朝阳地区延伸期预报方法研究及预报效果检验

摘要 开展延伸期天气预报（未来10～30 d）研究不仅是气象现代化的基本要求之一，也是构建长、中、短、临无缝隙一体化预报体系的重要组成部分。朝阳市气象台于2016年3月31日起每旬旬末制作延伸期时段的降水和温度预报（基于CFS数值预报产品），目前已9期。就开展延伸期预报解决的重难点问题做简单回顾，并对前7期预报进行了检验。结果表明，数值产品对延伸期时段的系统性降水（东北冷涡、蒙古气旋等）能够有较好的甄别，但对朝阳地区降水量级的把握不好，需进一步订正各时次模式产品。延伸期时段温度预报相比于降水容易些，从检验情况来看，模式对朝阳地区温度预报比实况偏高1 ℃左右。

关键词 延伸期预报；效果检验；降水；辽宁朝阳

中图分类号 P456 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）17-0199-02

开展延伸期天气预测（未来10～30 d）研究不仅是气象现代化的基本要求之一，也是构建长、中、短、临无缝隙一体化预报体系的重要组成部分。但人们也清楚地认识到，延伸期天气预测一直以来都是大气科学领域的重点和难点问题，即便在数值模式已经相对成熟的今天，想要准确预测长时间尺度的天气变化仍然不是一件容易的事[1-4]。因此，如何应用现有的技术和方法实现对延伸期天气较为准确的预估和预测，是未来开展科学研究的主要方向之一。

1 重点与难点问题

1.1 数值产品的可靠性评价

古人有云：“巧妇难为无米之炊”，说的是做事如果缺少必要条件，就很难做成。开展延伸期天气预测也如此，即缺少必要的数值产品或预测模型，则延伸期预报便无从谈起。美国环境预报中心（NCEP）气候预报系统模式（CFS）的研制与应用，解决了没有“米”的问题，CFS提供了丰富的长期天气数值预报产品（未来1～45 d），如温度、降水、高度场、风场等。有了数值产品，数值产品可靠性的问题也随之而来，因为数值模式对不同地区的模拟能力不同，所以开展模式产品的比较与评估就成为用好数值产品的基础和前提。因此，开展朝阳地区延伸期预报的主要内容之一就是对CFS产品的适用性进行评估。首先，评估不同时次（0：00、6：00、12：00、18：00）CFS产品的精度；其次，了解和掌握CFS产品在不同季节的可靠性；最后，订正和利用CFS产品，开展朝阳地区延伸期天气预测，并投入业务运行。

1.2 数值产品的可视化

利用现有软件（Meteoinfo）实现CFS数值产品的可视化，使模式产品更直观地呈现给预报员。通过将数值产品（温度、降水）插值处理，定量地研究数值产品与实况的差异，便于订正工作的展开。

2 延伸期预报效果检验

目前，朝阳市气象台已制作并延伸期天气预报9期，现对前7期预报进行检验。由表1可知，4月中、下旬朝阳地区降水过程较多，但除4月11―12日雨量较大外，其他过程雨量均较小。数值产品将主要降水时段（3月31日起报）报在了13―15日前后，虽与实况有偏差，但也表明数值产品对4月中旬前半段的降水是有所考虑的，具有一定的可靠性。数值产品对4月下旬降水的整体把握不足，主要是4月下旬多为小范围的局地阵性降水，系统性降水少。4月中、下旬朝阳地区平均气温为13.1 ℃，预报值较实况偏高1～2 ℃。

数值产品对5月上、中旬降水的把握（4月20日起报）明显好于4月。5月上、中旬朝阳地区降水偏多，有4次降水过程，其中出现2次（5月1―3日、5月11―12日）大雨以上量级的降水。可以看出，数值产品对5月前4次降水出现时间的预报与实况基本是一致的，预报值与实况值相差不超过1 d。从降水量级来看，预报值与实况相差较大，主要原因在于5月环流调整较为频繁，模式不同起报时次对同一过程的预报存在差异。5月上、中旬朝阳地区平均气温为17.6 ℃，模式预报值为18～19 ℃，与实况接近，略偏高1 ℃。

数值产品（4月30日起报）对朝阳地区5月中、下旬降水过程的预估为6次，实际降水过程为5次，基本一致。从降水时间来看，除对5月20日前后的降水有所空报外，对其他几次降水的时间把握均较好。但数值产品对降水量级的预报仍然存在很大的不确定性，特别是对量级较大的降水把握不是很好。5月中、下旬朝阳地区平均气温19.7 ℃，预报值为20～21 ℃，略偏高。

从5月10日至6月11日的4次延伸期预报效果来看，降水时间的把握仍然较好，而对于降水量级，模式产品与实况还存在较大的误差。对上述7次延伸期预报检验可知，数值产品对延伸期时段的系统性降水（东北冷涡、蒙古气旋等）能够有较好的甄别，这也是5月、6月降水预报好于4月的主要原因。但数值产品对朝阳地区降水量级的把握不好，需进一步订正各时次模式产品。延伸期时段温度预报相比于降水要容易些，从检验情况来看，模式对朝阳地区温度预报要比实况偏高1 ℃左右。

3 延伸期预报注意事项

通过对前7期延伸期预报的检验来看，CFS数值产品具有一定的可靠性，但在实际应用过程中须注意以下几点。

3.1 认真比较不同时次模式产品对降水过程的预报

不同时次模式产品对未来降水过程的预报存在一定的差异（无论是降水时间还是量级），对过去3个月模式产品的检验来看，若不同时次产品对未来降水时间的把握具有较好的一致性，则未来出现降水的可能性较大。一般认为最新起报时次的模式产品对未来天气变化的把握要更好一些，但对过去3个月的检验来看，18：00起报的模式产品并不总是比0：00、6：00和12：00起报的更准确，因此认真比较各时次模式产品是做好延伸期预报的前提。

3.2 兼顾其他模式产品

由于CFS产品的时间分辨率更高（到目前为止，尚未发现比CFS时间分辨率更高且免费开放的长期数值预报产品），所以对于本研究而言，CFS是最为主要的参考。然而兼听则明，除了CFS产品，参考更多其他产品（包括日本的中长期预报产品、NCEP的中期天气展望）对于更好地把握未来天气变化也是有益的。

4 展望

目前，延伸期天气预报尚处在探索和初步应用阶段，数值模式的发展被认为可以从根本上解决不同时间尺度上的天气预报问题。因此，随着数值模式的不断改进与完善，精细化数值产品的不断增加，延伸期天气预报的精度会越来越高。

5 参考文献

[1] 金荣花，马杰，毕宝贵.10～30 d延伸期预报研究进展和业务现状[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（2）：1-5.

[2] 蒋薇，孙国武，陈伯民，等.江苏省汛期强降水过程的延伸期预报试验[J].气象科学，2011，31（增刊1）：24-30.

[3] 朱玉祥，俞小鼎，赵亮，等.10～30 d延伸期预报及其策略思考[J].沙漠与绿洲气象，2013，7（4）：38-44.

[4] 孙国武，孔春燕，新飞，等.天气关键区大气低频波延伸期预报方法[J].高原气象，2011，30（3）：594-599.