综合运用指标法和外推法与日较差法制作日极端气温预报

付雯，赵玲，王安娜

（绥化市气象局，黑龙江绥化 152002）

综合运用指标法和外推法与日较差法制作日极端气温预报

付雯，赵玲，王安娜

（绥化市气象局，黑龙江绥化 152002）

本文对绥化市2008-2010年逐日最高气温和最低气温以及850 hPa气温和天气现象等资料进行分析，发现1-2月日极端气温同850 hPa气温具有较好的相关性，在实际工作中可以利用欧洲850 hPa气温等数值预报产品作为不同天气条件下气温变化的预报指标，同时可以结合外推法预报气温变化。另外还发现气温日较差的一般性规律，合理利用日较差特点可以对气温预报起到一定的积极作用。

日极端气温预报；指标法；外推法；气温日较差

1 引言

黑龙江省绥化市处于中高纬度地区，冷暖空气变化频繁，影响因素复杂，气温的日变化以及日较差的季节变化幅度都远远大于南方，所以极端气温预报是短期预报中的一个难题，经过对绥化市2008-2010年逐日最高气温和最低气温以及850 hPa气温和天气现象观测资料进行全面细致的分析后，利用本地上空850 hPa温度实况作为基本预报因子，同预报量即日最高气温Tmax和日最低气温Tmin之间建立了不同天气条件下的逐月温度预报指标[1]。在实际应用中将数值预报产品和天气现象分析判断结果作为预报因子，按照温度预报指标，可以得到预报结果。经过近2 a的应用后，发现效果比较显著，绥化市日极端气温预报质量得到了显著提高。同时在实际工作中，还发现在应用温度预报指标预报方法的基础上，如果再结合外推法和气温日较差变化特点对预报结果做订正可以进一步提高预报准确率。

2 1月份温度预报指标方法应用

分析绥化市2008-2010年逐日最高气温和最低气温以及850 hPa气温和天气现象之间的关系后，建立不同天气条件下绥化市1月份极端气温预报指标和相应的计算公式（表1）。T850hPa-08指08时850 hPa温度，T850hPa-20指20时850 hPa温度。

表1 年代际≥10℃积温变化情况

为验证温度预报指标的可靠性，利用天气现象和850 hPa气温作为预报因子，对2011年1月份日极端气温作了模拟预报，并对模拟预报结果和实际预报结果进行了对比分析，发现模拟预报结果正确率高于实际预报，利用指标法预报极端气温具有较好的可靠性，结果如表2所示，其中气温预报正确是指预报温度与实况温度绝对误差在2℃以内。

表2 2011年1月模拟预报与实际预报结果

3 外推法在极端温度预报中的应用

外推法是在已知当日实况极端气温的前提下，利用当日T850hPa和次日T850hPa预测值的温差推测出次日极端气温的方法。一般情况下，预测最低气温选取08时T850hPa资料，预测最高气温选取20时T850hPa资料。举例说明预报思路，以2012年2月16-19日为例，从表3可看出，17日欧洲温度预报结果显示17日20时T850hPa比16日高1.1℃，又已知16日最高温度实况为-11.4℃，那么预报17日最高温度比16日高1℃左右，预测值为-10.4℃，与实况-10.7℃很接近。

表3 T850hPa预报资料与实况温度对照表（单位：℃）

应用外推法预报日极端气温简单易行，但缺点也很突出。如果24 h的极端气温预测错误，那么后面几天都会跟着出现错误，尤其在天气现象变化剧烈时仅仅利用外推法预报温度准确率很难保证。

4 日较差在极端温度预报中的应用

4.1 日较差方法概述

日较差方法是利用前一日最高温度实况减去夜间降温幅度得到当日最低气温预报值，或者利用当日最低温实况加上白天升温幅度得到当日最高气温预报值。而降温幅度或升温幅度则是用前一日最高温减去当日最低温度，或者当日最高温度减去当日最低温度得到的。由于太阳辐射季节变化，绥化市每个月的昼夜温差都会发生变化，需要预报员每天记录实况温度，对日较差规律进行长期总结。

4.2 利用日较差预报最低气温

为了准确预报出最低气温，首先要掌握昨日最高气温到当日最低温的降温幅度规律，经过对绥化市1月份历史资料进行分析后，建立了最低气温预报公式（表4）。

表4 绥化市1月份最低气温预报公式

以预报2012年1月19日最低气温为例。欧洲EC预报资料显示绥化18日08时T850hPa为-16.7℃，19日为-18℃，从趋势上看温度略有下降，有弱冷空气入侵，这两天早晨都是晴天，如果用外推法推测，18日实况温度为-23.2℃，那么19日应该比-23.2℃略低1℃左右，预报-24℃比较合适。但是值得注意的是，18日最高气温实况为-10.6℃，白天升温幅度较大，如果夜晚降温近14℃才能达到-24℃的预报值，这时就需要用温度日较差法进行订正和调整。因为在稳定的天气系统中，下半月Tmin=Tmax（昨日）-（10～ 12）℃。也就是说，比较前一天的最高气温，夜间降温幅度为11℃左右，可以考虑预报-22℃，实况显示19日最低温度为-19.6℃，这样就会使最低气温预报绝对误差减小2℃左右。

4.3 利用日较差预报最高气温

为了准确预报出最高气温，首先要掌握通常情况下当日最低气温到当日最高气温的升温幅度规律，经过对绥化市1月份历史资料进行分析后，建立了最高气温预报公式（表5）。

表5 绥化市1月份最高气温预报公式

以预报2012年1月20日最高气温为例。欧洲EC预报资料显示绥化19日20时T850hPa为-16.5℃，20日为-23.8℃，从趋势上看温度下降，但是考虑天气有变化，预报20日多云有微量降雪，利用温度指标法预报20日白天最高气温为-16℃左右，实况显示20日最高气温为-13℃，预报错误。如果用日较差方法预报，已知20日早晨最低气温实况为-20℃，按照升温幅度则可以预报白天最高气温是-13℃，预报正确。

4.4 日较差法的适用范围

应用日较差法做温度预报，时效越近，准确度越高，由于以当日下午的最高气温实况做基础，掌握当晚降温幅度规律后就能比较容易的预测出次日早上的最低气温，最低气温预测出来以后再根据日较差的规律和天空状况就能基本确定次日的升温幅度进而推测出最高气温，以此类推。这种方法最适合在24 h之内使用，之后时效越长准确率越低。

特殊情况下，例如在倒温度（最高气温出现在夜间或早晨，最低气温出现在白天）天气变化时这种方法不适用，日较差法适用于极端气温出现在正常时刻时，即最低气温出现在夜间或早晨，最高气温出现在下午。

另外，在一日之内影响的冷暖气团温度变化幅度较大时，这种方法不适用。以2012年5月13日为例，早上最低气温为0.3℃，白天受强暖空气影响，天气晴好，升温迅速，15时出现最高气温为22.5℃，夜间有强干冷空气快速入侵，到14日早晨时又是晴好天气，最低气温为-1.9℃，在这种白天升温22.2℃夜晚又降温24.4℃的特殊情况下，日较差远远大于通常规律。

5 小结

（1）利用预报指标法预报日极端气温，能够相对独立的分析预报未来7 d的气温变化，准确率高，适用时间长，但72 h以后数值预报资料的准确性下降会影响预报准确率；外推法简单易行，但要以前一天极端气温为基础，如果前期预报错误或者天气现象变化大，后期温度更容易预报错误；日较差法适用时间短，时效性强，能够大大提高24 h预报的准确率。这三种预报方法各有优缺点，建议在实际工作中把这三种预报方法结合起来应用，以最大限度的提高气温预报准确率。

（2）对于24 h内的气温预报，先用温度指标得出温度数值范围，然后运用日较差法和外推法缩小范围，最后运用允许2℃误差内的评分技巧确定最终预报值。日较差方法尤其适用于24 h最低气温，48 h的最低气温也还可以运用这个方法，但是准确率会有所降低。对于24 h之后的预报可以采用以温度指标方法为主，外推法和日较差法为辅的思路。例如用指标法得出未来7 d内的最低气温，再用温差法和日较差法推测出最高气温。

（3）温度指标方法和日较差规律都是逐月进行总结的，但实际上天气变化具有连续性，每个月月末和月初的过渡是连续的，只是为了总结阶段性特点才人为的把指标分成十二个月，所以在实际的预报工作中，要注意节气存在年际差异性，灵活应用。

P457.3

A

1002－252X（2012）03－0020－03

2012－6－1

付雯（1985-），女，黑龙江省哈尔滨市人，黑龙江大学，本科生，助理工程师.