一种降水预报精度评定方法与流程

文档序号:11261486阅读:563来源:国知局

本发明属于降水预报精度评定技术,尤其涉及一种降水预报精度评定方法。



背景技术:

天气预报就是应用大气变化的规律,根据当前及近期的天气形势,对某一地区未来一定时期内的天气状况进行预测。数值天气预报是对未来天气情况进行数字量化的预报,随着计算机技术的发展、观测手段的进步,以及对大气物理过程认识的深入,数值天气预报已取得很大进步,成为天气预报的主要手段。其中精细化数值降水预报是天气预报技术中最困难的一项技术,它需要利用高性能计算机运算,通过数值模式的方程式模拟反映大气状态的各种气象要素的演变。

精细化降水预报作为对未来降水具体数量值的预报,是综合利用现代天气预报技术和信息技术,特别是互联网云计算技术,依托高时空分辨率数值预报产品和历史实况数据,将基于文本的、描述性、定性的传统天气预报产品体系,发展为定点的、定量的、高时空分辨率的现代天气预报产品体系,其成果广泛运用于水利、电力、交通、能源、保险、传媒、餐饮、旅游、环境等行业。

降水预报成果更加精细化是社会发展的必然要求,但由于缺少预报精度评定的标准,无法对预报结果的质量好坏作出评价,其精度所在等级的不可计量,对精细化降水预报成果在各行业的应用造成了障碍;严重制约了降水预报的作用和功能。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题:提供一种降水预报精度评定方法,以解决现有技术对降水预报的精度评定没有统一标准导致严重制约了降水预报的作用和功能等技术问题。

本发明技术方案:

一种降水预报精度评定方法,它包括:

步骤1、将预报区域划分为若干网格;

步骤2、计算预报区域内降水总量误差,确定降水总量误差是否合格;

步骤3、计算预报区域时段降水量最大值误差;确定时段降水量最大值误差是否合格;

步骤4、计算预报区域时段降水峰现时间误差;确定时段降水峰现时间误差是否合格;

步骤5、计算网格降水量最大值误差;确定网格降水量最大值误差是否合格;

步骤6、计算降雨中心偏移值误差;确定降雨中心偏移值误差是否合格;

步骤7、设定评定时间周期;

步骤8、确定评定样本数量;

步骤9、根据步骤2-6的误差值确定合格次数,进行综合精度计算。

步骤2所述的计算预报区域内降水总量误差,确定降水总量误差是否合格的方法为:将预报区域内降水总量与预报值之间的相对误差的绝对值作为预报区域内降水总量误差,降水总量误差小于25%为合格,预报区域内降水总量误差公式为:

步骤3所述计算预报区域时段降水量最大值误差;确定时段降水量最大值误差是否合格的方法为:将预报区域内各时段降水量进行排序,其中的最大值为时段降水最大值,时段降水量最大值误差是实测时段降水量最大值与预报值之间的相对误差的绝对值,时段降水量最大误差≤25%为合格

步骤4所述计算预报区域时段降水峰现时间误差;确定时段降水峰现时间误差是否合格的方法为:实测时段降水峰现时间与预报值之间的相对误差的绝对值为时段降水峰现时间误差,按式(3)计算,时段降水峰现时间误差≤25%为合格

步骤5所述计算网格降水量最大值误差;确定网格降水量最大值误差是否合格的方法为:将预报区域内网格降水量进行排序,其中的最大值为网格降水量最大值,网格降水量最大值误差是实测网格降水量最大值与预报值之间的相对误差的绝对值,按式(4)计算,格点降水最大值误差≤25%为合格

步骤6所述计算降雨中心偏移值误差;确定降雨中心偏移值误差是否合格的方法为:降雨中心偏移值误差:反映降水在预报区域分布上的误差,按式(5)计算,降雨中心偏移值误差≤25%为合格

步骤7所述设定评定时间周期,评定周期设为年。

步骤8所述确定评定样本数量,评定样本数量为评定周期内所有样本数的30%,按式(6)计算,计算结果取整数,小数位四舍五入

综合精度计算方法为:对每场样本按照步骤2至6分别计算5个指标是否合格,将合格的指标统计为降水总量预报合格次数、时段降水量最大值预报合格次数、时段降水峰现时间预报合格次数、格点降水量最大值预报合格次数、降雨中心偏移值预报合格次数,按式(7)计算,得到综合精度

式中:n1为降水总量预报合格次数;n2为时段降水最大值预报合格次数;n3为时段降水峰现时间预报合格次数;n4为网格最大降水值差预报合格次数;n5为降雨中心偏移值预报合格次数。

它还包括综合精度等级划分方法,其方法为:综合精度大于等于85%则精度等级为甲;综合精度小于85%,大于75%则精度等级为乙;综合精度小于75%,大于65%为丙。

本发明的有益效果:

本发明将降水预报值进行精细化划分,将精细化降水预报的精度按组合方式评定,指标包括预报区域内降水总量、时段降水量最大值、时段降水峰现时间、格点降水量最大值、降雨中心偏移值等;将预报区域近似为矩形区域,然后按应用需求划分为若干网格,对各个指标误差进行计算,统计合格次数;最终得到降水预报综合精度;最终根据综合精度等级进行分类预报;解决了现有技术对降水预报的精度评定没有统一标准导致严重制约了降水预报的作用和功能等技术问题。

具体实施方式:

一种降水预报精度评定方法,它包括:

步骤1、将预报区域划分为若干网格;将预报区域近似为矩形区域,然后按按应用需求划分为若干网格。

步骤2、计算预报区域内降水总量误差,确定降水总量误差是否合格;

步骤2所述的计算预报区域内降水总量误差,确定降水总量误差是否合格的方法为:将预报区域内降水总量与预报值之间的相对误差的绝对值作为预报区域内降水总量误差,降水总量误差小于25%为合格,预报区域内降水总量误差公式为:

步骤3、计算预报区域时段降水量最大值误差;确定时段降水量最大值误差是否合格;

步骤3所述计算预报区域时段降水量最大值误差;确定时段降水量最大值误差是否合格的方法为:将预报区域内各时段降水量进行排序,其中的最大值为时段降水最大值,时段降水量最大值误差是实测时段降水量最大值与预报值之间的相对误差的绝对值,时段降水量最大误差≤25%为合格

步骤4、计算预报区域时段降水峰现时间误差;确定时段降水峰现时间误差是否合格;

步骤4所述计算预报区域时段降水峰现时间误差;确定时段降水峰现时间误差是否合格的方法为:实测时段降水峰现时间与预报值之间的相对误差的绝对值为时段降水峰现时间误差,按式(3)计算,时段降水峰现时间误差≤25%为合格

步骤5、计算网格降水量最大值误差;确定网格降水量最大值误差是否合格;

步骤5所述计算网格降水量最大值误差;确定网格降水量最大值误差是否合格的方法为:将预报区域内网格降水量进行排序,其中的最大值为网格降水量最大值,网格降水量最大值误差是实测网格降水量最大值与预报值之间的相对误差的绝对值,按式(4)计算,格点降水最大值误差≤25%为合格

步骤6、计算降雨中心偏移值误差;确定降雨中心偏移值误差是否合格;

步骤6所述计算降雨中心偏移值误差;确定降雨中心偏移值误差是否合格的方法为:降雨中心偏移值误差:反映降水在预报区域分布上的误差,按式(5)计算,降雨中心偏移值误差≤25%为合格

步骤7、设定评定时间周期;

步骤7所述设定评定时间周期,评定周期设为年。

每年对预报精度评定一次,在次年3月31日前对上年度精细化降水预报精度进行评定。

步骤8、确定评定样本数量;

步骤8所述确定评定样本数量,评定样本数量为评定周期内所有样本数的30%,按式(6)计算,计算结果取整数,小数位四舍五入

将评定周期范围内所有场次降水预报按降水总量大小排序,从降水总量最大的场次开始,提取评定样本数量的场次做为评定样本。

步骤9、根据步骤2-6的误差值确定合格次数,进行综合精度计算。

综合精度计算方法为:对每场样本按照步骤2至6分别计算5个指标是否合格,将合格的指标统计为降水总量预报合格次数、时段降水量最大值预报合格次数、时段降水峰现时间预报合格次数、格点降水量最大值预报合格次数、降雨中心偏移值预报合格次数,按式(7)计算,得到综合精度

式中:n1为降水总量预报合格次数;n2为时段降水最大值预报合格次数;n3为时段降水峰现时间预报合格次数;n4为网格最大降水值差预报合格次数;n5为降雨中心偏移值预报合格次数。

它还包括综合精度等级划分方法,其方法为:综合精度大于等于85%则精度等级为甲;综合精度小于85%,大于75%则精度等级为乙;综合精度小于75%,大于65%为丙。

预报模型须经过相同区域、相同时段实测降水与预报值的精度评定并达到要求后,在次一个年度可进行预报服务。

预报精度与应用的

a)综合精度在乙级以上的预报成果可用于水利、农业等行业应用的正式预报。

b)综合精度在丙级的预报成果可用于水利、农业等行业应用的参考性预报。

c)综合精度在丙级以下的预报成果只能用于参考性预报。

在本发明中评定所用实测数据可由实测站点数据用插值法得到网格化数据,也可从国家气象部门相关机构获取。

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