一种温度精细化预报偏差滑动订正方法技术

本发明专利技术公开了一种温度精细化预报偏差滑动订正方法。获取实况点温度数值天气预报产品，计算实况点日最高、最低温度预报，确定温度预报偏差统计及最优滑动统计期，进行日最高、最低温度预报偏差滑动统计，根据日最高、最低温度预报订正偏差进行温度精细化预报偏差订正，将温度订正值由实况点反馈到预报站点或智能网格点上。根据数值预报产品和实况产品开发定时运行程序，每日定时自动运行，实时输出订正后的温度站点或智能网格预报产品，实现温度预报偏差滑动订正。本发明专利技术通过对数值模式温度预报进行滑动统计实现偏差订正，既提高了数值预报产品的准确性又简化了长时间序列的数据统计整理过程。

【技术实现步骤摘要】
一种温度精细化预报偏差滑动订正方法
本专利技术属于气象预报领域，具体涉及一种温度精细化预报偏差滑动订正方法。
技术介绍
温度预报是天气预报中的一项基本要素。随着数值天气预报水平的提高和MOS等释用技术的发展，温度预报准确率不断提高。以欧洲中期数值预报中心（ECMWF）数值预报产品为例，目前ECMWF模式2℃内温度预报准确率已达80%以上，但由于不同的下垫面特征以及模式系统误差等原因，数值模式温度预报往往存在系统误差。通过对历史资料统计建方程等方法进行MOS预报对温度预报取得了较好的释用效果，但传统的MOS预报存在以下缺点：（1）需要的历史数据比较多，一般需要2-3年以上的资料建方程效果较好。而当前数值模式发展变化较快，3年之内模式往往具有较大调整，导致MOS预报方法效果下降。（2）计算量大。需要不断进行长时间序列的数据统计整理，更新预报方程。（3）对于较为明显的强降温等过程，传统的MOS预报方法往往预报滞后。因此，在数值模式不断改进发展的今天，需要发展新的温度预报订正释用方法，以期通过少量历史样本可以达到较好的订正释用效果，提高温度预报准确率。
技术实现思路
为弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种基于数值天气预报的准确率高、订正效果好的温度精细化预报偏差滑动订正方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：（1）获取数值天气预报温度精细化预报产品及温度实况，通过插值技术获取实况点温度数值天气预报产品，并计算获取实况点日最高、最低温度预报；（2）实况点数值模式日最高最低温度预报偏差统计及最优滑动统计期确定：首先根据实况点日最高、最低温度值和数值模式日最高、最低温度预报值，对前期一段时间内数值模式日最高最低温度预报误差进行逐日统计计算，按照不同的滑动统计期获取不同滑动统计期内数值模式日最高最低温度平均预报误差；基于不同滑动统计期内温度预报系统误差分别对日最高、最低温度预报进行偏差订正；对订正前后的日最高、最低温度预报准确率进行评分或预报误差统计，根据预报准确率或误差大小选取订正预报效果最好的系统误差订正方式，确定偏差最优滑动统计期；（3）实况点数值模式日最高最低温度预报偏差订正：根据确定的最优滑动统计期进行实况点日最高、最低温度预报偏差滑动统计，日最高温度订正误差设为Dtmax，日最低温度订正误差设为Dtmin；（4）根据日最高、最低温度预报订正偏差进行实况点数值模式日最高最低温度预报偏差订正；（5）根据实况点数值模式日最高、最低温度预报偏差订正值进行温度精细化预报偏差订正，将日最高、最低温度的预报偏差作为订正量，线性调整到该点温度时间精细化预报（定时预报）；采用邻域法，将日最高最低温度预报偏差订正值由实况点反馈到周围站点或智能网格点上，并进一步实现相应点的温度精细化预报（定时预报）订正；（6）根据数值预报产品和实况产品开发定时运行程序，根据数值天气预报产品时间每日定时自动运行，实时输出订正后的温度精细化预报产品，实现业务化运行；（7）逐日滚动重复上述步骤，实现温度预报偏差滑动订正。本专利技术的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，所述实况点包括不规则分布的站点或规则分布的网格点。本专利技术的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，步骤（1）中获取数值天气预报温度精细化预报产品包括获取预报区域范围内的数值天气预报温度精细化产品，同时获取日最高、最低温度预报；获取数值天气预报温度实况包括获取观测站点或网格点温度实况以及实况点的经纬度坐标，以及观测站点或网格点日最高、最低温度实况。本专利技术的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，步骤（2）中所述前期一段时间内数值模式预报误差是指获取日前1-45天的数值模式预报误差。进一步的，步骤（2）中所述订正前后温度预报准确率为温度预报误差小于等于1℃或2℃的百分率；预报温度和实况温度绝对误差小于等于1℃，则为小于等于1℃温度预报正确。预报温度和实况温度绝对误差小于等于2℃，则为小于等于2℃温度预报正确。进一步的，上述温度预报误差是指预报值与实况值的差。本专利技术的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，步骤（5）进行温度精细化预报偏差订正包括实况点数值模式温度精细化预报偏差订正和实况点周围网格点数值模式温度精细化预报偏差订正。其中，实况点数值模式温度精细化预报偏差订正方法为：将日最高、最低温度的预报偏差作为订正量，线性调整到温度精细化预报，具体为：首先计算实况站点或网格点数值模式预报的日最高、最低温度值及其出现的时间；然后根据日最高最低温度预报订正误差获取中间各定时温度预报订正误差：假设日最高温度与最低温度出现时间之间共有M个时间点温度定时预报，从最低温度开始，后面第n个时间点温度定时预报的订正值Dtn由反距离权重法计算获取，公式如下：然后对温度定时精细化预报产品进行订正。其中，实况点周围的网格点数值模式温度精细化预报偏差订正方法为：采用邻域法，将日最高最低温度预报偏差订正值由实况点反馈到智能网格点上，将日最高、最低温度的预报偏差作为订正量，线性调整到温度精细化预报，具体为：首先计算网格点数值模式预报的日最高、最低温度值及其出现的时间；然后根据日最高最低温度预报订正误差获取中间各逐时温度预报订正误差：假设日最高温度与最低温度出现时间之间共有M个时间点温度定时预报，从最低温度出现的时间点开始，后面第n个时间点温度定时预报的订正值Dtn由反距离权重法计算获取，公式如下：然后对温度逐时精细化预报产品进行订正。进一步的，采用邻域法，将日最高最低温度预报偏差订正值由实况点反馈到智能网格点上具体方法为：a、数据准备：准备一份预报区域内地形高度数据，将地形数据插值到需要的网格预报点上以及实况站点上，利用MeteoInfo软件，生成与智能网格经纬度点以及实况站点相匹配的海陆边界数据；b、利用站点日最高最低温度订正误差进行网格预报点日最高最低温度订正，包括以下步骤：b1、采用邻域法，以预报区域范围内的实况站点为基础，找到离站点最近的格点及其周围8个格点；b2、进行海陆下垫面特征判断：根据MeteoInfo软件生成的海陆边界数据，判断实况站点的下垫面特征，以及最近格点及其周围8个格点的下垫面特征；如果下垫面特征与站点相同，则继续进行下一步；对于下垫面特征与站点不同的格点，不进行任何操作；b3、进行格点温度订正状态判断：每个格点订正前先进行订正状态判断，未订正时设为FALSE，订正后设为TRUE，同时记录该格点与订正站点的距离。如果该格点订正状态标记为TRUE，则先判断该格点到站点的距离d1，并与记录的该格点与上次订正站点的距离d2进行比较，如果d1＞d2，则不订正该格点；如果d1＜d2，则用该站点的日最高最低温度预报偏差作为该格点的日最高最低温度订正误差，再次记录该站点与订正格点的距离；b4、进行地形高度订正：分别对进行订正的格点地形高度与最近站点地形高度进行比较，求出二者地形高度差，根据温度地形高度递减率对站点日最高最低温度订正值进行地形高度差订正，订正后的值即为该格点的日最高最低温度预报偏差订正值；b5、依次循环，完成整个预报区域范围内所有站点向网格点订正值的反馈和相关格点的日最高最低温度订正。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对数值预报温度精细化预报产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）获取数值天气预报温度精细化预报产品及温度实况，通过插值技术获取实况点温度数值天气预报产品，并计算获取实况点日最高、最低温度预报；（2）实况点数值模式日最高最低温度预报偏差统计及最优滑动统计期确定：首先根据实况点日最高、最低温度值和数值模式日最高、最低温度预报值，对前期一段时间内数值模式日最高最低温度预报误差进行逐日统计计算，按照不同的滑动统计期获取不同滑动统计期内数值模式日最高最低温度平均预报误差；基于不同滑动统计期内温度预报系统误差分别对日最高、最低温度预报进行偏差订正；对订正前后的日最高、最低温度预报准确率进行评分或预报误差统计，根据预报准确率或误差大小选取订正预报效果最好的系统误差订正方式，确定偏差最优滑动统计期；（3）实况点数值模式日最高、最低温度预报偏差订正：根据确定的最优滑动统计期进行实况点日最高、最低温度预报偏差滑动统计，日最高温度订正误差设为Dtmax，日最低温度订正误差设为Dtmin；（4）根据日最高、最低温度预报订正偏差进行实况点数值模式日最高、最低温度预报偏差订正；（5）根据实况点数值模式日最高、最低温度预报偏差订正值进行温度精细化预报偏差订正，将日最高、最低温度的预报偏差作为订正量，线性调整到该点温度精细化预报；采用邻域法，将日最高最低温度预报偏差订正值由实况点反馈到周围站点或智能网格点上，并进一步实现相应点的温度精细化预报订正；（6）每天实时输出订正后的温度精细化预报产品，实现业务化运行；（7）逐日滚动重复上述步骤，实现温度预报偏差滑动订正。...

【技术特征摘要】
1.一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）获取数值天气预报温度精细化预报产品及温度实况，通过插值技术获取实况点温度数值天气预报产品，并计算获取实况点日最高、最低温度预报；（2）实况点数值模式日最高最低温度预报偏差统计及最优滑动统计期确定：首先根据实况点日最高、最低温度值和数值模式日最高、最低温度预报值，对前期一段时间内数值模式日最高最低温度预报误差进行逐日统计计算，按照不同的滑动统计期获取不同滑动统计期内数值模式日最高最低温度平均预报误差；基于不同滑动统计期内温度预报系统误差分别对日最高、最低温度预报进行偏差订正；对订正前后的日最高、最低温度预报准确率进行评分或预报误差统计，根据预报准确率或误差大小选取订正预报效果最好的系统误差订正方式，确定偏差最优滑动统计期；（3）实况点数值模式日最高、最低温度预报偏差订正：根据确定的最优滑动统计期进行实况点日最高、最低温度预报偏差滑动统计，日最高温度订正误差设为Dtmax，日最低温度订正误差设为Dtmin；（4）根据日最高、最低温度预报订正偏差进行实况点数值模式日最高、最低温度预报偏差订正；（5）根据实况点数值模式日最高、最低温度预报偏差订正值进行温度精细化预报偏差订正，将日最高、最低温度的预报偏差作为订正量，线性调整到该点温度精细化预报；采用邻域法，将日最高最低温度预报偏差订正值由实况点反馈到周围站点或智能网格点上，并进一步实现相应点的温度精细化预报订正；（6）每天实时输出订正后的温度精细化预报产品，实现业务化运行；（7）逐日滚动重复上述步骤，实现温度预报偏差滑动订正。2.根据权利要求1所述的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：所述实况点为不规则分布的站点或规则分布的网格点。3.根据权利要求2所述的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：步骤（1）中获取数值天气预报温度精细化预报产品包括获取预报区域范围内的数值天气预报温度精细化产品，同时获取日最高、最低温度预报；获取数值天气预报温度实况包括获取观测站点或网格点温度实况以及实况点的经纬度坐标，以及观测站点或网格点日最高、最低温度实况。4.根据权利要求2所述的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：步骤（2）中所述前期一段时间内数值模式预报误差是指获取日前1-45天的数值模式预报误差。5.根据权利要求2或4所述的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：步骤（2）中所述订正前后温度预报准确率为温度预报误差小于等于1℃或2℃的百分率。6.根据权利要求5所述的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：温度预报误差是指预报值与实况值的差值。7.根据权利要求2所述的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：步骤（5）进行温度精细化预报偏差订正包括实况点数值模式温度精细化预报偏差订正和网格点数值模式温度精细化预报偏差订正。8.根据权利要求7所述的一种温度精细化预报偏差滑动订正方法，其特征在于：实况点数值模式温度精细化预...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛春岩，荣艳敏，范苏丹，
申请(专利权)人：山东省气象科学研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37