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检验系统介绍

华南区域中心根据国家气象中心提供的检验程序包,初步建立了华南区域的模式检验系统。检验的区域为11.2°-33.76°N,97.4°-128.84°E,水平分辨0.12°。检验的要素包括:(1)高空500hPa高度场和850hPa风场;(2)地面2m温度;(3)降水。地面降水的检验目前仅检验模式24、48小时降水预报结果,将增加6小时降水的检验。

将广州区域中心(Grapes)、ECMWF、JMA、T639模式预报数据插值到相同水平分辨率(0.12°*0.12°),在相同模式区域内(11.2°N-33.76°N,97.4°E-128.84°E)用相同检验方法对预报要素评分。模式预报数据的下载由于网络或其他原因可能不齐全,检验结果仅供内部参考。

一、华南区域检验系统目前的功能

1.  高空形势检验

统计检验参数为:各检验要素的倾向相关系数、均方根误差、误差标准差和平均绝对误差。数学计算公式如下所示:

(1)倾向相关系数:
(2)均方根误差:
(3)误差标准差:
(4)平均绝对误差: MAE=

上列各式中,为预报值,为分析值,为预报初值,N为检验区域中的格点数

目前检验系统以NCEP分析场作为分析值。

2.  2m温度检验

2m温度统计检验参数与高空形势检验相同,为倾向相关系数、均方根误差、误差标准差和平均绝对误差。数学计算公式不再赘述。

此外,检验系统统计了温度预报误差的百分率。计算公式为:

误差不大于x(x可为1,2或3)度的百分率PP: PP=NX/NN。

NX:预报误差不大于x的站数

NN:总观测站数

目前所采用的观测资料为华南区域中心收录地面观测SYNOP资料。约1200个观测站。

3.降水检验

统计检验参数为:24、48小时降水预报的TS评分、漏报率、空报率、预报效率、预报偏差及ETS评分。6小时降水预报检验参数相同。相应公式如下:

(1)TS评分:
(2)漏报率:
(3)空报率:
(4)预报效率:
(5)预报偏差:
(6)公平TS评分:
  其中:  

公式中的符号说明见表1。

表1  降水的检验分类表

实况\预报

NA

NC

NB

ND

目前所用观测资料为华南区域中心1200个测站资料。

4. 台风检验

对有台风情况下,进行逐日两次台风强度和路径预报检验,各家模式的台风检验误差计算均采用统一的检验程序。其中,台风强度误差检验为台风中心气压的预报与观测之差的绝对值;台风路径误差的计算程序为:

设Edd为路径误差,则:

Edd=Rd*(ACOS(A))

A=SIND(Yf)*SIND(Yr)+COSD(Yf)*COSD(Yr)*COSD(Xf-Xr)

其中,Rd为地球半径,Xr,Yr为实测经纬度;Xf,Yf为预报经纬度。当路径误差超过600公里、观测与预报中的经度或纬度为缺测时路径误差结果均为缺测。子程序如下:

subroutine calerr(xr,yr,xf,yf,edd)

implicit none

real xr,yr,xf,yf,edd,a,rf

a=sind(yf)*sind(yr)+cosd(yf)*cosd(yr)*cosd(xf-xr)

if(a .gt. 1.0)then

a=1.0

endif

if(a .lt. -1.0) a=-1.0

rf=abs(acos(a))

edd=6371.*rf

if(edd .ge. 600)edd=9999.9

if(xr+yr+xf+yf .ge. 9900)edd=9999.9

if(xr==9999.9 .or. yr==9999.9 .or. xf==9999.9 .or. yf==9999.9 )then

edd=9999.9

endif

return

end subroutine calerr