淺議氣象預(yù)報誤差及應(yīng)用決策

1、淺議氣象預(yù)報誤差及應(yīng)用決策    論文導(dǎo)讀：在氣象服務(wù)工作實(shí)際中，我們發(fā)現(xiàn)，非專業(yè)氣象人員對于氣象預(yù)報（包括天氣預(yù)報、氣候預(yù)報等）之誤差的理解還不夠正確，并影響其應(yīng)用氣象預(yù)報的正確決策。本文中，我們將引導(dǎo)非專業(yè)氣象人員在正確理解氣象預(yù)報誤差的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)如何應(yīng)用氣象信息做出正確決策、進(jìn)而取得最好的經(jīng)濟(jì)或社會效益。所謂簡單二元決策方法，即氣象預(yù)報有或無，用戶是用或不用該信息。 關(guān)鍵詞：預(yù)報誤差，應(yīng)用氣象，決策方法    在氣象服務(wù)工作實(shí)際中，我們發(fā)現(xiàn)，非專業(yè)氣象人員對于氣象預(yù)報（包括天氣預(yù)報、氣候預(yù)報等）之誤差的理解

2、還不夠正確，并影響其應(yīng)用氣象預(yù)報的正確決策。本文中，我們將引導(dǎo)非專業(yè)氣象人員在正確理解氣象預(yù)報誤差的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)如何應(yīng)用氣象信息做出正確決策、進(jìn)而取得最好的經(jīng)濟(jì)或社會效益。 1.正確理解氣象預(yù)報誤差 1.1大氣理論誤差大氣運(yùn)動除了遵循能量、質(zhì)量守恒等守恒定律外，影響因素復(fù)雜多樣，主要有：動力因素（地球引力、氣壓梯度力、磨擦力、慣性離心力、地轉(zhuǎn)偏向力等）、熱力因素（太陽、地球表面和地球大氣之間的的熱量（或能量）傳輸對大氣運(yùn)動的影響）和流體力學(xué)因素（流動性、黏滯性、湍流性、連續(xù)性等）。還有如生物圈、巖石圈、水圈、冰雪圈等對大圈的影響，以及太陽、月亮等星體對大氣運(yùn)動的影響等。對這些影響因素而言，有一

3、些作用機(jī)制是清楚的，有一些是不清楚的；有一些機(jī)制是線性的，有一些機(jī)制是非線性的，從而導(dǎo)致大氣科學(xué)理論存在誤差。 1.2大氣觀測誤差主要是觀測數(shù)據(jù)時空分辨率不夠 完整的立體式觀測（從地面到萬米高空），每天只有兩次，早晨8 時和傍晚20 時，空間間隔400km 左右；對于海洋、高原無人區(qū)的觀測極少。而典型的雷雨過程發(fā)生在不到1h的200km范圍內(nèi)。其次是數(shù)據(jù)自身存在誤差。氣象衛(wèi)星云圖、多普勒氣象雷達(dá)、自動氣象觀測站等裝備彌補(bǔ)了人工觀測的不足，觀測覆蓋率比以前增大許多，但這些新增數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)為統(tǒng)一的定量數(shù)據(jù)過程中還帶有一定的誤差。 1.3預(yù)報方法誤差 1)數(shù)值預(yù)報誤差：數(shù)值預(yù)報是現(xiàn)在最先進(jìn)、基礎(chǔ)性的確定

4、論預(yù)報方法，它把影響大氣運(yùn)動的主要因素（動力、熱力和流體力學(xué)等）表述成非線性數(shù)學(xué)物理方程，用每秒上億次計算機(jī)求出定解。其誤差主要來源于模式簡化誤差、計算方案誤差、及初始誤差隨時間的積累等。 2)天氣學(xué)預(yù)報誤差：天氣學(xué)預(yù)報是最傳統(tǒng)的方法，是預(yù)報員根據(jù)空中和地面實(shí)況，分析總結(jié)出物理機(jī)制和規(guī)律，并用這些規(guī)律外推天氣變化的可能方向，是預(yù)報員理解大氣運(yùn)動和天氣現(xiàn)象之間關(guān)系的最好方法，是人腦的定性計算。其誤差主要來源于預(yù)報員在推理過程中難以常常做到完全、合理地估計到所有影響因素的權(quán)重。 3)統(tǒng)計預(yù)報誤差：統(tǒng)計預(yù)報是用統(tǒng)計方法建立預(yù)報對象和眾多影響因素之間的概率統(tǒng)計、回歸定量、相似選擇等確定性或概率性預(yù)報規(guī)

5、則?？山柚娔X處理大批量數(shù)據(jù)，應(yīng)用非常廣泛。誤差主要與統(tǒng)計方法或規(guī)則有關(guān)。 4)云圖預(yù)報誤差：衛(wèi)星云圖是大氣動力、熱力和流體力學(xué)變化現(xiàn)象的反映。其誤差主要來源于中、低云混合識別誤差和云圖本身的表象性、非動力特征。 5)雷達(dá)預(yù)報誤差：雷達(dá)預(yù)報是用人工制造電磁波主動探測大氣中的云體，得到大云滴、雨滴的回波強(qiáng)度、徑向速度等數(shù)據(jù)。其誤差主要源于雷達(dá)雜波、距離折疊和速度退模糊等硬、軟件設(shè)計誤差。 6)經(jīng)驗預(yù)報誤差：經(jīng)驗預(yù)報是預(yù)報員在實(shí)踐過程中能動地總結(jié)出一些有用的、直觀的天氣規(guī)律，在特定場合會起很好的作用，當(dāng)經(jīng)過系統(tǒng)性分析后可上升為的理論知識。其誤差來源于經(jīng)驗自身的缺陷，即特定性、定性性和積累性等。論文

6、參考網(wǎng)。 1.4集體決策誤差氣象預(yù)報不是一個人的預(yù)報結(jié)論，而是眾多預(yù)報員會商討論后的集體決策，相當(dāng)于多個預(yù)報員的集合預(yù)報，該方法是世界公認(rèn)的穩(wěn)定而有效的預(yù)報方法。 在兩種情況下會帶來較大的誤差：一是當(dāng)多數(shù)預(yù)報員屬于經(jīng)驗和技能都欠缺的時候，多數(shù)預(yù)報員的錯誤預(yù)報會推翻少數(shù)預(yù)報員的正確預(yù)報；二是部分管理人員或權(quán)威專家考慮到氣象預(yù)報公開發(fā)布的社會影響時，可能會加重（減輕）天氣強(qiáng)度，或提前（推后）預(yù)報，從而帶來空（漏）報。 1.5個人素質(zhì)誤差個人素質(zhì)誤差與預(yù)報員的理論知識、應(yīng)用技巧、經(jīng)驗、心理素質(zhì)、精神狀態(tài)等個人因素有密切關(guān)系。相比過去而言，隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的發(fā)展，客觀誤差（理論誤差和觀測誤差）的

7、減小已經(jīng)取得了顯著的成績并將繼續(xù)得到改善；主觀誤差（集體決策誤差和個人素質(zhì)誤差）在較完善的獎懲制度下已經(jīng)降到了很低，因為預(yù)報員的發(fā)言和預(yù)報都是承擔(dān)責(zé)任的，包括考評、獎金、職稱、晉升、輿論壓力等；而主客混合性誤差（方法誤差）也得到了顯著改善并會繼續(xù)改進(jìn)。論文參考網(wǎng)。在氣象預(yù)報報錯的所有案例中，屬于預(yù)報員個人因素造成的只占極小部分。論文參考網(wǎng)。 2.短期預(yù)報發(fā)生誤差的幾種具體情況 (1)意料之外的顯著變化:當(dāng)大氣內(nèi)部發(fā)生了難以預(yù)見的、不明原因的、突然的顯著變化，這時候往往國家、省、市三級氣象臺都會報錯（空、漏報）。 (2)中小尺度對流天氣:冰雹、短時暴雨、短時大風(fēng)等天氣的落區(qū)，由于范圍小、時間短，

8、預(yù)報員雖然預(yù)見到其會在某區(qū)域出現(xiàn)，但究竟會出現(xiàn)在哪一縣（區(qū)）則不易把握，易產(chǎn)生空（漏）報。 (3)弱天氣過程:由于天氣系統(tǒng)偏弱，屬于可能降水也可能不降水一類的天氣，容易出現(xiàn)空（漏）報。 (4)20 時時間分割造成的空漏報:天氣評分是以2120 時為1 天記錄，預(yù)報員必須判斷某天氣是在20 時前（后）開始或結(jié)束，否則極易產(chǎn)生空（漏）報。 (5)災(zāi)害性天氣:對強(qiáng)度的過高（過低），同樣產(chǎn)生空（漏）報。 (6)人為偏執(zhí)性誤差:預(yù)報員對某因素或某預(yù)報產(chǎn)品不適當(dāng)?shù)剡^分關(guān)注或忽略不計時，易發(fā)生誤差。 3.正確應(yīng)用氣象預(yù)報的前提 （1）信任現(xiàn)在氣象預(yù)報水平以固原市氣象臺短期天氣預(yù)報準(zhǔn)確率而言（表略），24h

9、晴雨（有無降水）預(yù)報準(zhǔn)確率平均在83%，24h 最高、最低溫度準(zhǔn)確率在71%，比十幾年前有了質(zhì)的提高。 （2） 正確了解氣象術(shù)語盡管氣象預(yù)報在發(fā)布時已經(jīng)考慮了用戶的易懂易用性，但因為氣象預(yù)報是相對精確的科學(xué)，有關(guān)用語不可避免仍然要帶有專業(yè)色彩，正確了解這些術(shù)語可以防止用戶錯用氣象預(yù)報信息。 （3）了解更多的氣象信息由于氣象預(yù)報發(fā)布途徑、發(fā)布時間和發(fā)布內(nèi)容有限，導(dǎo)致大多數(shù)公眾并不能及時、全面了解所有氣象信息，如目前還沒有高頻率插播氣象信息的廣播、電視臺，從而造成公眾了解氣象信息不全面。 4.應(yīng)用氣象預(yù)報的簡單二元決策方法 所謂簡單二元決策方法，即氣象預(yù)報有或無，用戶是用或不用該信息。 例：一個可

10、以估計損失的案例：某農(nóng)家有溫室小拱棚用來種菜賣菜，氣象臺上午發(fā)布大風(fēng)降溫消息，說夜間到明天白天有大風(fēng)、小雪天氣、降溫6 度。問是否采取防護(hù)加固措施？（設(shè)防護(hù)加固花費(fèi)500 元，沒有采取防護(hù)而出現(xiàn)災(zāi)天的直接損失5 000 元）決策方法：大風(fēng)指陣風(fēng)8 級或全天平均風(fēng)力6級，一般的溫室小拱棚連陣風(fēng)7 級都不能抗住；積雪會對塑料產(chǎn)生壓力，根據(jù)雪壓公式2P=h×(注：P 為雪壓，h 為雪深， 為密度，=120kg/m3), 厚2cm的積雪，每平方米有2.40kg 的雪壓；降溫6 度時，被掀開的溫室小拱棚內(nèi)的蔬菜會被凍壞。氣象臺一般不會輕易發(fā)布災(zāi)害性天氣預(yù)警信息，如果發(fā)了則出現(xiàn)的可能性很大（80%）。只要不防護(hù)的最大損失費(fèi)高于防護(hù)費(fèi)，采取防護(hù)加固的經(jīng)濟(jì)收益都會是最大的，因此應(yīng)當(dāng)采取防護(hù)措施。    參考文獻(xiàn) 1韋延年. 地區(qū)氣候特征與氣候適應(yīng)性對節(jié)能住宅建筑熱工設(shè)計的影響J四川建筑科學(xué)研究, 2001, (03) .