一种基于可预报性的公众暴雨预报评分新方法
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摘要
针对当前暴雨检验方法采用二分类事件检验评分存在的评分过低,没有考虑到中国暴雨可预报性及时空分布不均的问题,不便于对比分析不同区域暴雨预报能力等问题,通过构建一种中国区域暴雨可预报定量化综合评估指标,设计了一种基于暴雨可预报性的适用于公众暴雨预报检验评分的新方法,介绍了方法的原理,分析了理想评分,并利用所设计的新方法,对2015-2016年4-9月中央气象台逐日5km*5km水平分辨率的定量降水格点预报产品和中央气象台定量降水落区等级预报产品进行了暴雨预报评分试验,并与传统的TS评分进行了对比,获得了以下结果和结论:1)建立了一套面向天气预报业务的暴雨可预报性定量化指标。将中国区域暴雨气候频率、暴雨面积比率、ECMWF暴雨预报TS评分定义为中国暴雨事件可预报性的三个分量,并利用2008-2016年国家气象信息中心5km*5km多源降水融合格点分析资料,计算这三个分量并构建一个中国暴雨可预报性的定量化综合指标。并获得了中国区域暴雨可预报性呈现季节性变化和空间分布不均的特点。4月至5月,可预报性大值区主要分布在华南地区;6月至7月,主要分布在江淮流域;7月中旬至8月,大值中心雨从江淮北部移到华北和东北地区。9月,副热带高压南撤,大值中心也相应南撤。2)分析了预报员对暴雨预报评分期望值与传统的TS评分差异显著,呈现梯级下降特征,设计了一种基于可预报性的暴雨公众预报检验新方法,通过引入e指数衰减函数,通过参数试验确定了暴雨、大暴雨和特大暴雨预报评分基函数中的指数常数σ取值,构建了暴雨评分模型。该模型可以较好的拟合预报员对暴雨预报评分的期望值,同室暴雨评分连续性获得较好的改善,避免不同量级阈值处评分跳水情况。3)提出了预报与观测匹配的升尺度匹配方法,预报与观测的匹配不再是传统检验方法中的点对点匹配,而是一个预报点匹配了一组观测集合,并利用距离权重最大值方法确定暴雨评分值,强化预报点与观测点的距离对评分值的影响,实况站点离预报检验站点越近,距离权重系数就会越高,使此站的得分相应提高,避免了距离较远匹配站的高得分与实际情况的差异,提高了评分的合理性。4)对中央气象台逐日5km*5km水平分辨率的定量降水格点预报产品和中央气象台定量降水落区等级预报产品进行了评分试验,暴雨公众预报准确率全国平均为60分左右,与预报员和公众的心理预期更加吻合,其逐日演变特征与TS评分相似。需要指出的是,暴雨可预报性指标仅利用了2008-2016年的5km*5km分辨率格点降水分析资料获得了定量化的,由于资料年代较短,暴雨气候频率和面积比率结果存在一定不准确性。
引文