基于因子分析的廣東省短時強降水預報模型及其業務試驗

作者：張華龍,伍志方,肖柳斯,涂靜

摘要：利用每天4次0.125°×0.125°的ECMWF-Interim再分析資料和廣東省2009—2018年地面氣象站逐時雨量觀測的短時強降水數據集,針對廣東不同季節、不同地域的短時強降水,以提高命中率同時控制虛警率為目的,提出基于顯著性和敏感性評價的物理量優選和因子分析法,用于構建分期、分區的廣東短時強降水概率預報模型。以參數顯著性和預測敏感性為標準,在49個待選物理量中挑選18個既與多年平均態存在明顯差異,又具有較低虛警率的物理量,應用方差最大正交旋轉因子分析法將遴選物理量組合成表征大氣不同環境條件的6個因子;為使組合因子更具適應性,基于因子偏離度特征對廣東前、后汛期不同區域獨立建模,構建分期、分區短時強降水逐6 h格點概率預報模型。汛期業務試驗表明,模型對短時強降水發生概率預報效果較好。對2019年汛期模型每天兩次起報的12 h預報時效內概率產品進行格點檢驗,以訓練期最優TS評分對應的固定概率作為預測概率閾值,廣東省大部分區域TS評分超過0.25,最高超過0.42,平均較ECMWF-Fine業務模式在前、后汛期分別提升0.23與0.21,南部沿海TS評分提升幅度最大,并且模型在提升命中率與降低虛警率之間取得較好的平衡。個例分析表明,對于ECMWF模式常漏報的廣東暖區短時強降水,概率預報模型具有明顯優勢,尤其能為天氣尺度弱動力強迫的強降水早期預警提供更多有效信息。

發文機構：廣東省氣象臺 中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所/廣東省區域數值天氣預報重點實驗室 廣州市氣象臺

關鍵詞：概率預報模型短時強降水預測敏感性因子分析暖區降水Probabilistic forecast modelShort-time heavy rainfallPrediction sensitivityFactor analysisWarm sector rainfall

分類號： P456[天文地球—大氣科學及氣象學]