流域。

大凌河流域包括西北部14个乡镇（场）[1]和南双庙乡，大致位于努鲁尔虎山山系以东、大柏山山脉以西。大凌河横贯东西，北部地区由于受断裂控制及流水侵蚀作用，地势起伏不平，多以山地为主；西部和南部地区地势相对较高，地形地貌多样，以平地和丘陵为主。大凌河流域地区沿河两岸冲积平原，一般宽为3～5 km，最宽处可达7～8 km。

小凌河流域包括东南部14个乡镇（不包括南双庙乡），位于大柏山山脉以东、大凌河以南，大致呈南北走向。小凌河自西南向东北流经此区域，沿河的低平阶地为本地区人口集居和耕作区。包括顺小凌河水流经黑牛营子、尚志、羊山、二十家子、东大屯等乡镇的沿河两岸以及小凌河流的沿河两岸，有许多河谷冲积小平原，土质比较肥沃。

1 朝阳县气候背景

朝阳县地处中纬度，属于温带大陆性季风气候区，尽管东南部距渤海不远，由于受燕山山脉的影响，境内山峦重叠、丘陵起伏，南来的海上暖湿气流为境内山脉所阻挡，仍属于半干旱半湿润易旱地区。

全年气候特征是冷、暖、干、湿四季分明，日照充足，水热同季；气温、降水年季变化大，地域性差异十分明显。春季干旱少雨；夏季雨量集中；秋季昼夜温差大，雨量少，降温快；冬季寒冷少雪，气温偏低。

1.1 气温的气候学规律

根据朝阳县气象站57年资料，朝阳县年平均气温9.5 ℃，最热月为7月，平均气温为25.0 ℃，年极端最高气温为43.3 ℃；最冷月为1月，平均气温为-9.3 ℃，年极端最低气温为 -34.4 ℃，朝阳县年、月平均气温见表1。

朝阳县气象站春季（3―5月）的平均气温为11.1 ℃，夏季（6―8月）的平均气温为23.9 ℃，秋季（9―11月）的平均气温为9.9 ℃，冬季（12月至次年2月）的平均气温为 -6.8 ℃。

1.2 异常高温和低温的时间分布特征

朝阳县年平均最高气温出现在夏季（6―8月）的7月，为30.3 ℃（表2）[2]。年平均最低气温出现在冬季（12月至次年2月）的1月，为-16.6 ℃（表3）。从累年簿（57年）气候资料中查得，累年月极端最高气温为43.3 ℃，出现在2000年7月14日；累年月极端最低气温为-34.4 ℃，出现在 1990年1月31日。

1.3 异常高温和低温的空间分布特征

由表2、表3可知，平均最高、最低气温都出现在北部朝阳站夏季的7月和冬季的1月，且相同月份年平均最高、最低气温南部和北部相差不大。

2 最高气温

2.1 天气学角度订正方法

2.1.1 不同天气系统对气温的影响。当副高与华北暖脊合并，长时期控制本地区，往往造成持续性的高温与干旱。副高脊线只有在7月初至7月末时影响到朝阳地区。并且各乡镇的最高气温遵循干球气温的分布规律。

2.1.2 前期天气对气温预报的影响。应比较最近1～2 d最高温度的变化，并分析其原因，然后在天气形势预报的基础上，分析是否为同一系统控制，如果为同一系统控制，则最高温度基本一致。否则，应综合分析有关因素的影响，再根据预报实践经验作出订正预报。

2.1.3 云覆盖对气温的影响。白天有云时，最高气温要比晴天时低。

2.1.4 显著的温度平流对气温的影响。当预报时段内有明显的温度平流影响本站或锋过境时，必须考虑平流的作用。温度平流所引起的变温，变温值越大，最高气温越高，相反，最高气温越低。

2.2 统计学角度订正方法

2.2.1 数值预报产品的误差统计。从统计学的角度看，通过对近3年乡镇预报最高气温评定分析，根据最高气温绝对误差≥2 ℃的情况发现，最高气温的预报值多数低于实况值，误差值为1～3 ℃。

2.2.2 上游地区天气对本地气温预报的指导意义。在上游地区天气条件变化不大的情况下，可用当天的最高温度作为基本值，考虑影响最高温度日际变量（即当日最高温度与次日最高温度之差）的因素，即可用以预报次日的最高温度，并进行订正。

2.2.3 用8：00 850 hPa处的温度预报最高温度。为了订正预报求算最高温度，在850 hPa高度上没有明显的温度平流时，可取该高度上T850的温度作为基本值。其计算公式如下：

Tm=T850+（H850-h）γ

式中，H850为预报站上空850 hPa高度，h为预报站拔海高度。

2.3 本地气候角度订正方法

2.3.1 地形影响。由于地形复杂，受地形地貌影响，不同区域间存在明显的温度差异。北部大庙镇，中部的朝阳、羊山镇、胜利乡和南部的南双庙乡的海拔分别为330.0、174.3、183.8、410.0、316.0 m，其平均气温资料具体如表4所示。

2.3.2 地理位置、海陆分布影响。某地的温度是由其所处的地理位置（纬度）和海拔高度决定的[2]，朝阳县地势西北高、东南低，多数为丘陵山地，海拔高度是影响各地温度的主要因素，经对羊山和大庙等地的分析，海拔高度每升高100 m，温度约下降0.5 ℃。

北部大凌河的朝阳和南部小凌河的羊山比较，由于高度接近，年平均气温仅差2.2 ℃，而同纬度的胜利与羊山比较，由于胜利海拔高，年平均气温较羊山低1.2 ℃。

2.3.3 由于季节、风向、风速的不同，南部和北部气温差异明显。以10月最高气温为例：南部和北部温度差异在±1 ℃之间的概率为74%。但当出现偏北风且北风较小时东南部比西北部山区偏高3～4 ℃，但当南部出现东风和东南风时，其他地区为偏南风或静风时西南部地区的最高气温要比北部最高气温偏低3～5 ℃，如果西南部地区云量明显比西北部云量偏多，则至少偏低6～8 ℃。

3 最低气温

3.1 天气学角度订正方法

3.1.1 不同天气系统对气温的影响。寒潮主要出现在每年的3月、4月和9月、10月。最突出的表现是大范围的剧烈降温和大风，有时还伴有雨、雪、风沙和霜冻等。它的出现促使当地气温聚降，日均降温10 ℃或以上[3]。

3.1.2 前期天气对气温预报的影响。预报某地最低气温，首先应考虑天气形势的变化。如前期天气形势无大变化，则说明预报地区受同一气团控制，其温度变化比较和缓，日变化规律比较明显，因而可根据预报气团内部温度变化的经验预报最低温度的变化，着重考虑影响温度变化的因子。

3.1.3 云覆盖对气温的影响。若当天白天为阴到多云，而预报夜间为少云，则因白天多云，气温不易升高。而夜间云少，辐射冷却强烈，可预报次日最低气温低于当天指导预报的最低温度。夜间有云时，最低温度又反比晴天时高。其数值可根据预报实践经验进行估算。

3.1.4 有、无锋面过境对气温的影响。预报时限内无锋面过境时通常最低气温出现在清晨。如果在预报时限内有锋面过境时，通常最低气温预报应以冷暖平流的变温为主，必须根据锋面的强度、移动预报，综合分析平流变温和非绝热变温对最低气温的影响，然后应用预报经验进行订正。

3.1.5 应用比较法进行定性判断。如果在预报时限内天气形势无大变化（无锋面过境），可通过对当天和前1～2 d气象条件与最低温度的比较，大致判断出未来的最低温度。

3.2 统计学角度订正方法

3.2.1 数值预报产品的误差统计。从统计学的角度看，通过分析绝对误差≥2 ℃的情况发现，最低气温的预报值多数高于实况值，误差值为1～3 ℃。

3.2.2 上游地区天气对本地气温预报的指导意义。如果预报时限内有锋面过境，则不能单纯考虑日变化，而应着重考虑冷暖平流的作用。必须根据锋面强度、移动预报，综合分析平流变温和非绝热变温对最低温度的影响，然后根据经验进行订正。

3.2.3 针对天气实况的统计订正。针对天气实况，如果当天的天气情况与前一天相似，且预报当日夜间到次日凌晨的天气情况与前一天相差不多，则可根据趋势预报次日最低温度不低于当天最低温度。

3.3 本地气候角度订正方法

3.3.1 地形影响。由于地形复杂，受地形地貌影响，不同区域间存在明显的温度差异。从表4可以看出，南部和北部年平均气温极差达4.0 ℃，温度的变化是由南部向北部呈递减的趋势。年内温度的分布规律表现出四季分明、冬季寒冷、夏季炎热、春季温度低于秋季温度的气候特点。

3.3.2 地理位置、海陆分布影响。由于地理位置（纬度）、季节、风向和风速的不同，东南部和内陆的气候差异在温度上体现较为明显。以8月为例，东南部地区最低气温要比西北部高出1 ℃以上，其中，在天气条件一致的前提下东南部的最低气温要比西北部的气温高出2 ℃，如果有偏北风，而西北部为静风时，至少要高出4 ℃。

3.3.3 利用“指标站”法。当有锋面过境时，温度预报应以冷暖平流的变温为主。在预报业务中不计算温度平流强度，而是以锋后测站的24 h变温值作为判断温度平流强度的依据，可在上游选择固定的“指标站”[4]，用“指标站”和本站的气象历史资料，统计出锋面过境后两站气温变化的对应关系，作为预报本站温度的参考。例如：根据历次冷锋过境后的温度资料统计，得知“指标站”的24 h变温值比本站的24 h变温值平均要低2 ℃，则当某次冷锋过境后“指标站”的24 h变温为-8 ℃，可预报本站冷锋过境后的24 h变温为-6 ℃。

应用这种方法应注意以下几点：一是注意锋在移动过程中的强度变化。当锋加强时变温量加大，而当锋减弱时，则变温量减小。二是注意锋过境的时间。三是注意“指标站”与本站的天气条件差异。除了上述这些基本方法外，在业务工作中预报员结合主观预报经验，总结出一套适合自己的预报方法，可对上级指导预报温度进行订正[5]，这种方法使得最低温度预报准确率大大提高。

4 参考文献

[1] 盛永，袁子鹏，陈艳秋，等.辽宁省乡镇天气预报业务系统[J].气象与环境学报，2008（3）：15-19.

[2] 张凤鸣，宗英飞.辽宁朝阳地区气温变化特征分析[J].安徽农学通报，2015（10）：150-152.

[3] 秦爱民，张洪涛，魏建军.山西省乡镇最高最低气温预报方法[J].山西气象，2009（1）：86.

[4] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2000：550-551.

[5] 张继赢，费杰，邢宇航，等.基于数值产品的乡镇天气预报方法研究与应用[J].气象与环境学报，2007，23（1）：24-25.