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1、 1单站温度精细化预报方法 周春珍陈秀杰, 王金霞 济南市气象台济南2 5 0 0 0 2 摘 要 对不同的日较差进行分级并统计不同等级内三小时气温的气候平均值及三小时气温变量的气候平均值利用实况气温值及气温变量的气候平均值研制出济南市的三小时气温的滚动预报方法 关键词日较差 气候平均植 气温预报值 1 引言 随着国民经济的发展和人们生活水平的日益提高传统的粗放型预报结构已不能 满足需要 而温度是人们时时刻刻能感受到的 温度的变化与人们的生活和工作息息相关 每日常规预报中仅有的最低与最高温度的预报不能反映一天当中温度的变化所以我们 开发了三小时温度的滚动预报方法例如利用早晨 0 8 时温度实况
2、值预报上午 1 1 时的 温度预报值利用上午 1 1 时的温度实况值预报中午 1 4 时的温度预报值以此类推作 出三小时的温度滚动预报 2 思路 温度变化是有一定规律的连续性的变化 随着时间和空间的不同而不同 更与大气环流 和其它天气要素关系密切不同天空状况下温度的变化是不相同的比如晴朗少云的天空 状况下白天太阳辐射强地面升温快而夜间辐射降温同样也快这样日较差就大而阴 天情况下天空云量多昼夜温差就小升降温幅度都较小即日较差小又比如在有冷空 气南下影响时温度是呈下降的趋势的夜间温度比白天高所以可以根据日较差的不同 来做温度的滚动预报 3 温度预报值的计算 3 . 1 计算思路 日较差即为日最高气
3、温与最低气温之差 不同月份日较差是不相同的 根据不同月份气 温日变化的不同 按日较差的值对历史资料样本进行分组 分别求出各组气温的气候平均值 从而得到三时次气温的气候变量值 最后根据预报的日较差对应预报日预报时刻的气温变量 值 利用自动观测站观测到的实况气温累加相应的气温变量值 从而得到预报日的三小时滚 动气温预报值 3 . 2 日较差的分级 根据济南的气候特点以及气温的变化规律我们将日较差按 3 划分一个等级共分 5 个等级如下表给出 1 0 月份的各级日较差的样本数 表 1 1 0 月份的各级日较差的样本数 日较差 5 . 0 5 . 1 8 . 0 8 . 1 1 1 . 0 1 1 .
4、 1 1 4 . 0 1 4 . 1 天数 1 6 3 1 3 8 2 7 1 2 3 . 3 各级日较差的三小时气温的气候平均值的计算 3 . 3 . 1 求出三小时气温气候平均值 利用公式1 计算 LiT=n1 =njijt1( 1 ) (i= 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ;j= 1 , 2 ,n ;L= 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ; ) 2式1 中L为日较差的 5个等级TLi为L组三小时气温的气候平均值i为一天中每隔三小时的 8 个时次即 0 2 时0 5 时2 3 时j为在L各组中 4 年的三小时气温出现的样本数n为各级日较差条件的样本数 表
5、1 中L= 1 时,n= 1 6 ;L= 2 时,n= 3 1 ;L= 3时,n= 3 8 ;L= 4 时,n= 2 7 ;L= 5 时,n= 1 2 , 例如T32表示等级为 3 8 . 1日较差1 1 . 0的 0 5 时的气温3 表示等级 32 表示 1 1 时由公式1 按等级的不同统计三 小时的气温气候平均值以 1 0 月份为例见表 2 表 2 1 0 月份各级日较差各时刻气温气候平均值 日较差 5 . 0 5 . 1 8 . 0 8 . 1 1 1 . 0 1 1 . 1 1 4 . 0 1 4 . 1 各时 刻气 温气 候平 均值 0 8 时 1 1 时 1 4 时 1 7 时 2
6、 0 时 2 3 时 0 2 时 0 5 时 1 3 . 0 1 3 . 6 1 3 . 6 1 3 . 1 1 2 . 3 1 1 . 5 1 3 . 1 1 3 . 0 1 3 . 9 1 6 . 3 1 7 . 3 1 6 . 2 1 3 . 7 1 2 . 6 1 4 . 4 1 3 . 8 1 4 . 8 1 9 . 1 2 0 . 5 1 9 . 0 1 6 . 0 1 5 . 1 1 4 . 6 1 3 . 9 1 3 . 6 1 8 . 5 2 0 . 1 1 8 . 4 1 5 . 5 1 4 . 1 1 2 . 1 1 1 . 6 1 3 . 0 1 9 . 0 2 1 .
7、 2 1 9 . 6 1 5 . 0 1 4 . 7 1 0 . 4 1 0 . 2 3 . 3 . 2 各时次三小时气温的变量 利用表 2 中的数据由公式2 就可以得出三小时气温的变量值TLiiT=1+LiTiT 2 (i= 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ;L = 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) 3表 3 1 0 月份 3 小时气温差平均值 日较差 5 . 0 5 . 1 8 . 0 8 . 1 1 1 . 0 1 1 . 1 1 4 . 0 1 4 . 1 三小时气温气候变量值 0 8 时 1 1 时 1 4 时 1 7 时 2 0 时 2 3 时 0
8、 2 时 0 5 时 0 . 0 0 . 6 0 . 0 - 0 . 5 - 0 . 8 - 0 . 8 1 . 6 - 0 . 1 0 . 1 2 . 4 1 . 0 - 1 . 1 - 2 . 5 - 1 . 1 1 . 8 - 0 . 6 0 . 9 4 . 3 1 . 7 - 1 . 5 - 3 . 0 - 0 . 9 - 0 . 5 - 0 . 7 2 . 0 4 . 9 1 . 6 - 1 . 7 - 2 . 9 - 1 . 4 - 2 . 0 - 0 . 5 1 . 8 6 . 0 2 . 2 - 0 . 6 - 4 . 6 - 0 . 3 - 4 . 3 - 0 . 2 3 .
9、 4 气温预报值的计算 据预报的日最高气温和日最低气温计算出日较差判别日较差属于哪个等级利 用观测的实况温度作为起报时刻气温值并与气温气候平均值变量相加就可以计算 出三小时滚动气温值了公式3 iT=0T +iT ( 3 ) iT为要得出的气温预报值0T为起报时刻气温观测值iT为气温的三小时变量值) 1(0= i时刻i= 1 2 3 4 5 6 7 8 例如预报当日最高气温与最低气温之差为可以知道属于等级的范围而时观测的实况温度为3 .则时的温度值为T= 1 3 . 7 + 4 . 3 = 1 8 . 0 如果根据需要 还可以可根据公式 4 利用累加的方法 计算出第1+i,2+i 时刻比如知道
10、0 8 时气温实况值不但可以预报出 1 1 时的气温还可以预报出 1 4 时 1 7 时等的气温不过准确率不如三小时的高 iT=0T+=niiT14 4 业务工作 4 . 1 日较差的选取 因为预报时段为 2 0 2 0 时所以在白天 0 5 2 0 时我们利用当日早晨 0 5 时的电视报 中当日最高和最低气温计算出日较差 在晚上 2 0 时之后 利用下午 1 6 时发布的电视报中次 日最高和最低气温计算出日较差 4 . 2 温度的计算机自动处理预报 从历史资料的处理到温度计算的过程都使用 V B 6 . 0 语言编程 编制成了 济南市区三小4时气温临近预报系统含历史资料处理系统本文中所用日最
11、高和最低气温都是由有计 算机自动从每日编写的电视报中读取 在做温度的滚动预报时 目前只需输入预报初始温度 值即可随着自动观测站的建立和完善将会自动读取自动观测站的初始温度值然后进行 温度滚动预报使整个预报过程完全自动化 4 . 3 应用效果检验 在系统开发完成后我们对 2 0 0 3 年 4 月份进行了试报分别对 0 8 时和 1 4 时预报结果 与实况进行了对比表 4分析结果表明在没有强冷空气影响时气温变化有一定的规 律性预报准确率较高但当遇有强冷空气影响时气温骤降预报准确率较低预报误差 大例如 4 月 1 7 日有强冷空气影响1 4 时的预报误差达到了 1 0 . 7这种情况下不宜直接 使
12、用此方法对温度的预报值需预报员对温度进行主观订正 表 4 2 0 0 3 年 4 月 0 8 时及 1 4 时气温预报准确率% 误差 0 8 时气温 % 1 4 时气温 ( % ) 0 . 5 5 0 3 6 . 7 1 . 0 7 3 . 3 5 0 . 0 2 . 0 8 6 . 7 8 0 . 0 3 . 0 1 0 0 9 6 . 7 3 . 0 0 3 . 3 F 值 F a = 0 . 0 0 1 1 1 . 8 3 1 2 . 9 7 4 . 2 0 4 . 2 0 5 简要结语 该方法对温度的三小时预报准确率较高具有较好的使用价值可以在日常业务中使 用随着自动气象观测站普及利用自动站观测的逐时气温该方法还能应用于温度的逐 小时滚动预报 参考文献 1 张德山等日较差分级的北京地面逐时气温预报 J 气象1 9 9 9 2 5 5
