贾丽红 ，卢新玉，崔彩霞，唐 冶，王 毅

（1.新疆气象台，新疆 乌鲁木齐830002；2.新疆气象信息中心，新疆 乌鲁木齐830002）

最高、最低温度预报是气象台对公众发布的基本气象要素，也是电视天气预报节目最受关注的气象要素之一。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们在关注天气预报的同时，也对预报的准确性和精细度提出了更高要求。

从2008年8月开始，全国各省每天分3个时次（北京时间 6：45、10：30 和 16：30） 给中国气象局上传城镇天气预报，内容包括 0～24 h、24～48 h、48～72 h预报时效内天气现象、降水量及最高最低温度预报。这项业务运行已经有3 a多的时间。中国气象局每年对各省的预报质量进行检验评估并根据评分成绩进行排序。尽管新疆气象局多年来开发了MOS统计、多级相似、神经元网络等多种温度预报工具和方法[1-2]，在温度预报方面取得了一定经验和成效[3-11]，但城镇最高最低温度预报的成绩在全国排名落后，已引起各级领导的高度重视。本文对近3 a新疆15个地州首府城市最高最低温度的预报成绩做全方位的客观统计分析，提供检验结果，使预报员能针对检验误差，结合当地的地形、地貌以及对气温影响较大的因素加以深入分析，探寻失误原因。

1 温度检验使用的数据及方法

1.1 使用的数据

新疆城镇72 h内天气预报报文从2008年8月开始给中国气象局发送，因初期报文质量不是很稳定，也考虑全年及季节因素，温度检验使用的报文时间为2008年12月—2012年2月。文中2009—2011年的时间段是指2008年12月—2011年11月，2011年的时间段是指2010年12月—2011年11月，2012年冬季是指2011年12月—2012年2月。本文检验的要素为最高温度和最低温度，对降水量和天气现象不考虑。

城镇天气预报报文每天有3个时次，中国气象局重点检验的是每天早晨6：45发布的08时起报的报文，本文使用的所有报文资料均是早晨这份报文。

参加检验的新疆15个地州首府站点分别是：乌鲁木齐、阿勒泰、塔城、博乐、克拉玛依、石河子、昌吉、伊宁、吐鲁番、阿克苏、库尔勒、阿图什、喀什、和田、哈密。

实况数据使用9210下发的15个站点14时所发的最低温度报文和02时所发的最高温度报文，时间序列为2008年12月—2012年2月。

1.2 检验方法

最高最低温度检验采用中短期预报质量评定办法中温度预报的定量检验方法，具体公式如下：

其中，Fi为第i站（次）预报温度，Oi为第i站（次）实况温度，K为2、10，分别代表≤2℃、10℃，NrK为预报正确的站（次）数，NfK为预报的总站（次）数。温度预报准确率的实际含义是温度预报误差≤2℃、10℃的百分率。

技巧评分是指各省上传城市天气预报的最高、最低温度预报平均绝对误差相对于国家气象中心指导预报的提高率。式中TMAEN为国家气象中心指导预报的最高、最低温度预报平均绝对误差，TMAEF为各省上传城市预报的最高、最低温度预报平均绝对误差。当 TMAEN=0时，SST=1.01×100%。

2 检验结果分析

本文根据最高最低温度预报报文的时间序列长度及年际变化、季节变化、预报时效变化等特征，分别从2009—2011年、2011年、2012年冬季3个层次对统计检验结果深入分析。

2.1 2009—2011年统计检验结果分析

2.1.1 2℃预报准确率

根据中国气象局对温度预报的要求，误差≤2℃为预报正确。表1是2009—2011年新疆15个站点最高、最低温度≤2℃的预报准确率，分别按照最高温度或最低温度3 a准确率从高到低排序。左侧为最高温度，右侧为最低温度。可以看出：最高温度≤2℃预报准确率平均值在68.9%，最高的是克拉玛依为77.3%，比最低的博乐高出20%；最低温度准确率平均值为57.2%，比最高温度的均值低了12%，与中国气象局下发的全国平均水平相比，最低温度的预报准确率明显偏低。

综合最高最低温度的预报准确率排名，有些站最高最低温度预报都比较好，如克拉玛依；有些站排名都居中，没有明显的优缺点，如喀什；有些站两项排名都比较落后，如塔城；有些站某一项预报较差，例如库尔勒。从3 a的时间序列来看，最高温度和最低温度的预报准确率各站都是逐年在提升，2011年的准确率为3 a最高值，与2010年相比最高和最低温度准确率分别提高了8.8%和8.5%。

2.1.2 平均绝对误差和均方根误差

表1 2009—2011年15个站点最高最低温度≤2℃预报准确率

平均绝对误差用来表示误差的平均状态，值越小表示准确率越高；均方根误差能反映一个数据集的离散程度，值越小表示误差的幅度变化小。图1是2009—2011年15个站点最高最低温度的平均绝对误差、均方根误差及15个站的平均情况。可以看出：15个站最高、最低温度的平均绝对误差平均值分别为1.7℃和2.2℃，均方根误差均值为1.5℃和1.8℃。其中克拉玛依、吐鲁番、和田、阿图什和喀什5个站的4个误差值都小于平均值，预报准确率较好；阿勒泰、塔城、博乐、昌吉、伊宁和石河子6个站的4个误差值都大于平均值，预报准确率较差；而乌鲁木齐、库尔勒、阿克苏及哈密4个站高温和低温各有好坏，预报不稳定。

2.1.3 预报时效误差

图2为2009—2011年15个站点24 h、48 h和72 h最高最低温度≤2℃预报准确率。可以看出：温度预报准确率随预报时效的延长而降低。15个站最高最低温度预报准确率平均值48 h比24 h分别降低了13.5%和8.5%，72 h比 48 h又分别降低了7.9%和5.1%。3个预报时效最高最低温度预报准确率都高于平均值的站点有：克拉玛依、吐鲁番、和田、阿图什、喀什和哈密6个站。与2.1.2检验结果相比对，说明预报准确率比较高的这几个站，在不同预报时效的预报准确率都比较高。

2.2 2011年检验结果分析

由表1分析得出，2011年最高、最低温度≤2℃预报准确率为3 a中最高，本文就针对2011年24 h不同季节温度误差及误差日数做详细统计分析。根据气象四季定义，2011年冬季是2010年12月—2011年2月，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季。

2.2.1 最高温度四季准确率

图3是2011年15个站点24 h最高温度预报≤2℃预报准确率的四季分布及平均状况。可以看出：24 h最高温度预报的准确率在夏秋季比较高、冬春较差。其中夏季预报准确率最高的站点有8个站占53%，秋季最高的站点有7个站占47%；冬季预报准确率最低的站点有7个站占47%，春季最低有6个站占40%，有2个站为夏季最低占13%。

2.2.2 最低温度四季准确率

24 h最低温度预报的准确率与最高温度预报相似，在夏秋季节比较高、冬春较差。其中秋季预报准确率最高的站点有9个，占60%，夏季最高的站点有5个，占33%，吐鲁番为春季最高；冬季预报准确率最低的有6个站，占40%，春季最低有6个站，占40%，有3个站为夏季最低，占20%。

综合最高、最低温度预报的四季分布，全疆15个站总体来讲夏秋季优于冬春季，其中最高温度预报以夏季最好，冬季最差；最低温度预报以秋季最好，春季最差。

2.2.3 最高最低温度预报误差≥10℃日数

对2011年最高、最低温度24 h预报误差≥10℃日数（表2）进行统计，有10个站出现了预报误差≥10℃的现象。由表2看出，最低温度预报误差日数明显高于最高温度误差日数，高温误差日数全年有10 d，低温误差日数24 d。综合最高最低温度来看，冬季误差日数20 d，占全年34 d的59%，春季误差日数7 d，占全年的21%。最高温度预报在夏季、最低温度预报在秋季没有出现≥10℃的预报误差，可以说明大误差基本上来源于冬春两季。

表2 2011年最高、最低温度24 h预报误差≥10℃日数

2.3 2012年冬季检验结果分析

根据上述分析，冬季的最高、最低温度预报准确率相对较低，本文对2012年冬季的温度预报与中央台指导预报进行对比，使用相对于温度指导预报的技巧评分，分析新疆15个站在技巧预报上的误差。

2.3.1 最高温度预报

图4是新疆15个站2012年冬季最高温度24 h预报的SST技巧评分和地州15个站、中央台最高温度预报的平均绝对误差。可以看出：地州15个站主观预报和中央台指导预报对24 h最高温度预报的平均绝对误差平均值基本相同，分别为1.63℃和1.64℃，误差在2.0℃以上的站点有3个。与指导预报相比较，阿图什、克拉玛依和哈密平均绝对误差明显小于指导预报，最大差值是阿图什站为-0.6℃；阿勒泰、乌鲁木齐、喀什和阿克苏平均绝对误差大于指导预报，最大差值是喀什站为0.4℃。平均绝对误差对应技巧评分SST。SST为正说明地州预报好于中央台指导预报，SST为负说明地州预报差于中央台指导预报。图4中正技巧有8站，负技巧有7站，SST平均值基本为零。

2.3.2 最低温度预报

最低温度预报的平均绝对误差地州与中央台基本相同，都为2.0℃，与最高温度相比明显增加，地州平均绝对误差在2.0℃以上的站点有5个，指导预报有8个，昌吉、阿勒泰误差值都在2.5℃以上。与指导预报相比较，克拉玛依、喀什、石河子和阿图什平均绝对误差小于指导预报，最大差值是克拉玛依站为-0.6℃；哈密、阿克苏、吐鲁番和阿勒泰平均绝对误差大于指导预报，最大差值是阿勒泰站为0.6℃。

对应的技巧评分SST，正技巧有8站，负技巧有7站，SST平均值几乎为零。

综合最高、最低温度SST技巧评分，2012年冬季地州15个站与中央台指导预报的SST平均值基本相同，正负技巧的站点数基本持平，但站点差异比较大。克拉玛依、阿图什最高、最低温度都为大的正技巧，预报准确率高于中央台指导预报；阿勒泰、阿克苏都为大的负技巧，预报准确率低于中央台指导预报；喀什站最高温度预报为大的负技巧，最低温度为大的正技巧，高温预报准确率需要加强；哈密站最高温度预报为大的正技巧，最低温度为大的负技巧，低温预报准确率需要加强。

3 结论与讨论

（1）全疆15个站最高温度预报准确率高于最低温度。从2009—2012年3 a的时间序列来看，最高温度和最低温度的预报准确率逐年在提升。2011年预报准确率是3 a中最高的，最高和最低温度预报准确率与2010年相比分别提高了8.8%和8.5%。其中克拉玛依、吐鲁番、和田、阿图什和喀什5个站预报准确率较好；阿勒泰、塔城、博乐、昌吉、伊宁和石河子6个站预报准确率较差；而乌鲁木齐、库尔勒、阿克苏及哈密4个站高温和低温各有好坏，预报不稳定。

（2）温度预报准确率随预报时效的延长而降低。15个站最高最低温度预报准确率平均值48 h比24 h分别降低了13.5%和8.5%，72 h比48 h又分别降低了7.9%和5.1%。其中克拉玛依、吐鲁番、和田、阿图什、喀什和哈密6个站3个预报时效预报准确率都高于平均值。

（3）全疆15个站最高、最低温度预报总体来讲夏秋季优于冬春季，其中最高温度预报以夏季最好，冬季最差；最低温度预报以秋季最好，春季最差。

（4）最高、最低温度预报误差大于10℃的日数，冬季占全年59%，春季占全年的21%。最高温度预报在夏季、最低温度预报在秋季没有出现大于10℃的预报误差，可以说明大误差基本上来源于冬春两季。

（5）SST技巧评分可以衡量各地州台站主观预报对中央台指导预报的订正能力。对2012年冬季而言，地州15个站与中央台指导预报的最高最低温度SST平均值几乎相同，正负技巧的站点数基本持平，但站点差异比较大。克拉玛依、阿图什最高最低温度都为大的正技巧，预报准确率高于中央台指导预报；阿勒泰、阿克苏都为大的负技巧，预报准确率低于中央台指导预报；喀什站最高温度预报为大的负技巧，最低温度为大的正技巧，高温预报准确率需要加强；哈密站最高温度预报为大的正技巧，最低温度为大的负技巧，低温预报准确率需要加强。

[1]陈春艳，李如琦，唐冶，等.日较差分级的新疆逐时气温预报[J].沙漠与绿洲气象，2007，1（2）：10-12.

[2]手册编写组.新疆短期天气预报手册[M].乌鲁木齐：新疆人民出版社，1986：24-33.

[3]周昊楠，王秋香，华烨.乌鲁木齐逐月气温资料均一性检验和订正[J].沙漠与绿洲气象，2012，6（1）：27-30.

[4]邢芝芳，杨艳玲，王军.1960—2008年新疆哈密地区的气温变化分析[J].沙漠与绿洲气象，2011，5（1）：25-28.

[5]齐贵英.阿勒泰地区1962—2008年最高最低气温变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2011，5（3）：33-37.

[6]汪满贤，周建荣，谢云.克拉玛依市高温日的气候特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（5）：27-30.

[7]姜智，康巍.奎屯垦区1958—2007年气温特征及变化趋势分析[J].沙漠与绿洲气象，2011，5（1）：34-37.

[8]刘海涛，李绣东，曾华，等.策勒绿洲区1960—2008年气温及降水变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2011，5（1）：29-33.

[9]刘进新，全学荣.南疆盆地1961—2005年气温变化特征[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（1）：23-26.

[10]许崇海，徐影，罗勇.新疆地区21世纪气候变化分析[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（3）：1-5.

[11]范敏杰，袁玉江，魏文寿，等.新疆伊犁地区夏季平均最高气温的重建和分析[J].干旱区研究，2008，15（1）：75-81.