浅谈气象预报误差及应用

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1、浅谈气象预报误差及应用摘要：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

2、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

3、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，S间间隔400km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1h的200km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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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，但宄竟会出现在哪一县（区）则不易把握，易产生