浅谈气象预报误差及应用

来源:用户上传      作者:

　　摘要：在气象服务工作中，多数气象用户不能正确理解天气预报误差，这将对其正确决策产生不利影响。文章在天气预报误差的基础上，对气象用户正确理解并学习如何应用气象信息做出正确决策进行了探讨。
　　关键词：气象预报；误差；应用决策
　　中图分类号：P459.9文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）36－0051－02
　　
　　随着气象科学技术的发展和进步，以数值预报为基础的天气预报准确率日益提高，然而，随着自然灾害的频繁发生，一般公众、决策者与气象专业用户对气象预报提出了更高的要求。
　　在气象服务工作中，非专业气象人员对于气象预报（包括天气预报、气候预报等）之误差的理解还不够准确，并影响其应用气象预报的正确决策。
　　1正确理解气象预报误差
　　1.1大气理论误差
　　大气运动除了遵循能量、质量守恒等守恒定律外，影响因素复杂多样，主要有：动力因素（地球引力、气压梯度力、摩擦力、惯性离心力、地转偏向力等）、热力因素（太阳、地球表面和地球大气之间的热量或能量传输对大气运动的影响）和流体力学因素（流动性、黏滞性、湍流性、连续性等）。还有如生物圈、岩石圈、水圈、冰雪圈等对大圈的影响，以及太阳、月亮等星体对大气运动的影响等。对这些影响因素而言，有一些作用机制是清楚的，有一些是不清楚的；有一些机制是线性的，有一些机制是非线性的，从而导致大气科学理论存在误差。
　　1.2大气观测误差
　　大气观测误差主要是观测数据时空分辨率不够。完整的立
　　
　　体式观测，每天只有两次，早晨8时和傍晚20时，空间间隔400 km左右；对于海洋、高原无人区的观测极少。而典型的雷雨过程发生在不到1 h的200 km范围内。其次是数据自身存在误差。气象卫星云图、多普勒气象雷达、自动气象观测站等装备弥补了人工观测的不足，观测覆盖率比以前增大许多，但这些新增数据在转为统一的定量数据过程中还带有一定的误差。
　　1.3预报方法误差
　　1.3.1数值预报误差
　　数值预报是现在最先进、基础性的确定论预报方法，它把影响大气运动的主要因素，表述成非线性数学物理方程，用每秒上亿次计算机求出定解。其误差主要来源于模式简化误差、计算方案误差及初始误差的积累等。
　　1.3.2天气学预报误差
　　天气学预报是最传统的方法，是预报员根据空中和地面实况，分析总结出物理机制和规律，并用这些规律外推天气变化的可能方向，是预报员理解大气运动和天气现象之间关系的最好方法，是人脑的定性计算。其误差主要来源于预报员在推理过程中常常难以做到完全、合理地估计到所有影响因素的权重。
　　1.3.3统计预报误差
　　统计预报是用统计方法建立预报对象和众多影响因素之间的概率统计、回归定量、相似选择等确定性或概率性预报规则。可借助电脑处理大批量数据，应用非常广泛。误差主要与统计方法或规则有关。
　　1.3.4云图预报误差
　　卫星云图是大气动力、热力和流体力学变化现象的反映。其误差主要来源于中、低云混合识别误差和云图本身的表象性、非动力特征。
　　1.3.5雷达预报误差
　　雷达预报是用人工制造电磁波主动探测大气中的云体，得到大云滴、雨滴的回波强度、径向速度等数据。其误差主要源于雷达杂波、距离折叠和速度退模糊等硬、软件设计误差。
　　1.3.6经验预报误差
　　经验预报是预报员在实践过程中能动地总结出一些有用的、直观的天气规律，在特定场合会起到很好的作用，当经过系统性分析后可上升为理论知识。其误差来源于经验自身的缺陷，即特定性、定性性和积累性等。
　　1.4集体决策误差
　　气象预报不是一个人的预报结论，而是众多预报员讨论后的集体决策，相当于多个预报员的集合预报，该方法是世界公认的稳定而有效的预报方法。在两种情况下会带来较大的误差：一是当多数预报员在经验和技能都欠缺的时候，多数预报员的错误预报会推翻少数预报员的正确预报；二是部分管理人员或权威专家考虑到气象预报公开发布的社会影响时，可能会加重（减轻）天气强度，或提前（推后）预报，从而带来空（漏）报。
　　1.5个人素质误差
　　个人素质误差与预报员的理论知识、应用技巧、经验、心理素质、精神状态等个人因素有密切关系。相比过去而言，随着科学技术和经济实力的发展，客观误差（理论误差和观测误差）的减小已经取得了显著的成绩并将继续得到改善；主观误差（集体决策误差和个人素质误差）在较完善的奖惩制度下已降到了很低，因为预报员的发言和预报都是承担责任的，包括考评、奖金、职称、晋升、舆论压力等；而主客混合性误差也得到了显著改善并会继续改进。在气象预报报错的所有案例中，属于预报员个人因素造成的只占极小部分。
　　2短期预报发生误差的具体情况
　　2.1意料之外的显著变化
　　当大气内部发生了难以预见的、不明原因的、突然的显著变化，这时往往国家、省、市三级气象台都会报错（空、漏报）。
　　2.2中小尺度对流天气
　　冰雹、短时暴雨、短时大风等天气的落区，由于范围小、时间短，预报员虽然预见到其会在某区域出现，但究竟会出现在哪一县（区）则不易把握，易产生空（漏）报。
　　2.3弱天气过程
　　由于天气系统偏弱，属于可能降水也可能不降水一类的天气，容易出现空（漏）报。
　　
　　2.420时时间分割造成的空（漏）报
　　天气评分是以21～20时为1天记录，预报员必须判断某天气是在20时前（后）开始或结束，否则极易产生空（漏）报。
　　2.5灾害性天气
　　对强度的过高（过低），同样产生空（漏）报。
　　2.6人为偏执性误差
　　预报员对某因素或某预报产品不适当地过分关注或忽略不计时，易发生误差。
　　3正确应用气象预报的前提
　　3.1信任现在气象预报水平
　　以市气象台短期天气预报准确率而言（表略），24 h晴雨（有无降水）预报准确率平均在83%，24 h最高、最低温度准确率在71%，比十几年前有了质的提高。
　　3.2正确了解气象术语
　　尽管气象预报在发布时已经考虑了用户的易懂易用性，但因为气象预报是相对精确的科学，有关用语不可避免仍然要带有专业色彩，正确了解这些术语可以防止用户错用气象预报信息。
　　3.3了解更多的气象信息
　　由于气象预报发布途径、发布时间和发布内容有限，导致大多数公众并不能及时、全面了解所有气象信息，如目前还没有高频率插播气象信息的广播、电视台，从而造成公众了解气象信息不全面。
　　4应用气象预报的简单二元决策方法
　　所谓简单二元决策方法，即气象预报有或无，用户是用或不用该信息。
　　例：某农家有温室小拱棚用来种菜卖菜，气象台上午发布大风降温消息，说夜间到明天白天有大风、暴雨天气、降温6 ℃。问是否采取防护加固措施？（设防护加固花费500元，没有采取防护而出现灾天的直接损失5 000元）决策方法：大风指阵风≥8级或全天平均风力≥6级，一般的温室小拱棚连阵风7级都不能抗住；积雪会对塑料产生压力，根据雪压公式P＝h×ρ（注：P为雪压，h为雪深，ρ为密度，ρ＝120 kg/m3），厚2 cm的积雪，每平方米有2.40 kg的雪压；降温6 ℃时，被掀开的温室小拱棚内的蔬菜会被冻坏。气象台一般不会轻易发布灾害性天气预警信息，如果发了则出现的可能性很大（＞80%）。只要不防护的最大损失费高于防护费，采取防护加固的经济收益都会是最大的，因此应当采取防护措施。
　　5结束语
　　综上所述，天气预报中“预报准确”并不等同于“预报无误”，天气预报作为自然预测学科的一种，天气预报的结果是允许存在一定误差的。但必须承认，目前的天气预报水平与公众的期望和需求还存在一定差距，气象工作者将坚持依靠科技进步，加强气象探测，提高气象现代化水平，通过提高整支队伍素质，不断提高天气预报准确率，以满足社会的需求。
　　参考文献
　　1 王波.气象预报误差分析［J］.现代商贸工业，2011（13）
　　
　　On the Weather Forecasting Error and Application
　　Zhang Qimin
　　Abstract: In the weather service work, most meteorological users can not correctly understand the weather forecast error, which will adversely affects its right decisions. Based on the weather forecast error, the article discusses how the meteorological users correctly understanding and learning to apply the weather information to make the right decisions.
　　Key words: weather forecasting; error; application decision

转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-49259.htm