Page 16 - 《高原气象》2022年第5期

第 41 卷 第 5 期 高 原 气 象 Vol. 41 No. 5
2022 年 10 月 PLATEAU METEOROLOGY October，2022

孔祥伟，张君霞，杨晓军，等，2022. 西北地区东部强降水大尺度数值模式预报空间偏差分析［J］. 高原气象，41（5）：1109-
1123. KONG Xiangwei，ZHANG Junxia，YANG Xiaojun，et al，2022. Spatial Deviation Analysis of Heavy Precipitation Forcast of
Large Scale Numerical Weather Prediction in Eastern Northwest China［J］. Plateau Meteorology，41（5）：1109-1123. DOI：
10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2021. 00041.

西北地区东部强降水大尺度数值模式

预报空间偏差分析

孔祥伟 1，2 ，张君霞 ，杨晓军 ，符娇兰 3
1
1
（1. 兰州中心气象台，甘肃 兰州 730020；
2. 兰州大学大气科学学院/兰州天气气候联合研究与实训中心，甘肃 兰州 730000；
3. 国家气象中心，北京 100081）

摘要：定量检验数值模式降水预报的空间偏差，对改进模式预报性能和增强预报员主观订正模式预报产
品能力均具有重要意义。利用 2019-2020 年 5-9 月 ECMWF、GRAPES-GFS 大尺度数值模式 36 h 预报
时效的 24 h 降水量预报和加密降水观测资料，使用基于目标属性的 CRA（Contiguous Rain Area）检验技
术识别、分离出西北地区东部强降水目标 51个，并基于影响系统的流型识别法将强降水分为低槽型、西
南气流型和两高切变型，定量分析了两种模式对不同类型强降水预报的空间偏差（位移、强度和形态偏
差）特征。结果表明：（1）ECMWF 和 GRAPES-GFS 强降水预报的形态偏差占比最大，其次是位移偏差，
强度偏差最小。形态偏差主要与暖区中的中小尺度对流系统活动有关。（2）两种模式预报的强降水落区
较实况均偏西偏北，对不同尺度雨区的预报偏差存在差异，对中 β 尺度强降水雨区的预报 ECMWF 优于
GRAPES-GFS，对中 α 尺度雨区两种模式预报均偏大。对最大降水量和平均雨强的预报，ECMWF 偏弱
不足 6%，而 GRAPES-GFS 偏弱超过 33%。（3）ECMWF 对低槽型最大降水量预报偏弱，对降水面积、平
均雨强的预报随降水尺度的大小而变化；对西南气流型预报面积和平均雨强偏大，最大降水量偏弱；对
两高切变型预报面积最易偏小甚至漏报，平均雨强和最大降水量预报较好。GRAPES-GFS 对西南气流
型和两高切变型预报的面积、平均雨强和最大降水量均明显偏小。（4）ECMWF对低槽型和西南气流型降
水落区预报偏西偏北，而两高切变型仅偏北。GRAPES-GFS预报的低槽型降水落区也偏西偏北，但西南
气流型预报偏西，两高切变型偏差特征不明显。
关键词：西北地区东部；CRA方法；空间偏差；强降水；大尺度数值模式
文章编号：1000-0534（2022）05-1109-15 中图分类号：P457.6 文献标识码：A
DOI：10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2021. 00041

1 引言 地反映高分辨率数值模式降水的真实预报能力

（Mass et al，2002；David et al，2009），也无法对预
降水具有高时空非连续性特征，定量检验降水
报中更为关注的强降水位置、范围及强度等属性给
预报空间偏差是一项富有挑战性的工作（Casati et
出定量检验结果（刘凑华和牛若芸，2013a）。空间
al，2008）。传统点对点的评分检验方法（如 TS评分
和 ETS 评分）可对降水预报结果的优劣给出一个综 检验方法相对于传统检验方法具有明显优势（Da‐
合评价，但由于受空间和时间微小差异所带来的 vis et al，2006a；王国荣等，2014；王新敏和栗晗，
“双重惩罚”（Ebert and McBride，2000），无法客观 2020），目前空间检验方法主要分为邻域法、尺度

收稿日期：2021⁃02⁃01；定稿日期：2021⁃04⁃29
资助项目：甘肃省气象局气象科研项目（Zd2021-01，英才计划）；甘肃省气象局创新团队项目（GSQXCXTD-2020-01）
作者简介：孔祥伟（1988-），男，山东荣成人，高级工程师，主要从事强对流天气预报与研究. E-mail：xiangwei580@163.com
通信作者：杨晓军（1980-），男，陕西神木人，高级工程师，主要从事灾害性天气预报与研究. E-mail：102804685@qq.com