2024年7月13日发(作者：汪珠雨)
研究论文
第５卷第３期
沙漠与绿洲气象
２０１１年６月
Ｄｅｓｅｒｔ ａｎｄ Ｏａｓｉｓ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ
Ｔ２１ ３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ模式对比试验
汤浩，贾丽红
（新疆气象台，新疆乌鲁木齐８３０００２）
摘要：使用Ｔ２１３和Ｔ６３９产品为初始场和边界条件，采用完全相同的物理过程和方
案，驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，对２００９年４—９月在新疆温度与降水预报的结果进行了对比
检验，检验结果表明：（１）使用Ｔ６３９产品为初始场，２４ ｈ降水 评分平均值较Ｔ２１３产品为
初始场的提高５分，晴雨准确率提高２０分，但漏报率也上升了。Ｔ２１３和Ｔ６３９为初始场时各
站的降水 评分，其空间分布情况均体现出北疆西部、天山山区最好，南疆最次，其它地区
居中。 评分提高的站点主要分布在天山山区及沿天山一带。（２）使用Ｔ６３９产品为初始场，
逐小时温度预报１℃、２℃准确率分别提高了约１５分和２８分，预报平均误差均为负值。预
报准确率提高较明显的站主要集中在天山山区及两侧，南疆提高总体优于北疆，２℃准确率
的提高比１。【＝更为显著。
关键词：ＧＲＡＰＥＳ；Ｔ２１３；Ｔ６３９；初始场；对比试验
中图分类号：Ｐ４５６．７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—０７９９（２０１ １）０３—０００４３—０４
Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｔｅｓｔｓ ｏｆ ＧＲＡＰＥＳ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｔ２ １ ３ ａｎｄ Ｔ６３９
ａｓ Ｉｎｉｔｉａｌ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ＴＡＮＧ Ｈａｏ，ＪＩＡ Ｌｉ－ｈｏｎｇ
（Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｇｌｏｂａｌ ｍｏｄｅｌ Ｔ２ １ ３Ｌ３ １ ａｎｄ Ｔ６３９Ｌ６０’Ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｔｏ ｄｒｉｖｅ ＧＲＡＰＥＳ—Ｍｅｓｏ，ｗｅ
ｃｏｎｔｒａｓｔｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒａｉｎｆａｌｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｄｕｒｉｎｇ Ａｐｒｉｌ ｔｏ
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００９。ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｓ：（１）Ｕｓｉｎｇ Ｔ６３９ Ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ
ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，Ｔｓ ｓｋｉｌｌ ｓｃｏｒｅ ｏｆ ２４ ｈｏｕｒ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ １ ０３ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｂｏｕｔ ５ ｐｏｉｎｔｓ
ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｔ２ １ ３，ａｎｄ ｒａｉｎｙ／ｓｕｎｎｙ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒａｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ２０ ｐｏｉｎｔｓ，ｂｕｔ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ ａｌｓｏ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｒａｉｎｆａｌｌ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｓｃｏｒｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ｓｈｏｗｅｄ
ｓａｍｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ：ｗｅｓｔ ｏｆ ｎｏｒｔｈ Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｔｉａｎｓｈａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ，ｓｏｕｔｈ ｏｆ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｗａｓ
ｔｈｅ ｗｏｒｓｔ．（２）Ｕｓｉｎｇ Ｔ６３９’Ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｈｏｕｒｌｙ １℃ａｎｄ ２℃
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒａｔｅ ｆｏｒ １ ０３ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ １ ５ ａｎｄ ２８ ｐｏｉｎｔｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｈａｎ
ｔｈａｔ ｏｆ Ｔ２１３，ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｅｒｒｏｒ ｗａｓ ｎｅｇａｔｉｖｅ．Ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｍｏｓｔｌｙ ｉｎ Ｔｉａｎｓｈａｎ
Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ ａｒｅａ ａｎｄ ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ Ｔｉａｎｓｈａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ．ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ ｓｏｕｔｈ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｗａｓ
收稿日期：２０１０—０７—３０；修回日期：２０１０—０８一ｌ１
基金项目：中国气象局气象关键技术集成与应用ＣＭＡＧＪ２０１ １Ｍ５７，乌鲁木齐区域中心数值模式检验系统集成应用，中国气象局新技术推广项
目ＣＭＡＴＧ２００８Ｚ０１，我国区域业务数值天气预报模式评估；新疆气象局新技术推广项目：新疆精细气象要素预报系统。
作者简介：汤浩（１９７２一），男，高级工程师，从事区域数值预报模式及短期预报技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｎｇｈａｏ７２＠１６３．ｃｏｍ
４３
研究论文
沙漠与绿洲气象
第５卷第３期
２０１１年６月
Ｄ。。。。。ｅ。。。。。ｓ。。ｅ。。。。ｒ。。。ｔ。。。。。。。ａ。。ｎ。。。。。。ｄ。。。。。。。Ｏ。。。。 ’ａ。。’ｓ ｉ’‘ｓ ‘Ｍ‘。。 。。。ｅ。。。。ｔ。ｅ。。。。ｏ。。。。ｒ。。。ｏ。。。。ｌ。。。。ｏ。。。ｇ—ｙ—
ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｎｏｒｔｈ Ｘｉｎｉａｎｇ．ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ２℃ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ｇｒｅａｔｅｒ
ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ １℃．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＲＡＰＥＳ ｍｏｄｅｌ；Ｔ２１３；Ｔ６３９；ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒａｓｔ ｔｅｓｔ
ＧＲＡＰＥＳ模式系统的开发研究源自国家科技部
“十五”国家重点科技攻关项目“中国气象数值预报
系统技术创新研究”，目的是在３～５ ａ的时间里开发
建立我国新一代、多尺度统一的数值天气预报系统，
研究工作开始于２０００年１０月，目前已经发布了区
域模式ＧＲＡＰＥＳ—ＭＥＳＯ，全球模式ＧＲＡＰＥＳ—
ＧＬＯＢＡＬ。
Ｔ６３９Ｌ６０模式是中国气象局第一次采用全球三
维变分同化分析，并能有效同化极轨卫星、微波垂直
探测仪资料的全球中期数值天气预报实时业务系
统，于２００８年６月１ Ｅｔ正式投入业务运行。Ｔ６３９模
式达到全球水平分辨率３０ ｋｍ，卫星资料的同化应
用显著改善了模式的预报效果。
新疆气象局的ＧＲＡＰＥＳ—ＭＥＳＯ于２００６年实现
了业务化运行，模式使用中国气象局全球模式
Ｔ２１３Ｌ３１的产品为初始场和边界条件，检验表明模
式的形势预报能力较好，但站点温度和降水预报误
差较大，其中南疆的降水空报尤为明显。国内部分
学者使用其它全球模式的产品作为初边条件与
Ｔ２１３进行驱动区域模式对比试验，得出了许多有益
的结论 ，初始场和边界条件对模式的预报结果的
影响非常显著。使用Ｔ６３９Ｌ６０全球模式为ＧＲＡＰＥＳ
提供初始场和边界条件是否会提高ＧＲＡＰＥＳ温度
和降水的预报准确率，有必要进行对比检验。
Ｉ资料和方法
Ｔ６３９模式业务运行后，其产品通过９２１０下发，
分辨率为１。×ｌ。。国家气象中心为方便各级气象部
门使用Ｔ６３９产品驱动区域模式，也推出了相应的
产品，该产品只包含驱动模式所需的最基本的要素，
水平和垂直分辨率比９２１０下发产品要高，可通过
Ｆ１ｒＩ’Ｐ下载。
新疆气象局目前业务运行的ＧＲＡＰＥＳ—ＭＥＳＯ
采用非静力高度地形追随坐标，积分区域为３０～５５。
Ｎ，６０～１００。Ｅ，水平分辨率０．２。，垂直层数２ｌ层，对
常规观测资料进行三维变分同化，微物理过程为
ＮＣＥＰ的３类简单冰相方案，积云参数化方案为
Ｂｅｔｔｓ—Ｍｉｌｌｅｒ方案，长波辐射过程采用ＲＲＴＭ方案，
短波辐射过程采用Ｄｕｄｈｉａ方案，地面层采用
Ｍｏｎｉｎ－－－０ｂｕｋｈｏｖ方案，陆面过程采用热扩散方案，
边界层采用ＭＲＦ方案，每６ ｈ更新侧边界，预报时效
６０ ｈ。模式前处理部分是针对９２１０下发的Ｔ２１３产
品设计的，我们修改了模式的前处理部分，可以使用
Ｔ６３９产品驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，为便于对比试
验，使用Ｔ６３９模式产品驱动模式时采用了与业务
运行时完全相同的物理过程和方案。
２结果与分析
使用Ｔ６３９产品驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，进行
了２００９年４—９月的回算，回算结果与业务运行的
结果进行了对比检验，检验时段为模式的２４～４８ ｈ
预报。检验时实况值使用自动气象站数据，模式降
水预报使用距离平方倒数法插值到站点，温度预报
使用双线性法插值到站点，作温度插值时同时使用
温度垂直递减率订正模式地形与实际地形的误差带
来的影响。
２．１降水预报检验
表１给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时逐６、１２、
２４ ｈＴｓ评分、空报率、漏报率、晴雨准确率。从表中可
以看出，与Ｔ２１３相比，Ｔ６３９驱动模式时各检验时长
的 评分、晴雨准确率都有所提高，空报率下降，但
漏报率却增加了，其中 评分提高５分，晴雨准确
率提高超过２０分，空报率下降９分、漏报率增加８～
９分。
随着检验时长的增加，Ｔｓ评分呈上升趋势、空
报率、漏报率、晴雨准确率呈下降趋势。
表１降水预报检验结果（１０３站平均）
表２给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时各检验
时段内站点的 评分百分比分布情况，可以看出
Ｔ２１３驱动模式时２４ ｈＴｓ评分介于０．４～０．４９以及小
汤浩等：Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ模式对比试验
于０．２的站点分别占到３．９％、６１．８％，而Ｔ６３９驱动
时有明显改善，分别为１４．７％和４７．１％，Ｔｓ评分在
０．４～０．４９站点比例的上升超过１０％，而小于０．２的
站点比例下降近１５％。
表２ １０３站降水预报 评分分布统计（单位：％）
图１给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时的２４ ｈ
各站的 评分填图，其空间分布情况均体现出北疆
西部、天山山区最好，南疆最次，其它地区居中。其
分布情况与站点降水的气候概率基本一致。图２
给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时２４ ｈ各站的 评
分，２４ ｈ晴雨准确率的变化情况。对于晴雨准确率，
除南疆西部部分站点下降外，其它地区基本上都呈
现上升趋势。对于 评分，提高的站点主要分布在
天山山区及沿天山一带，值得注意的是，约有１／３站
点的 评分反而下降了。
图１ Ｔ２１３驱动模式时各站的２４ ｈＴｓ评分（ａ）、
Ｔ６３９驱动模式时各站的２４ ｈＴｓ评分（ｂ）
图２ Ｔ６３９和Ｔ２１３驱动模式时各站的２４ ｈ晴雨
准确率的变化（ａ）、Ｔ６３９和Ｔ２１３驱动模式时
各站的２４ ｈ 评分的变化（ｂ）
２．２温度预报检验
表３列出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时
２４～３６、３７～４８、２４～４８ ｈ内逐小时温度预报准确率的
检验结果。可以看出，Ｔ６３９对应的准确率与Ｔ２１３相
比有明显上升，其中Ｔ２１３对应的各时段１℃准确率
在６左右，２℃准确率在１２左右；Ｔ６３９的相应值分
别为２ｌ和４Ｏ左右，分别提高了约１５和２８。两者
的平均误差均为负值，但Ｔ２１３对应的值均超过一５
ｏＣ；Ｔ６３９在３７—４８ ｈ时段内误差最大，为一１．１ ｃＣＩ。对
比２４～３６、３７～４８ ｈ的１℃、２℃预报准确率和平均误
差，Ｔ２１３和Ｔ６３９均表现出２４～３６ ｈ预报准确率高
于３７～４８ ｈ预报。
表３逐小时温度预报检验结果（１０３站平均）
内 容 １℃准确率／％２℃准确率／％ 平均误差／℃
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研究论文
沙漠与绿洲气象
第５卷第３期
２０１１年６月
Ｄ。。。。ｅ。。。ｓ。。。ｅ。。。ｒ。。。ｔ ’ —ａ ｎ ｄ‘。。 。。Ｏ。。。 。。ａ。。ｓ。。 ｉ。。ｓ。。。。。Ｍ。。。。。。。ｅ。 ｔ—ｅ —‘—ｏ 。。ｒ。。。ｏ。。。ｌ。。。ｏ。。。—ｇｙ—
表４列出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时１０３
站温度预报检验结果的百分比分布。Ｔ２１３各检验时
段的１℃准确率小于２０的站超过９成，没有大于
３０的站；２度准确率小于２０的站超过７成，没有大
于５０的站。Ｔ６３９的１℃准确率主要分布在２０～２９
之间，占到５０％以上，２℃准确率大于３０的站超过８
成，大于５０的站在ｌ５％以上。
表４ １０３站温度预报检验结果分布统计（单位：％）
预报准确率 ２４～３６ ｈ ３７～４８ ｈ ２４～４８ ｈ ２４～３６ ｈ焉 ３７～４８ ｈ ２４～４８ ｈ
≥５０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
４０～４９ ０ ０ ０ ０ ０ ０
１℃以内 ３Ｏ～３９ ０ ０ ０ ９．８ ５．９ ３．９
２０～２９ ４．７ ７．５ ２．８ ６４．７ ５５．９ ６７．７
＜２０ ９５－３ ９２．５ ９７．２ ２５．５ ３８．２ ２８．４
≥５０ ０ ０ ０ ２３．５ １７．６ １５．７
４０ ４９ ０．９ ５．７ １．９ ５１．１ ４４．１ ５４．９
２℃以内 ３０～３９ １５．１ ｌ１－３ １３．２ １３．７ １９．６ １６．７
２Ｏ～２９ １３．２ ８．５ １０．３ ８．８ ８．９ ７．８
＜２０ ７０．８ ７４．５ ７４．６ ２．９ ９．８ ４．９
表５列出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时平
均误差的分布统计，除Ｔ６３９为初始场的２４～３６ ｈ
外，均为预报偏小的站超过偏大的站，与所有站平均
误差为负的结果一致。
表５ １０３站温度预报平均误差分布统计（单位：％）
平均误差 ！ ！
２４～３６ ｈ ３７—４８ ｈ ２４～４８ ｈ ２４—３６ ｈ ３７～４８ ｈ ２４～４８ ｈ
≥０ ３０．２ ２８－３ ２９＿３ ５２．０ ２９．４ ３８．２
＜０ ６９ ８ ７１．７ ７０ ７ ４８．Ｏ ７０．６ ６】．８
通过Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时各站Ｉ￣Ｃ预
报准确率的填图可以发现，Ｔ２１３驱动时北疆总体优
于南疆，阿克苏和巴州的部分站点准确率为０；Ｔ６３９
驱动时南北疆无明显差异。Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动
ＧＲＡＰＥＳ时各站２℃准确率的填图也反映出同样的
情形。
比较Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时各站１℃、
２ ｏＣ预报准确率的变化，可以发现，预报准确率提高
较明显的站主要集中在天山山区及两侧，南疆提高
总体优于北疆，２℃准确率的提高比１℃更为显著。
３总结与讨论
使用Ｔ２１３和Ｔ６３９为初始场，采用完全相同的
物理过程和方案，驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，对２００９
年４—９月在新疆温度与降水预报的结果进行了对
比检验，得到以下结果。
（１）使用Ｔ６３９为初始场，１０３站２４ ｈ降水 评
分平均值较Ｔ２１３为初始场提高５分，晴雨准确率
提高２０分，但漏报率却上升了。
（２）Ｔ２１３和Ｔ６３９为初始场时各站的降水 评
分，其空间分布情况均体现出北疆西部、天山山区最
好，南疆最次，其它地区居中。 评分提高的站点主
要分布在天山山区及沿天山一带，值得注意的是约
有１／３的站点 评分反而下降了。
（３）使用Ｔ６３９为初始场，２４～３６、３７～４８、２４～４８ ｈ
内逐小时温度预报１ ｃｃ、２℃准确率平均值较Ｔ２１３
为初始场分别提高了约ｌ５和２８，预报平均误差均
为负值，２４～３６ ｈ预报准确率高于３７—４８ ｈ预报。
（４）使用Ｔ６３９为初始场较Ｔ２１３相比，温度预
报准确率提高较明显的站主要集中在天山山区及两
侧，南疆提高总体优于北疆，２℃准确率的提高比１
℃更为显著。Ｔ２１３为初始场逐小时温度预报准确率
北疆总体优于南疆，Ｔ６３９为初始场时南北疆无明显
差异。
参考文献：
［１］李长青，闰之辉，王瀛，等．ＮＣＥＰ—ＦＮＬ与Ｔ２１３Ｌ３１同化
资料对比分析中的地形差异影响［Ｊ】．气象，２００７，３３（１）：
６２－６９．
【２】朱红芳，王东勇，管兆勇．不同初始场条件对ＧＲＡＰＥＳ模
式数值预报的影响ｆＪ１＿气象学报，２００，６５（４）：４９３—５０２．
［３］公颖，李俊．不同背景场条件下ＡＲＥＭ模式预报效果评
估分析『Ｊ］气象科技，２００９，３７（１）：１－８．
［４］张南，侯瑞钦．两种初始场ＭＭ５模式预报效果对比评估
『Ｊ１．气象科技，２００９，３７（２）：１２９—１３４．
2024年7月13日发(作者：汪珠雨)
研究论文
第５卷第３期
沙漠与绿洲气象
２０１１年６月
Ｄｅｓｅｒｔ ａｎｄ Ｏａｓｉｓ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ
Ｔ２１ ３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ模式对比试验
汤浩，贾丽红
（新疆气象台，新疆乌鲁木齐８３０００２）
摘要：使用Ｔ２１３和Ｔ６３９产品为初始场和边界条件，采用完全相同的物理过程和方
案，驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，对２００９年４—９月在新疆温度与降水预报的结果进行了对比
检验，检验结果表明：（１）使用Ｔ６３９产品为初始场，２４ ｈ降水 评分平均值较Ｔ２１３产品为
初始场的提高５分，晴雨准确率提高２０分，但漏报率也上升了。Ｔ２１３和Ｔ６３９为初始场时各
站的降水 评分，其空间分布情况均体现出北疆西部、天山山区最好，南疆最次，其它地区
居中。 评分提高的站点主要分布在天山山区及沿天山一带。（２）使用Ｔ６３９产品为初始场，
逐小时温度预报１℃、２℃准确率分别提高了约１５分和２８分，预报平均误差均为负值。预
报准确率提高较明显的站主要集中在天山山区及两侧，南疆提高总体优于北疆，２℃准确率
的提高比１。【＝更为显著。
关键词：ＧＲＡＰＥＳ；Ｔ２１３；Ｔ６３９；初始场；对比试验
中图分类号：Ｐ４５６．７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—０７９９（２０１ １）０３—０００４３—０４
Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｔｅｓｔｓ ｏｆ ＧＲＡＰＥＳ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｔ２ １ ３ ａｎｄ Ｔ６３９
ａｓ Ｉｎｉｔｉａｌ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ＴＡＮＧ Ｈａｏ，ＪＩＡ Ｌｉ－ｈｏｎｇ
（Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｇｌｏｂａｌ ｍｏｄｅｌ Ｔ２ １ ３Ｌ３ １ ａｎｄ Ｔ６３９Ｌ６０’Ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｔｏ ｄｒｉｖｅ ＧＲＡＰＥＳ—Ｍｅｓｏ，ｗｅ
ｃｏｎｔｒａｓｔｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒａｉｎｆａｌｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｄｕｒｉｎｇ Ａｐｒｉｌ ｔｏ
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００９。ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｓ：（１）Ｕｓｉｎｇ Ｔ６３９ Ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ
ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，Ｔｓ ｓｋｉｌｌ ｓｃｏｒｅ ｏｆ ２４ ｈｏｕｒ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ １ ０３ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｂｏｕｔ ５ ｐｏｉｎｔｓ
ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｔ２ １ ３，ａｎｄ ｒａｉｎｙ／ｓｕｎｎｙ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒａｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ２０ ｐｏｉｎｔｓ，ｂｕｔ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ ａｌｓｏ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｒａｉｎｆａｌｌ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｓｃｏｒｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ｓｈｏｗｅｄ
ｓａｍｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ：ｗｅｓｔ ｏｆ ｎｏｒｔｈ Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｔｉａｎｓｈａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ，ｓｏｕｔｈ ｏｆ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｗａｓ
ｔｈｅ ｗｏｒｓｔ．（２）Ｕｓｉｎｇ Ｔ６３９’Ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｈｏｕｒｌｙ １℃ａｎｄ ２℃
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒａｔｅ ｆｏｒ １ ０３ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ １ ５ ａｎｄ ２８ ｐｏｉｎｔｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｈａｎ
ｔｈａｔ ｏｆ Ｔ２１３，ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｅｒｒｏｒ ｗａｓ ｎｅｇａｔｉｖｅ．Ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｍｏｓｔｌｙ ｉｎ Ｔｉａｎｓｈａｎ
Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ ａｒｅａ ａｎｄ ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ Ｔｉａｎｓｈａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ．ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ ｓｏｕｔｈ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｗａｓ
收稿日期：２０１０—０７—３０；修回日期：２０１０—０８一ｌ１
基金项目：中国气象局气象关键技术集成与应用ＣＭＡＧＪ２０１ １Ｍ５７，乌鲁木齐区域中心数值模式检验系统集成应用，中国气象局新技术推广项
目ＣＭＡＴＧ２００８Ｚ０１，我国区域业务数值天气预报模式评估；新疆气象局新技术推广项目：新疆精细气象要素预报系统。
作者简介：汤浩（１９７２一），男，高级工程师，从事区域数值预报模式及短期预报技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｎｇｈａｏ７２＠１６３．ｃｏｍ
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研究论文
沙漠与绿洲气象
第５卷第３期
２０１１年６月
Ｄ。。。。。ｅ。。。。。ｓ。。ｅ。。。。ｒ。。。ｔ。。。。。。。ａ。。ｎ。。。。。。ｄ。。。。。。。Ｏ。。。。 ’ａ。。’ｓ ｉ’‘ｓ ‘Ｍ‘。。 。。。ｅ。。。。ｔ。ｅ。。。。ｏ。。。。ｒ。。。ｏ。。。。ｌ。。。。ｏ。。。ｇ—ｙ—
ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｎｏｒｔｈ Ｘｉｎｉａｎｇ．ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ２℃ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒａｔｅ ｗａｓ ｇｒｅａｔｅｒ
ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ １℃．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＲＡＰＥＳ ｍｏｄｅｌ；Ｔ２１３；Ｔ６３９；ｉｎｉｔｉａｌ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒａｓｔ ｔｅｓｔ
ＧＲＡＰＥＳ模式系统的开发研究源自国家科技部
“十五”国家重点科技攻关项目“中国气象数值预报
系统技术创新研究”，目的是在３～５ ａ的时间里开发
建立我国新一代、多尺度统一的数值天气预报系统，
研究工作开始于２０００年１０月，目前已经发布了区
域模式ＧＲＡＰＥＳ—ＭＥＳＯ，全球模式ＧＲＡＰＥＳ—
ＧＬＯＢＡＬ。
Ｔ６３９Ｌ６０模式是中国气象局第一次采用全球三
维变分同化分析，并能有效同化极轨卫星、微波垂直
探测仪资料的全球中期数值天气预报实时业务系
统，于２００８年６月１ Ｅｔ正式投入业务运行。Ｔ６３９模
式达到全球水平分辨率３０ ｋｍ，卫星资料的同化应
用显著改善了模式的预报效果。
新疆气象局的ＧＲＡＰＥＳ—ＭＥＳＯ于２００６年实现
了业务化运行，模式使用中国气象局全球模式
Ｔ２１３Ｌ３１的产品为初始场和边界条件，检验表明模
式的形势预报能力较好，但站点温度和降水预报误
差较大，其中南疆的降水空报尤为明显。国内部分
学者使用其它全球模式的产品作为初边条件与
Ｔ２１３进行驱动区域模式对比试验，得出了许多有益
的结论 ，初始场和边界条件对模式的预报结果的
影响非常显著。使用Ｔ６３９Ｌ６０全球模式为ＧＲＡＰＥＳ
提供初始场和边界条件是否会提高ＧＲＡＰＥＳ温度
和降水的预报准确率，有必要进行对比检验。
Ｉ资料和方法
Ｔ６３９模式业务运行后，其产品通过９２１０下发，
分辨率为１。×ｌ。。国家气象中心为方便各级气象部
门使用Ｔ６３９产品驱动区域模式，也推出了相应的
产品，该产品只包含驱动模式所需的最基本的要素，
水平和垂直分辨率比９２１０下发产品要高，可通过
Ｆ１ｒＩ’Ｐ下载。
新疆气象局目前业务运行的ＧＲＡＰＥＳ—ＭＥＳＯ
采用非静力高度地形追随坐标，积分区域为３０～５５。
Ｎ，６０～１００。Ｅ，水平分辨率０．２。，垂直层数２ｌ层，对
常规观测资料进行三维变分同化，微物理过程为
ＮＣＥＰ的３类简单冰相方案，积云参数化方案为
Ｂｅｔｔｓ—Ｍｉｌｌｅｒ方案，长波辐射过程采用ＲＲＴＭ方案，
短波辐射过程采用Ｄｕｄｈｉａ方案，地面层采用
Ｍｏｎｉｎ－－－０ｂｕｋｈｏｖ方案，陆面过程采用热扩散方案，
边界层采用ＭＲＦ方案，每６ ｈ更新侧边界，预报时效
６０ ｈ。模式前处理部分是针对９２１０下发的Ｔ２１３产
品设计的，我们修改了模式的前处理部分，可以使用
Ｔ６３９产品驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，为便于对比试
验，使用Ｔ６３９模式产品驱动模式时采用了与业务
运行时完全相同的物理过程和方案。
２结果与分析
使用Ｔ６３９产品驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，进行
了２００９年４—９月的回算，回算结果与业务运行的
结果进行了对比检验，检验时段为模式的２４～４８ ｈ
预报。检验时实况值使用自动气象站数据，模式降
水预报使用距离平方倒数法插值到站点，温度预报
使用双线性法插值到站点，作温度插值时同时使用
温度垂直递减率订正模式地形与实际地形的误差带
来的影响。
２．１降水预报检验
表１给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时逐６、１２、
２４ ｈＴｓ评分、空报率、漏报率、晴雨准确率。从表中可
以看出，与Ｔ２１３相比，Ｔ６３９驱动模式时各检验时长
的 评分、晴雨准确率都有所提高，空报率下降，但
漏报率却增加了，其中 评分提高５分，晴雨准确
率提高超过２０分，空报率下降９分、漏报率增加８～
９分。
随着检验时长的增加，Ｔｓ评分呈上升趋势、空
报率、漏报率、晴雨准确率呈下降趋势。
表１降水预报检验结果（１０３站平均）
表２给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时各检验
时段内站点的 评分百分比分布情况，可以看出
Ｔ２１３驱动模式时２４ ｈＴｓ评分介于０．４～０．４９以及小
汤浩等：Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ模式对比试验
于０．２的站点分别占到３．９％、６１．８％，而Ｔ６３９驱动
时有明显改善，分别为１４．７％和４７．１％，Ｔｓ评分在
０．４～０．４９站点比例的上升超过１０％，而小于０．２的
站点比例下降近１５％。
表２ １０３站降水预报 评分分布统计（单位：％）
图１给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时的２４ ｈ
各站的 评分填图，其空间分布情况均体现出北疆
西部、天山山区最好，南疆最次，其它地区居中。其
分布情况与站点降水的气候概率基本一致。图２
给出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动模式时２４ ｈ各站的 评
分，２４ ｈ晴雨准确率的变化情况。对于晴雨准确率，
除南疆西部部分站点下降外，其它地区基本上都呈
现上升趋势。对于 评分，提高的站点主要分布在
天山山区及沿天山一带，值得注意的是，约有１／３站
点的 评分反而下降了。
图１ Ｔ２１３驱动模式时各站的２４ ｈＴｓ评分（ａ）、
Ｔ６３９驱动模式时各站的２４ ｈＴｓ评分（ｂ）
图２ Ｔ６３９和Ｔ２１３驱动模式时各站的２４ ｈ晴雨
准确率的变化（ａ）、Ｔ６３９和Ｔ２１３驱动模式时
各站的２４ ｈ 评分的变化（ｂ）
２．２温度预报检验
表３列出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时
２４～３６、３７～４８、２４～４８ ｈ内逐小时温度预报准确率的
检验结果。可以看出，Ｔ６３９对应的准确率与Ｔ２１３相
比有明显上升，其中Ｔ２１３对应的各时段１℃准确率
在６左右，２℃准确率在１２左右；Ｔ６３９的相应值分
别为２ｌ和４Ｏ左右，分别提高了约１５和２８。两者
的平均误差均为负值，但Ｔ２１３对应的值均超过一５
ｏＣ；Ｔ６３９在３７—４８ ｈ时段内误差最大，为一１．１ ｃＣＩ。对
比２４～３６、３７～４８ ｈ的１℃、２℃预报准确率和平均误
差，Ｔ２１３和Ｔ６３９均表现出２４～３６ ｈ预报准确率高
于３７～４８ ｈ预报。
表３逐小时温度预报检验结果（１０３站平均）
内 容 １℃准确率／％２℃准确率／％ 平均误差／℃
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研究论文
沙漠与绿洲气象
第５卷第３期
２０１１年６月
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表４列出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时１０３
站温度预报检验结果的百分比分布。Ｔ２１３各检验时
段的１℃准确率小于２０的站超过９成，没有大于
３０的站；２度准确率小于２０的站超过７成，没有大
于５０的站。Ｔ６３９的１℃准确率主要分布在２０～２９
之间，占到５０％以上，２℃准确率大于３０的站超过８
成，大于５０的站在ｌ５％以上。
表４ １０３站温度预报检验结果分布统计（单位：％）
预报准确率 ２４～３６ ｈ ３７～４８ ｈ ２４～４８ ｈ ２４～３６ ｈ焉 ３７～４８ ｈ ２４～４８ ｈ
≥５０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
４０～４９ ０ ０ ０ ０ ０ ０
１℃以内 ３Ｏ～３９ ０ ０ ０ ９．８ ５．９ ３．９
２０～２９ ４．７ ７．５ ２．８ ６４．７ ５５．９ ６７．７
＜２０ ９５－３ ９２．５ ９７．２ ２５．５ ３８．２ ２８．４
≥５０ ０ ０ ０ ２３．５ １７．６ １５．７
４０ ４９ ０．９ ５．７ １．９ ５１．１ ４４．１ ５４．９
２℃以内 ３０～３９ １５．１ ｌ１－３ １３．２ １３．７ １９．６ １６．７
２Ｏ～２９ １３．２ ８．５ １０．３ ８．８ ８．９ ７．８
＜２０ ７０．８ ７４．５ ７４．６ ２．９ ９．８ ４．９
表５列出了Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时平
均误差的分布统计，除Ｔ６３９为初始场的２４～３６ ｈ
外，均为预报偏小的站超过偏大的站，与所有站平均
误差为负的结果一致。
表５ １０３站温度预报平均误差分布统计（单位：％）
平均误差 ！ ！
２４～３６ ｈ ３７—４８ ｈ ２４～４８ ｈ ２４—３６ ｈ ３７～４８ ｈ ２４～４８ ｈ
≥０ ３０．２ ２８－３ ２９＿３ ５２．０ ２９．４ ３８．２
＜０ ６９ ８ ７１．７ ７０ ７ ４８．Ｏ ７０．６ ６】．８
通过Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时各站Ｉ￣Ｃ预
报准确率的填图可以发现，Ｔ２１３驱动时北疆总体优
于南疆，阿克苏和巴州的部分站点准确率为０；Ｔ６３９
驱动时南北疆无明显差异。Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动
ＧＲＡＰＥＳ时各站２℃准确率的填图也反映出同样的
情形。
比较Ｔ２１３和Ｔ６３９驱动ＧＲＡＰＥＳ时各站１℃、
２ ｏＣ预报准确率的变化，可以发现，预报准确率提高
较明显的站主要集中在天山山区及两侧，南疆提高
总体优于北疆，２℃准确率的提高比１℃更为显著。
３总结与讨论
使用Ｔ２１３和Ｔ６３９为初始场，采用完全相同的
物理过程和方案，驱动ＧＲＡＰＥＳ区域模式，对２００９
年４—９月在新疆温度与降水预报的结果进行了对
比检验，得到以下结果。
（１）使用Ｔ６３９为初始场，１０３站２４ ｈ降水 评
分平均值较Ｔ２１３为初始场提高５分，晴雨准确率
提高２０分，但漏报率却上升了。
（２）Ｔ２１３和Ｔ６３９为初始场时各站的降水 评
分，其空间分布情况均体现出北疆西部、天山山区最
好，南疆最次，其它地区居中。 评分提高的站点主
要分布在天山山区及沿天山一带，值得注意的是约
有１／３的站点 评分反而下降了。
（３）使用Ｔ６３９为初始场，２４～３６、３７～４８、２４～４８ ｈ
内逐小时温度预报１ ｃｃ、２℃准确率平均值较Ｔ２１３
为初始场分别提高了约ｌ５和２８，预报平均误差均
为负值，２４～３６ ｈ预报准确率高于３７—４８ ｈ预报。
（４）使用Ｔ６３９为初始场较Ｔ２１３相比，温度预
报准确率提高较明显的站主要集中在天山山区及两
侧，南疆提高总体优于北疆，２℃准确率的提高比１
℃更为显著。Ｔ２１３为初始场逐小时温度预报准确率
北疆总体优于南疆，Ｔ６３９为初始场时南北疆无明显
差异。
参考文献：
［１］李长青，闰之辉，王瀛，等．ＮＣＥＰ—ＦＮＬ与Ｔ２１３Ｌ３１同化
资料对比分析中的地形差异影响［Ｊ】．气象，２００７，３３（１）：
６２－６９．
【２】朱红芳，王东勇，管兆勇．不同初始场条件对ＧＲＡＰＥＳ模
式数值预报的影响ｆＪ１＿气象学报，２００，６５（４）：４９３—５０２．
［３］公颖，李俊．不同背景场条件下ＡＲＥＭ模式预报效果评
估分析『Ｊ］气象科技，２００９，３７（１）：１－８．
［４］张南，侯瑞钦．两种初始场ＭＭ５模式预报效果对比评估
『Ｊ１．气象科技，２００９，３７（２）：１２９—１３４．