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一个基于潜在影响的降水预报评分方法
1
作者
潘留杰
张宏芳
+2 位作者
祁春娟
卢珊
杜丽莉
《高原气象》
北大核心
2025年第3期733-746,共14页
传统的二分法列联表检验在计算降水TS(Threat Score)评分时,漏报和空报事件具有相同的权重,满足阈值条件的不同降水量的漏报事件的权重相同,同时阈值区间内不同降水量的命中事件也具有同等的频次计算方式,在高分辨率网格降水预报检验中...
传统的二分法列联表检验在计算降水TS(Threat Score)评分时,漏报和空报事件具有相同的权重,满足阈值条件的不同降水量的漏报事件的权重相同,同时阈值区间内不同降水量的命中事件也具有同等的频次计算方式,在高分辨率网格降水预报检验中显得不够精细。事实上,同为命中但数值不同,或漏报事件中预报和观测降水量差异程度的大小产生的影响可能完全不同。本文在综合考虑降水命中、漏报次数和降水量的基础上,提出了降水影响预报评分ITS(Impact Threat Score)。“影响”定义为因预报命中或漏报降水对实际发生降水可能带来的潜在后果的刻画。对于命中和漏报事件,分别通过观测降水的对数以及观测与预报降水的差值的对数定义影响因子,在此基础上累计得到时空尺度上事件的等价影响A_(I)和C_(I)。单纯考虑C_(I)的影响评分ITS_(0),定义为ITS的一个子项;综合考虑A_(I)和C_(I)共同作用的降水评分定义为ITS。分析表明:ITS_(0)根据漏报降水的差异程度,赋予动态权重,能够清楚地分辨漏报事件的影响程度;而ITS对命中大量级降水有奖赏,当命中的降水数值越大,漏报降水的数值与观测差异越小,ITS越大,对真实降水产生潜在后果的刻画能力也越好。实际应用中,采用ITS_(0)还是ITS,可以根据评价的目的和需求来综合考虑。
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关键词
预报检验
降水影响
TS评分
ITS0评分
ITS评分
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职称材料
邻域法在天气预报中的应用研究进展
被引量：
2
2
作者
潘留杰
代刊
+6 位作者
张宏芳
祁春娟
梁绵
刘嘉慧敏
戴昌明
李培荣
沈娇娇
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期962-975,共14页
邻域法在天气预报中有着广泛的应用,其关键应用领域包括2个方面,一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验,二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先,回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架,归纳了邻域法数据处理方法...
邻域法在天气预报中有着广泛的应用,其关键应用领域包括2个方面,一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验,二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先,回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架,归纳了邻域法数据处理方法、常用评分指数的物理意义。其次,总结了网格尺度上的邻域概率和大于网格尺度邻域概率的基本思想和统计意义,重点阐述了与集合预报相结合产生的邻域集合概率(neighborhood ensemble probability,NEP)预报、邻域最大集合概率(neighborhood maximum ensemble probability,NMEP)预报的算法流程和内在含义。第三,进一步结合典型应用个例,分析了邻域法检验和邻域集合概率的优缺点和适用性。总体来说,邻域法检验可以在不同的时空尺度上比较预报产品的性能,具有独特的优势。虽然NEP和NMEP两种邻域概率都可以提高降水的预报评分,但NEP更适合于大尺度、系统性降水预报,NMEP对对流性、极端性降水有更好的应用效果。最后,给出了使用邻域法应注意的问题以及未来研究应用的发展方向。
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关键词
邻域检验
FSS(fractionsskill
score)
邻域概率
邻域集合概率
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职称材料
智能网格SCMOC及多模式降水预报对比
被引量：
10
3
作者
潘留杰
张宏芳
+5 位作者
刘静
刘嘉慧敏
梁绵
祁春娟
戴昌明
李培荣
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期217-229,共13页
以三源融合网格实况降水分析资料CMPAS为参照,基于二分法经典检验、预报评分综合图和面向对象MODE检验等方法,对比分析2021年智能网格预报SCMOC以及ECMWF全球、CMA-Meso中尺度模式在秦岭及周边地区的降水预报表现,主要结论如下:1)ECMWF...
以三源融合网格实况降水分析资料CMPAS为参照,基于二分法经典检验、预报评分综合图和面向对象MODE检验等方法,对比分析2021年智能网格预报SCMOC以及ECMWF全球、CMA-Meso中尺度模式在秦岭及周边地区的降水预报表现,主要结论如下:1)ECMWF能够很好地刻画日平均降水量、日降水量标准差以及地形影响下降水量、降水频次的空间分布特征,但对于0.1 mm以上量级的降水预报频次远高于观测,暴雨预报频次低于观测,SCMOC、CMA-Meso日降水量大于等于0.1 mm的降水频次和暴雨频次预报更好;SCMOC不足在于降水的空间精细分布特征描述能力相对较弱。2)ECMWF预报的大于等于0.1 mm降水频次日峰值出现时间整体较观测偏早3 h左右,CMA-Meso、SCMOC与观测总体吻合较好。3)三种产品24 h降水量大于等于0.1 mm的TS(Threat Score)评分数值上基本一致,但降水预报表现的特征显著不同,SCMOC成功率高、命中率低,漏报多、空报少,ECMWF、CMA-Meso则相反;24 h、3 h大雨以上量级降水SCMOC的TS评分、成功率、命中率一致优于其他两种产品。4)MODE暴雨检验,SCMOC大面积降水对象与观测相似度最高,预报能力优于ECMWF,但分散性小面积暴雨对象漏报风险大。SCMOC、ECMWF纬向距离偏差大于经向,位置偏西比例高于偏东。
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关键词
SCMOC
预报评分
降水检验评分综合图
MODE方法检验
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职称材料
题名
一个基于潜在影响的降水预报评分方法
1
作者
潘留杰
张宏芳
祁春娟
卢珊
杜丽莉
机构
陕西省
气象
台
秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室
陕西省
气象
服务中心
出处
《高原气象》
北大核心
2025年第3期733-746,共14页
基金
中国气象局气象能力提升联合专项重点项目(24NLTSZ003)
陕西省社会发展关键领域项目(2022SF-360)
+1 种基金
中国气象局创新发展专项(CXFZ2022J023)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2023-JC-QN-0285)。
文摘
传统的二分法列联表检验在计算降水TS(Threat Score)评分时,漏报和空报事件具有相同的权重,满足阈值条件的不同降水量的漏报事件的权重相同,同时阈值区间内不同降水量的命中事件也具有同等的频次计算方式,在高分辨率网格降水预报检验中显得不够精细。事实上,同为命中但数值不同,或漏报事件中预报和观测降水量差异程度的大小产生的影响可能完全不同。本文在综合考虑降水命中、漏报次数和降水量的基础上,提出了降水影响预报评分ITS(Impact Threat Score)。“影响”定义为因预报命中或漏报降水对实际发生降水可能带来的潜在后果的刻画。对于命中和漏报事件,分别通过观测降水的对数以及观测与预报降水的差值的对数定义影响因子,在此基础上累计得到时空尺度上事件的等价影响A_(I)和C_(I)。单纯考虑C_(I)的影响评分ITS_(0),定义为ITS的一个子项;综合考虑A_(I)和C_(I)共同作用的降水评分定义为ITS。分析表明:ITS_(0)根据漏报降水的差异程度,赋予动态权重,能够清楚地分辨漏报事件的影响程度;而ITS对命中大量级降水有奖赏,当命中的降水数值越大,漏报降水的数值与观测差异越小,ITS越大,对真实降水产生潜在后果的刻画能力也越好。实际应用中,采用ITS_(0)还是ITS,可以根据评价的目的和需求来综合考虑。
关键词
预报检验
降水影响
TS评分
ITS0评分
ITS评分
Keywords
forecast verification
precipitation impact
TS score
ITS0
ITS score
分类号
P456 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
邻域法在天气预报中的应用研究进展
被引量：
2
2
作者
潘留杰
代刊
张宏芳
祁春娟
梁绵
刘嘉慧敏
戴昌明
李培荣
沈娇娇
机构
陕西省
气象
台
秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室
国家
气象
中心
陕西省
气象
服务中心
出处
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期962-975,共14页
基金
中国气象局气象能力提升联合研究专项(24NLTSZ003)
中国气象局创新发展专项(CXFZ2022J023)
+1 种基金
陕西省重点研发计划社会发展领域项目(2024SF-YBXM-556)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2021JQ-964)。
文摘
邻域法在天气预报中有着广泛的应用,其关键应用领域包括2个方面,一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验,二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先,回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架,归纳了邻域法数据处理方法、常用评分指数的物理意义。其次,总结了网格尺度上的邻域概率和大于网格尺度邻域概率的基本思想和统计意义,重点阐述了与集合预报相结合产生的邻域集合概率(neighborhood ensemble probability,NEP)预报、邻域最大集合概率(neighborhood maximum ensemble probability,NMEP)预报的算法流程和内在含义。第三,进一步结合典型应用个例,分析了邻域法检验和邻域集合概率的优缺点和适用性。总体来说,邻域法检验可以在不同的时空尺度上比较预报产品的性能,具有独特的优势。虽然NEP和NMEP两种邻域概率都可以提高降水的预报评分,但NEP更适合于大尺度、系统性降水预报,NMEP对对流性、极端性降水有更好的应用效果。最后,给出了使用邻域法应注意的问题以及未来研究应用的发展方向。
关键词
邻域检验
FSS(fractionsskill
score)
邻域概率
邻域集合概率
Keywords
neighborhood verification
fractions skill score
neighborhood probability
neighborhood ensemble probability
分类号
P45 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
智能网格SCMOC及多模式降水预报对比
被引量：
10
3
作者
潘留杰
张宏芳
刘静
刘嘉慧敏
梁绵
祁春娟
戴昌明
李培荣
机构
陕西省
气象
台
秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室
陕西省
气象
服务中心
沈阳市
气象
台
出处
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期217-229,共13页
基金
中国气象局创新发展专项(CXFZ2022J023)
中国气象局复盘总结专项(FPZJ2023-129)
+1 种基金
陕西省社会发展关键领域项目(2022SF-360)
陕西省自然科学基金资助项目(2022JQ-249)。
文摘
以三源融合网格实况降水分析资料CMPAS为参照,基于二分法经典检验、预报评分综合图和面向对象MODE检验等方法,对比分析2021年智能网格预报SCMOC以及ECMWF全球、CMA-Meso中尺度模式在秦岭及周边地区的降水预报表现,主要结论如下:1)ECMWF能够很好地刻画日平均降水量、日降水量标准差以及地形影响下降水量、降水频次的空间分布特征,但对于0.1 mm以上量级的降水预报频次远高于观测,暴雨预报频次低于观测,SCMOC、CMA-Meso日降水量大于等于0.1 mm的降水频次和暴雨频次预报更好;SCMOC不足在于降水的空间精细分布特征描述能力相对较弱。2)ECMWF预报的大于等于0.1 mm降水频次日峰值出现时间整体较观测偏早3 h左右,CMA-Meso、SCMOC与观测总体吻合较好。3)三种产品24 h降水量大于等于0.1 mm的TS(Threat Score)评分数值上基本一致,但降水预报表现的特征显著不同,SCMOC成功率高、命中率低,漏报多、空报少,ECMWF、CMA-Meso则相反;24 h、3 h大雨以上量级降水SCMOC的TS评分、成功率、命中率一致优于其他两种产品。4)MODE暴雨检验,SCMOC大面积降水对象与观测相似度最高,预报能力优于ECMWF,但分散性小面积暴雨对象漏报风险大。SCMOC、ECMWF纬向距离偏差大于经向,位置偏西比例高于偏东。
关键词
SCMOC
预报评分
降水检验评分综合图
MODE方法检验
Keywords
SCMOC
forecast score
comprehensive map of precipitation forecast score
MODE
分类号
P457.6 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一个基于潜在影响的降水预报评分方法
潘留杰
张宏芳
祁春娟
卢珊
杜丽莉
《高原气象》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
邻域法在天气预报中的应用研究进展
潘留杰
代刊
张宏芳
祁春娟
梁绵
刘嘉慧敏
戴昌明
李培荣
沈娇娇
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
3
智能网格SCMOC及多模式降水预报对比
潘留杰
张宏芳
刘静
刘嘉慧敏
梁绵
祁春娟
戴昌明
李培荣
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2023
10
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