ISSN 1004-4965

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深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报的检验评估

王德立 黄辉军 陈训来 王蕊 谢坤 魏晓琳 李兴荣

王德立, 黄辉军, 陈训来, 王蕊, 谢坤, 魏晓琳, 李兴荣. 深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报的检验评估[J]. 热带气象学报, 2020, 36(6): 759-771. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.068
引用本文: 王德立, 黄辉军, 陈训来, 王蕊, 谢坤, 魏晓琳, 李兴荣. 深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报的检验评估[J]. 热带气象学报, 2020, 36(6): 759-771. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.068
De-li WANG, Hui-jun HUANG, Xun-lai CHEN, Rui WANG, Kun XIE, Xiao-lin WEI, Xing-rong LI. VERIFICATION AND EVALUATION OF TYPHOON PRECIPITATION FORECAST BY SHENZHEN STORM-SCALE ENSEMBLE FORECAST SYSTEM[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2020, 36(6): 759-771. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.068
Citation: De-li WANG, Hui-jun HUANG, Xun-lai CHEN, Rui WANG, Kun XIE, Xiao-lin WEI, Xing-rong LI. VERIFICATION AND EVALUATION OF TYPHOON PRECIPITATION FORECAST BY SHENZHEN STORM-SCALE ENSEMBLE FORECAST SYSTEM[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2020, 36(6): 759-771. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.068

深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报的检验评估

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.068
基金项目: 

国家重点研发计划政府间/港澳台重点专项项目 2019YFE0110100

广东省重点领域研发计划项目 2019B111101002

国家自然科学基金项目 41975124

国家自然科学基金项目 41675021

中国气象局预报员专项 CMAYBY2019081

广东省气象局科研面上项目 GRMC2017M29

详细信息
    通讯作者:

    王德立,男,广东省人,工程师,主要从事短期天气预报工作和研究。E-mail:wangdeli85@126.com

  • 中图分类号: P444

VERIFICATION AND EVALUATION OF TYPHOON PRECIPITATION FORECAST BY SHENZHEN STORM-SCALE ENSEMBLE FORECAST SYSTEM

  • 摘要: 目前数值模式对台风降水预报的准确率仍有待提高。为了评估深圳对流尺度集合预报系统对台风降水预报能力,选取了2015—2018年共14个影响广东台风个例,利用广东省2 300多个自动气象观测站的24小时累计降水观测资料,检验该系统的集合预报方法(含集合平均方法和概率匹配平均方法)和控制预报方法的24小时降水预报结果。(1)系统对台风24小时降水预报具有较好参考价值,三种方法的暴雨等级预报TS评分均达到0.39以上。(2)集合预报方法总体上优于控制预报方法,可改善珠江口两侧暴雨中心降水预报。其中集合平均方法总体预报效果最好,其降水预报均方根误差为38.1 mm,比控制预报方法减少18.8%,对暴雨等级预报TS评分为0.469比控制,预报方法提升20.1%,但是对特大暴雨等级预报能力不足;而概率匹配平均方法改善了小雨和特大暴雨的预报能力。(3)系统对较强台风的降水预报能力优于弱台风。在较强台风情形下,系统对粤东暴雨中心降水预报明显偏小且控制预报方法偏差最大,其他地方降水预报偏大为主;在弱台风情形下,系统对降水预报存在明显系统性偏大,但对粤西暴雨中心降水预报明显偏小且控制预报偏差最大。

     

  • 图  1  深圳对流尺度集合预报系统预报区域

    图  2  2015—2018年共14个台风个例的24小时累计降水平均

    a.观测;b.概率匹配平均;c.集合平均;d. M00。单位:mm。

    图  3  2015—2018年共14个台风个例的24小时累计降水预报偏差(预报平均减去观测平均,单位:mm)

    图  4  24小时累计雨量预报评分

    a. TS评分;b.预报偏差评分;c.空报率;d.漏报率。

    图  5  不同等级观测降水情形下三种方法的降水预报频率分布

    a.小雨;b.中雨;c.大雨;d.暴雨;e.大暴雨;f.特大暴雨。

    图  6  2015—2018年共14个台风根据登陆中国华南沿海地区时强度进行分类

    a.较强台风;b.弱台风。台风路径中临近两点的时间间隔为3小时或者6小时,具体间隔由台风最佳路径数据集决定;路径上的虚线表示选取的数值预报个例起始时间到结束时间(24小时)对应的台风路径。

    图  7  图 2,但为较强台风

    图  8  图 3,但为较强台风

    图  9  图 4,但为较强台风

    图  10  图 2,但为弱台风

    图  11  图 3,但为弱台风

    图  12  图 4,但为弱台风

    表  1  深圳对流尺度集合预报系统外层d01不同成员配置

    成员 微物理 短波辐射 边界层 陆面 积云对流 初始和边界条件
    M00 WSM6 Goddard MYJ Noah KF ECMWF
    M01 WSM6 Dudhia YSU Noah BMJ GEFS p01
    M02 Thompson Dudhia ACM2 RUC KF GEFS p02
    M03 WSM5 Dudhia MYJ RUC GD-3d GEFS p03
    M04 WSM6 Dudhia MYNN Noah KF GEFS p04
    M05 Ferrier Goddard ACM2 Noah KF GEFS p05
    M06 Thompson New Goddard MYJ RUC BMJ GEFS p06
    M07 Thompson Goddard YSU Noah GD-3d GEFS p07
    M08 WSM6 New Goddard MYNN Noah BMJ GEFS p08
    M09 WSM 5 Goddard ACM2 Noah BMJ GEFS p09
    M10 Ferrier New Goddard MYJ RUC GD-3d GEFS p10
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    表  2  2015—2018年影响广东的14个台风个例

    序号 编号 台风名称 登陆强度 登陆地区 数值预报个例选择(北京时)
    1 1510 莲花 台风 汕尾 2015070820
    2 1604 妮妲 强台风 深圳 2016080120
    3 1608 电母 热带风暴 湛江 2016081720
    4 1621 莎莉嘉 强台风 万宁 2016101808
    5 1622 海马 强台风 汕尾 2016102020
    6 1702 苗柏 热带风暴 深圳 2017061208
    7 1707 洛克 热带风暴 香港 2017072220
    8 1713 天鸽 强台风 珠海 2017082220
    9 1714 帕卡 台风 江门 2017082620
    10 1716 玛娃 热带风暴 汕尾 2017090308
    11 1804 艾云尼 热带风暴 湛江 2018060708
    12 1809 山神 热带风暴 万宁 2018071720
    13 1816 贝碧嘉 强热带风暴 琼海 2018081020
    14 1822 山竹 台风 江门 2018091520
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    表  3  平均误差和均方根误差 单位:mm。

    样本 产品 平均误差 均方根误差
    14个个例 PM 8.3 44.9
    Mean 6.4 38.1
    M00 3.6 46.9
    较强台风 PM 1.1 36.7
    Mean 0.9 34.7
    M00 1.0 44.0
    弱台风 PM 15.4 51.6
    Mean 11.7 41.2
    M00 6.1 49.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-18
  • 修回日期:  2020-06-18
  • 刊出日期:  2020-12-01

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