宝坻区气温特殊性分析及最高、最低气温预报方法研究

张 辉，孙 敬，徐庆恒

(天津市宝坻区气象局 天津 301800)

0 引 言

随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对气温预报的准确性和精细化提出了更高的要求，特别是极端气温的预报是否准确、及时，直接影响到人们的生产生活。气温不但对干旱、霜冻、大雾等灾害天气的发生有着重要影响，[1]而且是农林牧渔等部门判断灾害的重要指标，高温低温预警、医疗气象指数、生活服务指数、舒适度等公共预报服务项目也都需要准确而且精细的温度预报作为基础。[2-3]天津市宝坻区大部分乡镇以农业生产为主，温度变化对农作物长势及产量有着重要影响，同时也关系到人们的正常生产生活，群众对本区温度预报的准确性提出了更高的要求。但宝坻区的气候特点决定其气温具有一定的特殊性，增加了温度预报的难度。而宝坻区气象局温度预报尚处于薄弱阶段，对数值预报产品的使用及 各要素对温度的影响值尚靠经验判定，未有明确的订正数值概念。

为了满足本区群众对温度预报服务的需求，同时提高预报人员温度预报的准确率，开展了宝坻区最高、最低气温预报方法研究。

1 研究资料与方法

收集本区内各区域自动站5年间(2009—2013年)的逐日最高、最低气温资料，联系取得周边台站 30年的自动站各月平均最高、最低气温资料，分别与宝坻区气象局观测站对应的最高、最低气温进行对比，分析该站气温特殊性并找出其相关性。

运用统计分析方法，统计宝坻区气象局观测站 2013年3月～2014年 2月的欧洲中心 850,hpa温度预报(20时起报24小时预报值)，欧洲细网格 2,m 温度(20时起报 05时和14时)资料，天津 WRF单站气温预报，以及该站逐日最高、最低气温实况，分析相关性，选取相关性最好的资料计算关系方程，统计分析近年来该站逐日气象要素(云量，8,h和14,h风向风速)，计算出宝坻区上述影响要素对温度变化的贡献值，综合各项结果研究宝坻区气温预报方法，开发气温预报订正程序。

2 宝坻区乡镇自动气象站2009—2013年平均最高、最低气温分析

综合分析图1、2，自宝坻区区域站建成以来(2009—2013年)，宝坻区气象局观测站多年平均日最高、最低气温较该区其他自动站均偏低，其中最低气温除与大钟庄镇相同外，较其他乡镇明显偏低，为宝坻区乡镇精细化预报提供了有力的依据。

图1 宝坻区2009—2013年镇街区域自动站平均高气温Fig.1 Overview of average Max.temperatures from regional automatic stations in Baodi District during 2009—2013

图2 宝坻区2009—2013年镇街区域自动站平均最低气温Fig.2 Overview of average Min.temperatures from regional automatic stations in Baodi District during 2009—2013

3 宝坻区与周边区县(蓟县、武清、宁河)30年(1981—2010年)逐月平均最高、最低气温比较分析

图3 宝坻、蓟县、武清、宁河 1981—2010年逐月平均最高气温Fig.3 Average Max.temperatures month by month in Baodi District, Ji County, Wuqing District and Ninghe County during 1981—2010

由图 3可知，宝坻区气象局观测站历年逐月平均最高气温与周边各站差别不大，与蓟县基本一致。由图 4可知，该站历年逐月平均最低气温较周边地区均偏低 1,℃以上，其中与蓟县相关性最为显著，相关系数接近 1，各月偏差稳定保持在偏低 1.5 ℃左右。由此可知，宝坻区最高气温较周边台站无显著特征，最低气温较周边台站偏低且平均最低与蓟县保持稳定的差值关系。通过比较 2013年该站逐日最高、最低气温与蓟县实况分析得出，剔除明显天气过程(强冷空气、强对流)，该站日最高气温与蓟县基本一致，日最低气温较蓟县平均偏低2 ℃左右，最高、最低气温预报均可参考蓟县预报结果。

图4 宝坻、蓟县、武清、宁河 1981—2010年逐月平均最低气温Fig.4 Average Min.temperatures month by month in Baodi District, Ji County.Wuqing District and Ninghe County during 1981—2010

4 本地云量与风对最高、最低气温变化的贡献量分析

本地预报员总结分析了宝坻区气象局观测站近 3年的逐日8,h及14,h天空状况、风向风速。在剔除强冷空气过程中实况气温资料的前提下，以月为单位，云量影响分析结果为：以晴(晴间多云，云量0～2)时最高、最低气温为基础，多云(中低云 3～7，高云 3～10)天气最高气温较月内晴天平均降低约1.5 ℃，最低气温平均升高约 1.8 ℃，阴天(中低云 8～10，含微量降水)时最高气温较晴天平均降低约4 ℃，最低气温平均升高约 3.5 ℃。风向风速影响分析结果为：经统计资料分析，本地区风速小于 4,m/s，主要风向为偏东风与偏西风时，对气温变化影响不大，偏北风比偏南风使最高和最低气温均平均下降约 1 ℃，风速 4～10,m/s时影响较大，相对比静风时使最高气温平均下降1.8 ℃，使最低气温平均升高约 2.0 ℃。风速大于10,m/s时，由于天数较少，局地性较强，暂不做分析。

5 2013年 3月～2014年 2月宝坻区气象局观测站实况日最高最低、气温与该站常用预报产品相关性分析

宝坻区气象局观测站常用气温预报产品为欧洲中心850,hpa 20时气温预报产品、欧洲细网格2,m 05时及14时温度预报产品、天津 WRF单站气温预报。分别选取上述产品2013年 3月～2014年 2月的日资料，与该站实况做相关性分析。

由表 1得出，欧洲细网格 2,m温度预报产品与该站实况显著相关，经统计分析，除遇极端天气过程(强对流、强冷空气等)需预报员结合经验综合考虑外，其余时段可依据数据分析得出的相应关系方程：

其中：Tmax为日最高气温预报值，Tmin为日最低气温预报值，T05时为欧洲细网格 2,m 温度 20时起报 05时预报值，T14时为欧洲细网格2米温度20时起报14时预报值。

表1 宝坻区气象局观测站常用气象预报产品2013年3月～2014年 2月的日资料与该站实况日资料相关性分析Tab.1 Correlation analysis between day data of commonly used weather forecast products in Baodi District observation station and realtime day data used in the station from Mar.2013 to Feb.2014

图5 宝坻气象台温度订正程序示意图Fig.5 Schematic diagram of the temperature correction program used in Baodi District meteorological observatory

将上述关系方程录入宝坻气象台温度订正程序(见图5)，通过录入EC 2,m 05时和14时的气温预报值，计算得出结果，综合各种数值预报产品，得出最高、最低气温预报参考值。随着分析数值预报产品的不断增多，资料的不断累积，争取建立集合多种数值预报产品的关系方程，不断升级程序，提升预报准确率。

6 结 语

宝坻区的气温特殊性在于区气象局观测站日最高、最低气温较区内其他乡镇均偏低，其中最低气温明显偏低。该站最高气温与周边区县站基本一致，最低气温全年各月均较周边区县站偏低，其中与蓟县差值关系稳定，无明显天气过程时平均偏低 2 ℃。气温预报结论可参考蓟县预报结果。经统计分析，目前已计算出云量、风向风速对宝坻区气温变化的平均贡献量，预报人员能够结合该地实际与周边台站预报结果，综合运用比较法、统计法以及数值预报结果，最终得出更为准确的最高、最低气温预报结果。经过相关性分析，欧洲细网格 2,m温度预报(05时、14时)预报值与宝坻区气象局观测站最低、最高气温实况值相关性较好，除遇极端天气过程(强对流、强冷空气)需预报员综合考虑外，其余时段可参考关系方程计算结果。■

［1］盛裴轩，毛节泰，李建国，等.大气物理学[M].北京：北京大学出版社，2003.

［2］胡玉荣.新形势下气象科技服务发展的思考[J].气象软科学，2008，1(3)：20-24.

［3］魏秀兰，候艳丽，孔凡中.菏泽市气温精细化预报[J].山东气象，2004，24(96)：45.