数值模式在沈阳地区降水预报中的检验评估

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　　摘 要：依据2019年沈阳地区降水资料，检验GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式对沈阳地区的24h降水预报的准确率。结果表明，GRAPES全球模式、中尺度模式和睿图东北模式的降水预报晴雨准确率分别为97.5%、90%、97.5%;中尺度模式的降水落区预报效果最好，GRAPES全球模式和睿图东北模式的降水落区偏差较大;3种模式的极端降水预报普遍偏弱，其中，中尺度模式降水预报极值更接近实况，效果最好。
　　关键词：模式预报;降水检验;预报偏差
　　中图分类号 P457.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）01-0139-02
　　随着科技的不断发展，数值预报也取得了长足的进步，数值预报的准确率不断上升，精度不断提高，预报时效延长。数值预报已经成为现行预报业务里不可缺少的重要参考工具，所以及时地总结数值预报的准确性是预报工作中重要的环节，对于提高预报精度有很大的帮助[1]。统计检验是数值预报业务中的重要内容，一方面它可以客观定量地反映数值预报模式的预报水平，便于预报员使用;另一方面，它又可以帮助从事数值预报模式的研究和业务人员分析和发展预报模式中存在的问题，为改进模式提供可靠依据[2]。本文针对2019年发生在沈阳地区的降水过程，通过分析及检验，给出GRAPES全球模式、中尺度模式和睿图东北模式3种数值模式降水预报产品在沈阳地区的检验评估结果。
　　1 资料来源
　　本文所用资料来源于沈阳地区7个国家观测站降水数据，以及GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式未来0～24h降水预报场资料。
　　2 检验结果
　　2.1 6月8日沈阳地区大雨，局部暴雨 2019年6月8日沈阳地区出现大雨，局部暴雨。全地区平均降水量29.1mm，最大降水量88.7mm。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：浑南37.6，辽中23.6，苏家屯22.3，新民21.4，康平19.5，沈北新区19.0，法库16.5。影响系统：500hPa沈阳处于低涡前部，850hPa存在西南急流，近地面处于低压内部。
　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品的晴雨准确率分别为100%、80%、100%。睿图东北模式降水预报产品基本报出了大雨的范围和中心，而GRAPES全球模式只报出了沈阳北部的降水中心，中尺度模式只报出了沈阳南部的降水中心。此次过程最大降水量88.7mm，GRAPES全球模式预报降水极值为18～25mm;中尺度模式预报降水极值为25～38mm;睿图东北模式预报降水极值為18～25mm，3种模式均预报偏小。
　　2.2 6月29日沈阳地区强对流天气 6月29日沈阳地区出现强对流天气，全地区平均降水量30.0mm，最大降水量146.1mm，出现在苏家屯王纲街道。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：法库64.6，苏家屯56.0，沈北新区52.1，浑南39.1，辽中27.2，新民23.8，康平6.2。影响系统：500hPa处于低涡中心位置，850hPa处于气旋底部，近地面处于低压内部。
　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品晴雨准确率均为100%。睿图东北模式和中尺度模式降水预报产品降水落区预报效果相对较好，GRAPES全球模式降水中心落区偏北。此次过程最大降水量146.1mm，GRAPES全球模式预报降水极值为38～50mm;中尺度模式预报降水极值为50～75mm;睿图东北模式预报降水极值为50～75mm。3种模式均预报偏小。
　　2.3 7月29日沈阳地区大雨到暴雨，局部大暴雨 7月29日沈阳地区出现大雨到暴雨，局部大暴雨。全地区平均降水量40.4mm，最大降水量142.0mm。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：法库127.2，辽中74.2，新民47.4，沈北新区35.2，康平33.5，苏家屯30.9，浑南23.4。影响系统：500hPa存在低涡，850hPa处于气旋底部，近地面处于低压内部。
　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品晴雨准确率均为100%。中尺度模式和睿图东北模式降水分布效果较好，GRAPES全球模式降水中心落区偏北。此次过程最大降水量142.0mm，GRAPES全球模式预报降水极值为38～50mm;中尺度模式预报降水极值为75～100mm;睿图东北模式预报降水极值为100～150mm。睿图东北模式符合实况，GRAPES全球模式和中尺度模式预报偏小。
　　2.4 8月2日沈阳地区大雨到暴雨，局部大暴雨 8月2沈阳地区出现大雨到暴雨，局部大暴雨。全地区平均降水量61.9mm，最大降水量142.1mm，出现在新民大柳屯镇。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：新民110.9，浑南101.8，苏家屯86.0，辽中76.0，沈北新区48.1，法库47.4，康平31.4。影响系统：500hPa处于副高外围，850hPa存在暖式切变，气旋北上。
　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品晴雨准确率均为100%。降水分布：GRAPES全球模式相对较好，中尺度模式次之，睿图东北模式效果最差。此次过程最大降水量142.1mm，GRAPES全球模式预报降水极值为50～75mm;中尺度模式预报降水极值为38～50mm;睿图东北模式预报降水极值为38～50mm。3种模式预报均偏小。
　　2.5 8月16日沈阳地区强对流天气 8月16日沈阳地区出现强对流天气。全地区平均降水量42.4mm，最大降水量132.1mm（市区和平沈水湾公园）。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：沈北新区55.4，浑南46.9，法库38.8，苏家屯31.5，辽中18.1，新民17.5，康平5.5。影响系统：500hPa处于低涡底部，850hPa位于气旋后部，近地面处于低压后部。 　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品晴雨准确率的分别为100%、40%、100%。GRAPES全球模式降水分布相对较好，睿图东北模式次之，中尺度模式效果最差。此次过程最大降水量132.1mm，GRAPES全球模式预报降水极值为25～38mm;中尺度模式预报降水极值为5～10mm;睿图东北模式预报降水极值为25～38mm，3种模式预报均偏小。
　　2.6 9月13日沈阳地区中雨，局部暴雨 9月13日沈阳地区出现中雨，局部暴雨。全地区平均降水量23.6mm，最大降水量59.8mm。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：苏家屯32.8，辽中27.1，新民26.2，沈北新区24.4，浑南19.4，法库17.4，康平11.5。影响系统：500hPa处于低涡底部，850hPa处于气旋后部，近地面处于低压后部。
　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品晴雨准确率均为100%。中尺度模式降水分布效果最好，睿图东北模式次之，GRAPES全球模式最差。此次过程最大降水量59.8mm，GRAPES全球模式預报降水极值为25～38mm;中尺度模式预报降水极值为25～38mm;睿图东北模式预报降水极值为25～38mm，3种模式预报均偏小。
　　2.7 11月14日沈阳市区大雪 11月14日沈阳市区出现大雪，其他地区出现小雪天气。全市平均降雪量为3.9mm，浑南降雪量最大为8.8mm。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：浑南8.8，沈北新区8.3，苏家屯7.0，辽中2.2，新民1.0，法库0.0。影响系统：850hPa存在西南急流，近地面处于低压带内。
　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品的晴雨准确率分别为80%、100%、80%。中尺度模式降水预报产品降水分布效果最好，GRAPES全球模式次之，睿图东北模式降水中心位置偏北。此次过程最大降水量8.8mm，GRAPES全球模式预报降水极值为5～7.5mm;中尺度模式预报降水极值为7.5～10mm;睿图东北模式预报降水极值为5～7.5mm。中尺度模式效果符合实况，其他2种偏弱。
　　2.8 11月17日沈阳地区小雨转中雪到大雪 11月17日沈阳地区出现小雨转中雪到大雪。全市平均降水量为9.0mm，浑南降水量最大，为12.3mm。沈阳各区县国家观测站降水量（mm）：浑南12.3，辽中11.4，沈北新区10.8，苏家屯10.1，法库7.2，新民6.6，康平4.7。影响系统：500hPa位于槽前，850hPa存在切变线、西南急流，近地面位于低压带内。
　　检验结果：GRAPES全球模式和中尺度模式、睿图东北模式降水预报产品的晴雨准确率均为100%。中尺度模式降水预报产品降水分布效果最好。此次过程最大降水量12.3mm，GRAPES全球模式预报降水极值为7.5～10.0mm;中尺度模式预报降水极值为10～20mm;睿图东北模式预报降水极值为7.5～10mm。中尺度模式符合实况，其他2种偏弱。
　　3 结论
　　检验结果表明：GRAPES全球模式、中尺度模式和睿图东北模式的降水预报晴雨准确率分别为97.5%、90%、97.5%;中尺度模式的降水落区预报效果最好，GRAPES全球模式和睿图东北模式的降水落区偏差较大;3种模式的极端降水预报普遍偏弱，其中，中尺度模式降水预报极值更接近实况，效果相对较好。在今后的日常降水预报工作中，晴雨预报可参考GRAPES全球模式和睿图东北模式，降水落区和降水极值可参考中尺度模式降水预报产品。
　　参考文献
　　[1]黄归兰，王庆国.数值预报产品南宁24h降水预报检验[J].气象研究与应用，2007（S1）：60-61.
　　[2]张秀年，曹杰，杨素雨.云南2009年雨季T639、日本、德国3个数值模式的降水预报检验[J].云南地理环境研究，2010，22（06）：15-19，23.
　　（责编：张 丽）
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