现行评分规则下广东省2018—2020年暴雨预报检验

沙天阳，唐思瑜，涂静，黄晓莹

（广东省气象台，广东广州 510640）

广东省地处热带和亚热带，濒临南海，邻近孟加拉湾和太平洋，水汽来源丰富、又频繁。受西风带天气系统和热带天气系统影响，再加上地形等因素，致使暴雨成为广东省最主要灾害性天气之一，因此暴雨预报技术也一直是业务人员主要的研究方向之一。

对于中短期暴雨预报结果的评价，一般采用暴雨TS评分。早在2012年11月前，国家局已将传统的暴雨评分规则由评定24 h总雨量改为评定两段12 h雨量再合并至24 h，但很长一段时间内，12 h雨量分级标准与24 h不同，2017年9月，国家局将12和24 h雨量分级标准相统一，并沿用至今。

虽然目前已有部分研究针对模式或主观的降水预报能力进行检验［1-5］，但现行标准下的暴雨评分变化特点还少有涉及，另外，日常业务预报中，短期预报员通常会更多地关注24 h累加雨量的预报，对于分段雨量预报的认识还相对偏少，这与现行的评分标准有一定出入，故本研究将对比2018—2020年暴雨24和12 h分段TS评分，以分析两种标准下评分的变化，以期为业务工作提供参考。

1 资料和方法

为检验过去几年的暴雨预报情况，并评估暴雨分段预报效果，本研究主要使用了以下数据：（1）2018—2020年逐日20：00（北京时，下同）起报的国家站0～12、12～24及0～24 h降水预报场及相应的降水实况；主观预报机构主要为广东省气象台（简称“省台”）；（2）2018—2020年ERA5逐小时再分析资料。

业务工作中，对暴雨预报的评价使用TS评分，其含义如下：

TS＝NA／（NA＋NB＋NC），其中，NA、NB和NC分别为命中、空报和漏报站点数。

另外，为方便描述，本研究中出现的分段评分均指0～12和12～24 h雨量预报的暴雨TS评分合成为24 h评分的结果，不分段评分指0～24 h总雨量预报的暴雨TS评分。

2 暴雨预报评分

广东省一年四季都有可能出现暴雨，但暴雨仍具有明显的季节性［6］。本研究将全年、前汛期（4—6月）和后汛期（7—9月）的暴雨TS评分均作了对比（图1），发现2018—2020年，省台主观预报的分段暴雨TS评分均远低于不分段评分，且大部分仅为本身不分段评分的1／2左右，甚至更低，其他客观预报机构如国家和地市的检验结果也类似（图略）。

另外，由于日常业务预报中，对于不同范围大小的暴雨预报难度通常也有所不同，比如局地暴雨很难把握其落点，而大范围暴雨过程通常有较明显的系统配合，其落区判断会相对容易一些，故将所有实况出现了暴雨的日期按照暴雨站数的多少进行了分类：实况暴雨站数1～2站称为小范围暴雨过程、3～8站称为中等范围暴雨过程、9站及以上称为大范围暴雨过程。在以上分类基础上，对小、中、大范围3类降水过程的暴雨TS评分进行对比发现（图1），不论分段还是不分段，省台主观预报对小范围暴雨过程的预报能力极弱，其他主观预报机构的结果也类似（图略），相对小范围和中等范围过程，主观对于大范围暴雨过程的预报能力明显更强，不论分段还是不分段预报，其评分都为三者中最高，且基本高于全年或汛期相应时段的评分。

图1 2018—2020年暴雨TS评分

为进一步明确不同范围暴雨过程的预报各项分数得失情况，将2018—2020年间出现的小、中、大范围暴雨过程进行统计发现，不同范围暴雨过程的分段预报命中、空报和漏报相较于不分段预报基本均有一定程度下降（表略），其中，命中站次下降最为明显，如小范围过程分段命中站次直接由6下降为0，大范围过程则由581下降至200（图2）。

图2 不同范围暴雨过程的命中及空、漏报站次

由图2还可以看到，2018—2020年间大范围暴雨过程的命中、空报、和漏报站次均远远多于小、中范围过程，这也意味着，大范围过程的评分提高机会更多，故本研究对大范围过程的预报技巧进行了进一步探讨。

3 评分提升技巧

因各主观预报对小范围暴雨过程的预报能力都很弱，中等范围次之，而对大范围暴雨过程的预报能力相对最强，且其评分空、漏报的修正机会更多，故对大范围暴雨预报数据进行了多种尝试性的处理后，发现当把预报24 h总雨量达到暴雨量级的站点进行12 h分段均赋值暴雨以上量级降水时，有多个预报日的暴雨分段TS评分出现大幅度提升（表1）。这些分段评分有大幅提升的个例，都表现为命中站次的明显增多和漏报站次的大幅减少，但同时，空报站次也明显增加。

表1 替换预报暴雨站点评分明显提升个例 站次

为寻找适合使用这种“广撒网”方式来提高评分的个例特征，对以上5个起报日所对应的实况环流场进行分析发现，这5个个例均有明显的持续性强降水环流背景，且均与西南季风或台风相关（图3）。

图3 各日08：00 925 hPa风场（填色风速≥12 m／s）

另外，这5个个例在当时的24 h总雨量预报场中，均有预报较大范围大暴雨量级降水（图略）。也就是说，在持续性强降水环流背景下，若预报24 h总雨量有较大范围可达到大暴雨以上量级，则可以考虑将24 h总雨量暴雨以上站点进行12 h分段均赋值暴雨以上量级，这可以大幅度提高命中率同时降低漏报率，从而显著提高TS评分。但需要注意的是，这种处理方法大概率也会导致空报率增加。

4 结论

1）2018—2020年间，不论是全年还是汛期，暴雨分段的TS评分均远低于不分段评分，故业务预报中，不仅需要关注24 h总雨量的预报，还需要更多地考虑暴雨出现的时段。

2）在分段和不分段两种评分规则下，主观预报对小范围暴雨的预报能力都很弱，中等范围次之，而对大范围暴雨预报的能力最强，同时，大范围暴雨过程的命中、空报和漏报均是最多，因此修正机会也更多。

3）当出现与季风或台风相关的持续性强降水环流背景，同时主观预报24 h总雨量有较大范围可达大暴雨量级时，可以考虑将24 h总雨量暴雨以上站点进行12 h分段均赋值暴雨以上量级，这有可能较大幅度提高分段暴雨TS评分。