■ 針對區(qū)域高分辨率模式的優(yōu)勢及業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，建立更加科學(xué)客觀定量的精細(xì)化預(yù)報(bào)模式檢驗(yàn)評估方法和指標(biāo)體系
■ 基于氣象大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，應(yīng)用全國約1.1萬個(gè)氣象臺(tái)站數(shù)據(jù)
■ 實(shí)現(xiàn)數(shù)值預(yù)報(bào)中心，華北、華東和華南區(qū)域氣象中心區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)水平分辨率3千米模式和31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)模式覆蓋區(qū)域的準(zhǔn)實(shí)時(shí)檢驗(yàn)評估
■ 構(gòu)建區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)評估可視化系統(tǒng)，檢驗(yàn)結(jié)果在國家氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)實(shí)時(shí)展示
近日，由中國氣象科學(xué)研究院牽頭，國家氣象信息中心、內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象臺(tái)聯(lián)合研發(fā)的區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)評估系統(tǒng)（以下簡稱高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)評估系統(tǒng)），正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，目前已發(fā)布區(qū)域模式檢驗(yàn)評估報(bào)告8期。
高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)評估系統(tǒng)基于氣象大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，應(yīng)用全國約1.1萬個(gè)氣象臺(tái)站數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)值預(yù)報(bào)中心，華北、華東和華南區(qū)域氣象中心區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)在3千米水平分辨率模式和31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的準(zhǔn)實(shí)時(shí)檢驗(yàn)評估，檢驗(yàn)結(jié)果在國家氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)實(shí)時(shí)展示。
數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)性能的好壞、對模式偏差的理解很大程度上依賴于模式評估。以降水檢驗(yàn)評分為例，此前，模式評估所采取的傳統(tǒng)的二分類（如ts評分、ets評分）或三分類（如seeps評分）以累積降水量為檢驗(yàn)對象，基于點(diǎn)對點(diǎn)對比事件發(fā)生與否，對預(yù)報(bào)、觀測進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)從而評估預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。
當(dāng)下，各省市氣象部門紛紛建立起各自的區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)模式，各家模式預(yù)報(bào)水平和專攻方向不一，缺乏對全國各家模式、各種要素的有機(jī)整合；隨著模式分辨率的提高，其預(yù)報(bào)結(jié)果可以得到更加精細(xì)化的落區(qū)，而原有的評分系統(tǒng)仍舊按照落區(qū)點(diǎn)對點(diǎn)的方式進(jìn)行評分，這一弊端會(huì)導(dǎo)致隨著模式分辨率的提高，評分無顯著提升甚至有所下滑的情況發(fā)生；對于日內(nèi)降水過程的定量檢驗(yàn)評估方法仍相對不足，對降水偏差的時(shí)空分布及相關(guān)關(guān)鍵影響因子的認(rèn)識(shí)有限，導(dǎo)致當(dāng)前模式針對強(qiáng)降水的精細(xì)化特征（如降水頻率、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、落區(qū)及開始-結(jié)束時(shí)間等）的預(yù)報(bào)能力及關(guān)鍵偏差缺乏系統(tǒng)深入的認(rèn)識(shí)，制約了降水精細(xì)化過程預(yù)報(bào)能力的提升。因此，迫切需要建立基于新的高分辨率觀測資料的數(shù)值預(yù)報(bào)模式客觀綜合評估方法。
面向這一需求，2017年12月，中國氣象科學(xué)研究院牽頭研發(fā)針對高分辨率的、更加科學(xué)客觀定量的精細(xì)化預(yù)報(bào)模式檢驗(yàn)評估方法和指標(biāo)體系。經(jīng)過兩年研發(fā)，于2019年12月實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，并于近日正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。
高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)評估系統(tǒng)在保留已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)檢驗(yàn)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，針對區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)模式的優(yōu)勢及其在業(yè)務(wù)應(yīng)用中的需求，建成了區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)模式的檢驗(yàn)評估體系。例如，針對降水檢驗(yàn)，重點(diǎn)關(guān)注降水精細(xì)化特征的檢驗(yàn)評估指標(biāo)和方法，建立降水小時(shí)尺度特征的客觀評估方法，發(fā)展揭示降水頻次-強(qiáng)度結(jié)構(gòu)、持續(xù)時(shí)間、降水開始-峰值-結(jié)束時(shí)間、落區(qū)與空間尺度等的檢驗(yàn)評估方法和流程，實(shí)現(xiàn)基于高時(shí)空分辨率觀測資料的精細(xì)化降水檢驗(yàn)，為模式結(jié)果的定量評估和訂正提供依據(jù)；開展了空間檢驗(yàn)方法在降水評估中的應(yīng)用，融合不同尺度信息，獲取3小時(shí)、6小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)累積降水預(yù)報(bào)的性能評估；近地面要素（溫度、濕度和風(fēng)場）采用均方差、相關(guān)系數(shù)、偏差等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)逐3小時(shí)近地面要素預(yù)報(bào)的檢驗(yàn)評估；發(fā)展針對高影響天氣過程的評估方法和流程，建立針對起止時(shí)間、強(qiáng)度、影響范圍，時(shí)空演變特征等的過程檢驗(yàn)評估方法和流程。
區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)評估系統(tǒng)自2019年12月準(zhǔn)業(yè)務(wù)運(yùn)行以來，已完成近兩年的實(shí)時(shí)區(qū)域模式檢驗(yàn)產(chǎn)品，建立了完善的區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)模式檢驗(yàn)評估業(yè)務(wù)流程和指標(biāo)體系，重點(diǎn)針對降水精細(xì)化時(shí)空特征的檢驗(yàn)評估需求開展了檢驗(yàn)指標(biāo)研發(fā)，評估結(jié)果有助于提高業(yè)務(wù)單位預(yù)報(bào)員對于高分辨率模式在小時(shí)尺度預(yù)報(bào)偏差的認(rèn)知。
高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)評估系統(tǒng)的檢驗(yàn)區(qū)域除數(shù)值預(yù)報(bào)中心，華北、華東和華南區(qū)域氣象中心區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)在3千米水平分辨率模式覆蓋區(qū)域外，還面向省級業(yè)務(wù)單位應(yīng)用需求，建立了31個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果檢驗(yàn)評估流程，并構(gòu)建了區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)評估業(yè)務(wù)可視化系統(tǒng)，包括降水傳統(tǒng)檢驗(yàn)可視化展示、降水過程檢驗(yàn)可視化展示、近地面要素檢驗(yàn)可視化展示以及系統(tǒng)頁面其他支持功能，大大提升業(yè)務(wù)單位自查自糾效率。
北京城市氣象研究院從2018年開始使用雷達(dá)同化資料進(jìn)行汛期降水預(yù)報(bào)，但接連兩年預(yù)報(bào)結(jié)果并不理想。2019年，高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)評估系統(tǒng)準(zhǔn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行后，根據(jù)這一評估方法，北京城市氣象研究院調(diào)整了同化策略，關(guān)閉淺對流降水，解決了一直存在的小降水空報(bào)問題，降水預(yù)報(bào)水平得到顯著提升。
未來，高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)評估系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)將著力研發(fā)適用于高分辨率模式獨(dú)立檢驗(yàn)業(yè)務(wù)的空間檢驗(yàn)方法，完善小時(shí)尺度強(qiáng)降水和地形強(qiáng)降水評估方法與業(yè)務(wù)指標(biāo)，開發(fā)針對面向地形降水預(yù)報(bào)評估方法等在研發(fā)或新研發(fā)算法，為完善數(shù)值預(yù)報(bào)模式檢驗(yàn)評估業(yè)務(wù)提供支撐