基于中国气象局-北京-集合预报模式1.0版本(CMA-BJ-EN V1.0),对2023~2025年5~8月海河流域山区水库的对流尺度集合预报面雨量预报开展研究,开发了对流尺度集合预报面雨量产品,包括不同百分位预报及面雨量概率预报等,同时开展华北特大暴雨个例的雨量预报效果检验评估。得到以下结论:
- 集合平均预报对流域中北部山区水库面雨量误差绝对值预报有明显改进,集水面积相对较小的水库面雨量误差绝对值和模糊评分改进幅度较大,说明对流尺度集合预报模式的高水平分辨率提升了中小流域面雨量预报的精度。在预报时效30 h内小雨到大雨量级面雨量的模糊评分有上升趋势,集合平均的评分高于控制预报。在暴雨量级上,集合平均削弱了集合成员的极端值。
- 逐3 h的面雨量TS评分来看,集合平均对小雨到中雨量级面雨量预报较好,集合平均能够降低小雨到中雨量级面雨量的漏报率但是也会增加小雨量级面雨量的空报;面雨量预报的误差主要来源于空报。此外,CMA-BJ-EN V1.0对中北部的夜间降雨模拟有改进空间。
- 概率预报检验表明,集合成员能够体现出面雨量预报的不确定性,高百分位数的面雨量集合预报能够在极端降雨方面提供较好的量级预报参考。
- 对2025年“7·26”华北特大暴雨的检验可以发现,CMA-BJ-EN V1.0对于海河流域的山区水库面雨量预报具有一定的优势,主要体现在对于集水面积小的水库流域,在控制预报面雨量落区存在偏差的情况下,集合成员能够体现出北部的暴雨到大暴雨量级面雨量的概率,可为气象决策服务及水库防洪抗洪提供参考依据,表明对流尺度集合预报对小流域面雨量预报有较高的精准度。
本文从流域精细化面雨量预报的业务需求出发,全面系统地评估了对流尺度集合预报系统CMA-BJ-EN V1.0在海河流域山区水库面雨量的预报效果,结果表明研发的集合面雨量产品能够为实际业务提供预报参考,面雨量的概率预报在致灾性暴雨中能够对决策服务提供有力的数值预报支撑。此外,可进一步开展对极端性降雨过程及重点小流域的针对性研究,系统分析不同集合预报成员与确定性预报的差异。在此基础上,可探索基于集合成员历史表现的动态权重集成预报方法,推动研究成果向实际业务转化,促进面雨量集合预报产品在精细化防灾减灾决策中发挥更坚实的支撑作用。
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