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２００８年第３期
第３２卷
贵州气象
ＶｏＬ．３２ ＮＯ．３ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｏｆ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ
文章编号：１００３—６５９８（２００８）０３—００１４—０３
日最高最低气温分县客观指导预报方法研究
彭双姿 ，戴 宇 ，女４从省 ，肖林兵２，周丽琼
（１．湖南省邵阳市气象局，湖南邵阳４２２０００；２．湖南省城步苗族自治县气象局，湖南
●
城步４２２５００）
摘 要：利用近年欧洲中心数值预报产品等资料，按照预报员制作天气要素预报过程中的基本思路，用统计方法，对相
似样本进行统计分析，计算得到预报方程，制作邵阳市一周分县日最高、最低温度预报指导产品。在优化预报方程方面进行
了动态ＭＯＳ和历史资料尝试，指出：高温与日照时数关系密切，对相似相本处理时，考虑该项因素可提高高温的预报准确率，
预报效果较理想。预报因子简单，样本要求时间不长，方便在地市级台站推广应用。
关键词：相似；温度；ＭＯＳ方法；预报
中图分类号：Ｐ４５７．３文献标识码：Ｂ
ｌ 引言
温度预报是天气预报的重要项目之一，也是精
细化天气预报的主要内容。以往温度预报的方法
研究过程中发现，日照时间与温度关系密切，尤其
是与高温关系密切，用△ （最高一最低）代替日照
时数作相似筛选因子可优化高温预报。实时资料
从全市各测站每天发报的报文资料中读取，新的资
料每天累加到库中。 有相似预报方法和区域预报模式。以欧洲中心和
Ｔ２１３数值产品为基础，采用多因子相似预报方法来
制作预报，由于做相似过滤的样本资料主要是Ｔ２１３
３ 方法讨论
３．１基本原理
数值产品，预报时效仅为７２ｈ。而当前地市一级预
报流程要求每天制作分县一周日最高最低气温预
报，由于站点多，预报时效长，上述几种方法不能满
足目前的业务需求。本文对分县温度预报方法进
行研究过程中，汲取【１．２】的预报经验以欧洲中心数
假如２个样本的天气形势和气象要素场是相似
的，那么它们的天气发展过程也相似【３Ｊ。根据我台
多年诊断预报经验，当天气发展过程相似时，８５０ｈＰａ
值产品为基础，结合本地区的气候特点，采用多因
子相似预报方法来优选预报样本，用ＭＯＳ方法逐站
建立预报方程，对一周温度预报进行研究。
温度场与日最高最低气温具有很好相关。所以，可
从众多历史样本中选取与预报日要素场最相似的
样本，把所得的样本用ＭＯＳ方法建立预报方程，将
２资料及处理
在预报研究中，主要采用ＥＣＭＷＦ数值预报产
品。欧洲中心的数值预报产品有较高的准确率，且
稳定性好、预报时效长，所以用欧洲中心８５０ｈＰａ温
度场数值预报产品为预报因子来讨论和分析，欧洲
中心要素产品如：８５０ｈＰａ、７００ｈＰａ湿度场产品、
数值产品代人方程，得到预报日的天气要素（温度）
预报结论。为此，首先读取每天数值预报输出的各
时次预报场格点资料，并内插到相应的预报站点
上；然后根据欧洲中心要素产品中高度、温度、湿度
预报产品，对每一时次预报场，用多因子相似法求
找历史上０时次的２０个最相似样本；再将２０个最
相似样本，采用最／ｊ￣－－乘法建立回归方程，将数值
预报输出的各时次预报场资料代入方程，计算出各
个站点的温度预报值。由于数据库资料是随时添
加最近时间的数据，每天的要素预报，优选出来的
样本是不同的，在此基础上建立的预报方程是动态
方程，它随数值产品模式的改变，随时修订预报关
８５０ｈＰａ温度场产品、５００ｈＰａ高度场产品等用来做相
似过滤因子。欧洲中心的数值预报产品，网格资料
范围选取２５。～３２．５。Ｎ、ｌ０７。５。～１１５。Ｅ内的４×４
个格点，格点间距为２．５个经度。在对高温预报的
收稿日期：２ｏＱ７—１１—１４
第一作者简介：彭双姿（１９７４一），女，工程师，主要从事天气预报、气候预测及数值预报产品释用研究等工作。
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２００８年第３期
第３２卷 彭双姿，等：日最高最低气温分县客观指导预报方法研究 ＶｏＬ ３２ ＮＯ．３
系。为更好地求得相似样本，在技术方法上，采用
“双重相似判据逐步过滤优选”来实现。即在对预
报Ｅｌ的某一项要素资料与历史上相应资料进行相
考虑到各个预报时效的误差不一，按站点、要
素、预报时效分别统计，建立预报方程。每天下午
将前一天的要素添加到数据库中，参与下一次计
算，因此参与计算的数据随时补充了最新的资料
的，在此基础上建立动态线性回归方程，它随数值
模式、天气形势的变化而改变。
似及相似程度的判定时，通过因子场的相似系数和
相似距离作双重判定。在众多要素场中，选择表征
大气动力、热力与水汽等物理意义鲜明的高度、相
对湿度、温度等要素资料，进行逐步过滤。
３．２ 方法要点
②误差的返回。计算离预报Ｅｌ期最近的５个样
本的预报误差，将其平均误差（返回预报方程，见方
３．２．１相似因子的提取分县预报产品的重要特
程（４））。样本选择是离预报Ｅｌ期最近的２个月资
点是数据量庞大，面对不同格式的数据文件和大量
料，在一定程度上消除了气候误差，但２个月内的气
的预报因子，必须采取统一规范的数据格式，才能
候差别还是存在的，ＭＯＳ法不可避免的将一部分气
方便研究应用。ＥＣ数值产品是以预报区域为中心
候误差带人预报方程中，因此将最近样本的预报误
的４ ｘ４格点数值，本文用拉格郎Ｅｌ内插法，将所选
差返回方程，实际上是进一步消除气候误差。
的ｌ６个格点数值，先进行 方向的插值，再进行ｙ
），＝似＋６＋ （４）
方向的插值，内插至预报站点上，最终形成站点的
③模式误差的返回。以 ．０００为温度场实况，
侯选因子资料：
计算欧洲中心８５０ｈＰａ温度场各个预报时效最近５ｄ
Ⅳ
尸（ ）＝ 蒌（，玎…（ 一 。）／（ 一 ） （１）
预报值与实况值的误差，取平均值 返回预报方
３．２．２相似距离的计算 相似距离ｄ可由下式
程，见方程（５）。
得出：
，，＝口（ ＋ ０）＋６＋ （５）
④气候误差。以预报日前６０ｄ为预报样本时，
ａ＝ （２）
对预报样本时间要求低，有２个月样本就可以建立
式中，ｄ表征预报Ｅｌ与历史样本相应资料区域
方程。当资料保存足够长时，以预报日前２０ｄ和去
块内各站点的ｎ个要素的平均差值。其值越小，说
年当天前后４０ｄ资料为预报样本时，可以明显减少
明相似程度越高。
气候误差，样本更加具有代表性。在季节转换时
３．２．３相似过滤优选的改进在消除季节性气候
（如西风带系统转为副高影响系统），预报误差明显
误差方面和预报因子处理方面，采用和文献 相似
减少，但是对模式预报的稳定性要求更高。
的方法。从以下几个方面进行改进：
①根据我台多年诊断预报经验，Ｅｌ最高最低气温
４业务应用及评定分析
变化取决于８５０ｈＰａ温度，又与一天中Ｅｌ照时数关系
４．１业务应用情况
密切，但要获得各个站点逐Ｅｌ Ｅｌ照时数很不方便。对
本方法于２００６年８月开始投入业务试运行后，
本站４０ａ逐Ｅｌ高低温差值百分率与Ｅｌ照时数乘积进
明显提高了温度预报准确率。根据实际业务需求，
行分月统计（表略），发现Ａ ≤４℃时基本无日照，
系统每天２次定时运算，可获得早、晚２次不同时段
４℃＜Ａ ≤６℃时有＜２ｈ的日照，△Ｔ＜６℃时日照时
的最高、最低温度预报产品。产品包括未来０—７２ｈ
间长，温度上升快。选择不同的天气过程作预报试
站点０８时的最高、最低温度预报值，未来０—１６８ｈ
验，发现将高空湿度、 妯 （２０—０８）与高低温差值联
站点２０时的最高、最低温度预报值。
系起来进行相似过滤可明显提高高温预报准确率。
４．２预报检验
②在预报因子处理上，高温多出现在ｌ５时前
将预报结论输入到湖南气象预报业务服务综
后，用ＥＣ２０时８５０ｈＰａ温度预报Ｅｌ最高气温；低温
合平台的预报结论数据库中，用３种模式对邵阳市
一
般出现在０５＿＿０８时，以ＥＣＡ０８时８５０ｈＰａ温度为
ｌ０月份预报质量进行评定检验（表１）。其评定项
预报因子时，Ｅｌ最低气温预报准确率明显提高，特
目为未来１６８ｈ内２０时，日最高、最低温度定性评定
别是７２ｈ以后的预报准确率提高明显。
与绝对误差统计。计算公式为：绝对误差Ｅ ＝ｌ Ｉｓ 一
３．２．４预报的制作①将优选出的历史样本，用最
ｌ；绝对误差≤２℃的预报准确率 ＝Ｐ／Ｎ；平均
ｔＪ￣－－乘法建立预报方程。设随机变量），随自变量 绝对误差Ｅ＝（Ｅ。＋ ＋…＋Ｅ ）／Ⅳ。其中 、
变化，有如下线性关系： 分别为测站的实况与预报值，Ｐ为绝对误差≤２℃
，，＝似＋６ （３）
的站次数（定性预报正确的总站次数），Ⅳ为月内预
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报总站次数。由表１可知，本文的预报方法预报效
２．４℃以下，平均为１．７℃，绝对误差≤２ ｏＣ的预报准
果最好，邵阳市ｌＯ月日最低气温绝对误差都控制在
确率平均达７０％，效果较好；随着预报时效的延长，
１．６℃以下，平均为１．３￣Ｃ，绝对误差≤２℃的预报准
绝对误差增加不多，模式相对稳定；最低温度误差
确率均在７０％以上；日最高气温绝对误差都控制在 比最高气温误差小些，预报效果更好。
表１邵阳市２００７年１０月３种模式日最高最低温度预报质量检验
注：省台 、省台 为下午１４时以后下发的精细化指导产品，预报时效为１２０ｈ；算天网７－，、 为ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔｌ２１．ｅｏｍ．ｃｎ专业气象网站提供
的站点预报产品。
５ 结语
气时，由于降水的拖曳降温作用，日最高最低温度
预报常常高于实况。
①相似预报和ＭＯＳ预报方法是２种比较成熟
③本文研究中发现日照与高低温差值关系密
的方法，在预报方法中被广泛应用。相似预报与预 切，在相似过滤时引进高空湿度与高低温差值关
报员的预报思路有雷同之处。其优点在于：一是遵 系，可明显改善高温预报。分别用ＥＣ０８、２０时温度
循了以数值预报为基础的技术路线；二是充分利用
产品制作低、高温预报，可以优化预报方程。今后
了历史资料，弥补了数值预报不能考虑局地环境和 将加强降水等其它要素的客观定量预报研究，通过
只用初始场资料的不足。 降水预报的完善，进一步完善本方法。
②在预报方法中，用相似法来优选样本，使
ＭＯＳ方法的预报关系随时修订，同时也弥补了ＭＯＳ
参考文献
法不能考虑局地环境等不足，预报质量得到明显提
［１］郭达烽，许爱华，肖安，等．多级相似作温度精细化预报初探
高。因子相对简单，历史样本时间短，有２个月以上
［Ｊ］．江西气象科技，２００５，２８（３）：２３—２６．
的历史样本，就可以建立预报方程，方便推广应用。
［２］廖玉芳．湖南省日最高最低气温区域预报模式［Ｊ］．湖南气
有１ａ以上的历史样本时，预报效果更好。显然，其
象，１９９９，（４）：１Ｏ一１３．
［３］张延亭，单九生，等．逐步引进因子场作相似预报［Ｊ］．气象，
缺陷也在于：一是预报效果受数值预报产品质量的
２０００，２６（３）：２２—２７．
制约，当ＥＣ模式误差大时预报效果不理想；二是在
［４］谢齐强，江静，等．动力统计模型应用于三峡荆江暴雨落区研
季节转换时（如西风带系统转为副高影响），要求模
究［Ａ］．暴雨业务预报方法和技术研究［ｃ］．ｊＥ京：气象出版
式稳定性较好；三是由于历史样本资料太少，有时
社，１９９５．
选不到真正相似的样本；有时物理量很相似的样
本，其天气状态也不一致，特别是当出现强降水天
．
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