一种降水预报概率化方法及初步应用.pdfVIP

  1  一种降水预报概率化方法及初步应用* 1 2 3 4 2  赵琳娜 ，刘 莹 ，梁 莉 ，段青云 3  （1.中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京 100081；2.四川省气象台，成都 610072； 4  3. 中国气象局公共气象服务中心，北京 100081；4.北京师范大学，北京 100875） 5  摘要：概率预报因其能够包含预报的不确定性而越来越被人们所接受，并且应用越来越广泛。在气象- 6  水文预报中常常要用到基于单个数值预报计算的（面）雨量预报，如何将有一定技巧的单值降水预报生 7  成包含不同可能性的概率预报产品，在概率化的同时把历史资料的信息吸收进去，定量化表达预报不确 8  定性，同时降低其预报偏差，这对于提高降水预报技巧有非常重要的意义。本文利用1981年 1月 1日至 9  2003年12月31日淮河流域59个站的降水观测及同时段美国GFS集合预报模式回算的24小时降水量集 10  合平均预报资料，建立条件亚正态分布函数的概率预报模型并得到集成预报。针对淮河流域子流域的试 11  验结果表明：新方法生成的集成预报的均方根误差在所有子流域和各个季节的误差都有显著降低，其中 12  蚌埠至洪泽湖流域 6 月份的均方根误差降低达 3.11mm。四个子流域通过该模型得到的集成预报的 Brier 13  技巧评分为0.16～0.61，说明该集成预报在整年都具有一定预报价值。在淮河上游大坡岭至息县流域， 14  当实际日面雨量阈值为 0.00mm～7.820mm 的预报时，夏季的集成预报出现不同程度的低报；但当实际日 15  面雨量阈值为18.116mm时，夏季的集成预报表现出较好的可靠性。 16  关键词：单值预报，概率预报，二元亚正态分布，集成方法 17  引 言 18  降水预报在及时、准确的洪水预警和防灾减灾中扮演着极其重要的角色，水文预报从 19  降水分布的预报到径流、洪峰的预报要经历多个步骤，其中每个步骤都可能存在不确定性。 20  水文预报的用户越来越希望对水文预报的不确定性进行定量估计。因此，降水预报的不确 21  定性对于水文预报不确定性有非常重要的影响。 22  随着数值预报技术的发展，降水预报的准确率得到了一定程度的提高。由于大气系统 23  的复杂性和非线性加上模式初值误差和模式本身无法避免的一些不确定性，使得数值预报 24  仍存在一定的误差[1] 。有技巧的降水数值预报是产生有技巧的水文预报的基础，将有一定 25  技巧的单值降水预报生成包含不同可能性的概率预报产品，同时降低其预报偏差，产生使 26  降水预报更加有技巧的产品，对于在防汛抗旱和水资源管理决策中服务不同要求的用户是                                                                * 资助课题：公益性行业（气象）科研专项“基于地理信息系统的水文气象预报技术”（GYHY201006037 ）和“基于多模式 集合预报的交互式应用技术研究”（GYHY200906007 ）。 1 作者简介：赵琳娜，女，正研级高工，从事数值天气预报和应用气象研究；010zhaoln@ 。 2 通讯作者：刘莹， liuyingwy@163.com 。   1   1  非常有意义的。 2  集成预报技术主要是用于处理模式的随机误差，统计方法则可以用来消除系统性的误 3  差，例如 MOS 和 PP [2] 。但这些方法无法表达预报的不确定性。Hamill 等[3-4]提出使用 4  Logistic 回归方程来对降水数值预报进行订正。此外，国外学者通过二元随机变量的联合 5  分布来实现对单个预报的概率化，优点是在概率化的过程中，考