(黑龙江省宝泉岭气象台)
(黑龙江省农垦科学院作物所)
摘 要
黑龙江省农垦科学院作物所生态气象室和宝泉岭农垦分局气象台等单位,结合黑龙江垦区的实际情况,联合进行了降水概率预报的研究,编制了“24小时降水概率预报决策支持系统”计算机软件,并在一些气象台站试用,使24小时降水预报准确率由80年代的85%提高到现在的96%。
关键词:降水、概率预报、黑龙江、垦区。
1、引言
黑龙江垦区103 个大型国营农场拥有耕地200 多万公顷,以小麦、玉米、大豆、水稻、甜菜、油菜为主要作物。因为旱涝灾害和降水天气对农业生产影响很大,所以这一国营农场群逐步建成了由近百个气象台站组成的气象服务体系,承担着垦区气象观测和天气预报任务。其中降水预报是最主要的服务项目。
多年来,由于人们受到降水预报准确率的困扰,在农业生产中使用降水预报的决心常常受到影响,因而不能充分发挥天气预报的作用。如果气象工作者在发布降水天气预报时,同时指明降水的可能性大小,天气预报的使用价值就会大大提高了。这种包括降水可能性的预报就叫降水概率预报。
气象台站发布降水天气预报时,同时指明降水的可能性大小,天气预报在农业上的使用价值就会大大提高。这种包括降水可能性的预报被称为降水概率预报。
我国在20世纪60年代,在天气预报理论中就有“概率预报”的概念,但由于计算量大,很难在气象业务中实现和运用。直到90年代,计算机逐步普及,降水概率预报才得到应用。从1998年起,黑龙江省农垦科学院作物所生态气象室和宝泉岭农垦分局气象台等单位,结合黑龙江垦区的实际情况,联合进行了降水概率预报的研究,编制了计算机软件,并在一些台站使用,使24小时降水预报准确率由80年代的85%提高到现在的96%。
2、研究方法与计算机软件
在国家级或省级气象台中,降水概率预报的研究和应用主要是利用天气学和动力气象学理论,采用全球气象观测数据进行大规模的计算,在大型电子计算机上进行数值预报分析得出的。对于基层气象台站降水概率预报就只能利用天气形势分析结合本站的观测数据,在微型计算机上使用逐步回归的数学方法来完成。我们编制的计算机软件起名为“24小时降水概率预报决策支持系统”。
该软件用QUICK BASIC 语言编程,在UCDOS 汉字操作平台上运行,已知参数的输入和计算结果的输出都在同一窗口,不在Windows 平台下运行,胜似在Windows 平台下运行,用起来十分方便。
该软件的数据流程图如下:
(图略)
在软件运行中输入的数据主要有以下22项:当日14点气压、当日08点气压、昨日14点气压、当日14点气温、当日08点气温、昨日14点气温、当日14点湿度、当日08点湿度、昨日14点湿度、当日14点风速、当日08点风速、昨日14点风速、当日14点风向、当日08点风向、昨日14点风向、当日14点总云量、当日08点总云量、昨日14点总云量、当日14点低云量、当日08点低云量、昨日14点低云量和经验预报值。按其顺序,这些数据可分别用X1、X2、…、X22 代表。其中,前21项X1-X21 均为本站气象观测的实测值,而第22项X22 (经验预报值)是预报员根据天气形势分析和本人经验所给出的预报结果,其值在0 和100 之间。如果预报员很有把握预报未来24小时有降水,X22 可输入100 ;如果预报员很有把握预报未来24小时无降水,X22 可输入0 ;若预报员没有把握预报未来24小时有无降水,X22 可输入1 到99之间的整数。
本系统计算输出的结果有:预报方程的23个参数B0、B1、… B22,据此可写出预报方程:
Y =B0 + B1·X1 + B2·X2 + … + B22·X22
输出的结果还有利用以上方程计算出的降水概率预报值Y (%)。Y 值也在0 和100 之间。例如:如果降水概率预报值Y 得100 ,则表示未来24小时肯定有降水;如果降水概率预报值Y 得0 ,则表示未来24小时肯定无降水;如果降水概率预报值Y 得90,则表示未来24小时有降水的可能性很大,但也不排除无降水的可能;如果降水概率预报值Y 得10,则表示未来24小时有降水的可能性很小,但也不完全排除有降水的可能。
3、使用效果
近两年来,这一软件系统在宝泉岭农垦分局几个气象台站试用,24小时降水预报准确率平均达到了96%,比80年代85%的预报准确率提高了11%,比现在单用天气形势分析所做预报的准确率提高了6% 。
4、问题讨论和应用前景
①目前,“降水概率预报决策支持系统”这一软件的应用,还仅仅处在示范阶段;有些功能还需加强,比如48小时降水预报也需加入该系统。
②该软件的应用,将天气形势、本地气象观测数据和个人经验三者相结合,预报准确率有了明显提高。这对黑龙江垦区及农村的科学种田有实际意义。在各基层气象台站将会有广范的应用前景。