一种改进的数值预报降水偏差订正方法及应用.pdf

第 26卷 第 2期 应 用 气 象 学 报 Vol_26，No．2 2015年 3月 J0URNAL 0FAPPLIED METEOROLOGICAL SCIENCE March2O15 孙靖 ，程光光 ，张小玲．一种改进的数值预报降水偏差订正方法及应用．应用气象学报 ，2015，26(2)：173—184 doi：10．11898／1001—7313 一 种改进的数值预报降水偏差订正方法及应用 孙 靖D 程光光D 张小玲 ¨ (国家气象中心，北京 100081) (中国气象局数值预报中心，北京 100081) 摘 要 对传统的消除偏差法进行改进 ，形成分等级消除偏差法 ，并使用混合训练期和 60d滑动训练期方案分别对 2012年 6—8月ECMWF(EuropeanCentreforMedium-RangeWeatherForecasting)模式夏季 1～5d的降水预报进 行订正试验 。为 了尽可能符合 中国东部夏季 降水具有移动性及多种时间尺度变化的特点 ，混合训练期 以预报期前 30d与预报期前一年 同 日的前后各 15d组成 。结果表 明：在使用分等级消除偏差法的基础上 ，相 比ECMWF模式 降水预报，两种训练期方案的订正结果几乎对各个阈值的ETS评分均有一定提高，特别是对 25mm 以上降水预报 评分的提高幅度 ，混合训练期方案的订正结果 明显高于 60d滑动训练期方案 ；在 区域性强降水预报的订正 中，混合 训练期方案优势更为明显 。另外，通过分析两种训练期方案 的预报偏差发现 ，分等级订正是此次消除偏差订正试 验中提高强降水预报评分的关键，选择合适的训练期可以增加评分提高的幅度。由于上述试验使用的ECMWF模 式预报和站点实况均是业务上常用数据 ，因此 ，该方法具有一定 的业务应用价值 。 关键词 ：分等级消除偏差法 ；混合训练期 ；夏季风 降水 ；降水订正 方根误差，提高预报与实况之间的空间相关性，但 同 引 言 时也指出对于 75mm 以上的强降水预报 ，该方法订 正效果有限；Krishnamurti等[1基于TIGGE(THOR— 数值预报模式的降水预报产品已成为业务 降水 PEX InteractiveGrandGlobalEnsemble)和 TRMM 预报 的重要依据 ，但 由于模式 的初始条件和边界条 (TropicalRainfallMeasuringMission)数据集，利用超 件等因素产生的不确定性，模式降水预报与实况始 级集合预报方法对中国夏季风降水预报进行了订正 终存在一定偏差[1]。对于 6h以内的降水预报偏 试验 ，结果显示 ：在 10d的预报时效内，超级集合预 差 ，可通过多普勒天气雷达 的高时空分辨率的观测 报 同样可以达到上述效果。 数据加以订正L4]。对于中短期 (1～5d)的偏差 ，利 智协飞等 [1对比了多模式集合平均预报和 6d 用非常规资料进行订正效果也不理想 。为了提高这 滑动训练期的消除偏差集成平均预报的订正效果， 一 时效区间内的降水预报准确率 ，很多研究主要通 结果显示 ：相 比于前者 ，后者在小到中雨的TS评分 过调整模式的物理参数化方案或水平分辨率减少模 中有一定优势 ，但对 中雨 以上的TS评分改进有 限。 式预报和实况之 间的差距 ¨6]。目前越来越多 的研 出现这种情况 ，与训练期的选取及计算模式预报偏 究通过对 降水预报进行偏差订正加 以消除_lg ， 差的方法有关 。首先 ，目前 的降水预报偏差订正方 Krishnamurti等[】首先提出超级集合预报