报告题目

ECMWF集合预报产品对浙江汛期降水的预报性能评估

报告摘要

使用RPS评分、Brier评分、可靠性曲线和ROC曲线分析等方法评估了ECMWF集合预报系统在2018和2019年浙江汛期降水概率预报中的预报性能，主要结果如下：（1）概率预报的RPS评分表明概率预报对1～7天的降水预报有一定的预报能力，综合预报效果在0～24小时达到最好，72小时后开始明显变差。（2）Brier评分表明不同量级降水在0～24小时内的预报效果均为最好；概率预报对小雨具有最强的预报能力，可靠性程度高，分辨能力强；对中雨的预报性能稍好于大雨，而对大雨及暴雨以上量级的降水来说，预报性能迅速减弱，其原因主要是一方面预报的可靠性变差，另一方面是分辨能力不足，无法从气候背景中分辨出降水事件。可靠性曲线分析表明模式低估了低频事件的出现频率，高估了高频事件的出现频率，但对于大雨以下量级降水的低频事件，虽存在低估，预报效果还是优于高频事件，暴雨的全频率事件均存在高估。（3）ROC分析表明，模式对于小雨到暴雨都是有一定预报能力的，其中小雨的预报技巧最高，其次为中雨，大雨和暴雨的预报技巧差别不大。对中雨以上量级降水的预报，第5天的预报性能突然降低，说明概率预报在1～4天内较稳定。（4）本文主要分析概率预报对2018-2019年浙江汛期降水的预报性能，检验结果表明浙江汛期降水的预报技巧也是随着降水量级的增大和预报时效的延长而降低的。但检验评估资料的时间长度不足是目前存在的问题，且ECMWF 集合预报资料十分庞大，客观上也增加了检验的难度。此外，本文只阐述了降水的预报性能，对温度等其他要素的研究是下一步需要展开的问题。

最亮点的一张成果图

上图为小雨、中雨、大雨和暴雨的1～7天平均ROC曲线，可以看到，随着降水量级的增大，ROC曲线向对角线逐渐靠近，大雨和暴雨部分时段的ROC曲线已经与对角线几乎重合或在对角线右侧，不具备预报技巧或有负的预报技巧，说明概率预报系统对于小雨的预报性能是最好的，中雨其次，大雨和暴雨较差。小雨1～7天ROC曲线随着时间逐渐靠近对角线，但第7天，整条曲线仍然在对角线左侧，具有正的预报技巧。中雨的ROC曲线整体向左弯曲的弧度明显小于小雨，表明中雨的空报率较小雨高，值得关注的是，最靠近对角线的是第5天的预报，6～7天的预报性能优于4～5天。大雨的ROC曲线1～4天随时间逐渐靠近对角线，但仍有正的预报技巧，5～7天已经非常接近对角线，没有明显的预报技巧。暴雨的ROC曲线与大雨的最大区别在于大雨的ROC曲线左下角靠近对角线，右上角偏离对角线，而暴雨的ROC曲线左下角偏离对角线，右上角靠近对角线，表明在高概率区大雨的空报率低，命中率高，而在低概率区暴雨的空报率低，命中率高。暴雨的ROC曲线在1～4天内的变化与大雨相似，但第6天的ROC曲线向左侧偏离对角线，而第5天的曲线与对角线几乎重合，因此第6天的预报技巧反而高于第5天，第7天的ROC曲线右上半部分靠近对角线偏向左，左下半部分离开对角线偏向右，预报技巧为负。因此，对于大雨以上量级的降水，1～4天的预报效果较好。