О результатах сравнительной оценки успешности прогнозов осадков
заблаговременностью до 5 суток в Приморском крае

на основе методов, разработанных в ГУ «ДВНИГМИ» и ГУ «Гидрометцентр России»
(технология РЭП)


Общие сведения

Метод прогноза полусуточных сумм осадков в пункте на срок до 5 суток с детализацией по полусуткам (на исторических архивах Rе - анализов США) разработан в лаборатории метеорологических исследований и прогнозов ГУ «ДВНИГМИ», далее - метод ДВНИГМИ. Данный метод проходил оперативные испытания в отделе метеорологических прогнозов погоды Гидрометцентра Приморского УГМС с 1 января 2004 г. по 31 декабря 2006 г. Решением Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам от 21 марта 2008 г. Приморскому УГМС: разрешено опытное использование прогнозов полусуточных сумм осадков в пунктах на срок до 3 суток в качестве консультативного материала. Кроме этого поручено провести сравнение успешности данных прогнозов с успешностью прогнозов осадков заблаговременностью до 5 суток на основе оперативной технологии РЭП.

Метод прогноза осадков на основе технологии РЭП (расчет элементов погоды), разработан в ГУ «Гидрометцентр России». Метод предназначен для прогноза наличия и количества суточных сумм осадков в заданном пункте прогноза.


Методика сравнения

В Гидрометцентре Приморского УГМС с июля 2008 г. по апрель 2009 г. была проведена оценка прогнозов осадков по указанным методам и выполнен анализ полученных результатов. Для сравнительного анализа методов были выбраны 8 пунктов Приморского края, расположенных в различных физико-географических районах.

Для установления успешности прогнозов рассчитывались следующие показатели:

Р - общая оправдываемость прогноза осадков, согласно действующему наставлению [1];

Кроме того, вычислялись статистические показателя успешности прогнозов осадков по формулам, приведенным в «Методических указаниях» [2]:
U = (n11 + n22)/ N - оправдываемость альтернативного прогноза факта выпадения осадков, где n11 - число оправдавшихся прогнозов факта наличия осадков, n22 - число оправдавшихся прогнозов отсутствия осадков, N - общее число прогнозов;

Uб.ос = (n22/n20)100% - оправдываемость прогноза факта отсутствия осадков,
где n20 - число прогнозов отсутствия осадков;

Uос = (n11/n10)100% - оправдываемость прогноза наличия осадков,
где n10 - число прогнозов наличия осадков;

Пб.ос = (n22/n02)100% - предупрежденность факта отсутствия осадков,
где n02 - число случаев без осадков;

Пос = (n11/n01)100% - предупрежденность факта наличия осадков,
где n01 - число случаев с осадкам;

критерий Пирси — Обухова:

Т = n11/n01 - n12/n02 = n22/n02 – n21/n01, где
n12 - число неоправдавшихся прогнозов факта осадков;
n21 - число неоправдавшихся прогнозов отсутствия осадков.

Величина Т принимает значения от -1,0 До 1,0. Для идеального прогноза Т=1,0;



Результаты сравнения

Результаты анализа представлены в виде таблиц, в которых приведены средние за весь период испытания показатели успешности прогнозов осадков заблаговременностью 24, 48, 72, 96 и 120 ч. (таблица 1) по 8 станциям Приморского края. В таблице 2 представлена оправдываемость методических прогнозов осадков в сравнении с прогнозом осадков, составленных синоптическим способом.

Анализ результатов статистических показателей успешности прогнозов осадков (таблица 1) показал, что в среднем для всех сроков успешность прогнозов осадков по технологии РЭП выше, чем по методу ДВНИГМИ. Так, в целом по 8 станциям, оправдываемость прогнозов осадков по технологии РЭП на 1-е сутки составляет 75%, по методу ДВНИГМИ 65%, на 2-е сутки 76% и 66% соответственно. На 3-и и 4-е сутки общая оправдываемость осадков по технологии РЭП составляет 74%, а по методу ДВНИГМИ й - 65 и 66% соответственно, на 5-е сутки - 63 и 70%. Полученные результаты указывают на то, что общая оправдываемость прогнозов осадков по технологии РЭП выше оправдываемости прогнозов осадков по методу ДВНИГМИ в среднем на 10%. При этом, оправдываемость прогнозов осадков на каждые следующие сутки изменяется незначительно (1-2%). Оправдываемость прогноза факта наличия осадков, для рассматриваемых методов, ниже общей оправдываемости, в среднем на 1-7%.

Оправдываемость прогноза факта отсутствия осадков для двух методов выше оправдываемости прогноза наличия осадков, т е. оба метода лучше работают в случае прогноза отсутствия осадков. При этом оправдываемости на основе технологии РЭП выше аналогичных оправдываемостей по методу ДВНИГМИ в среднем на 10-20%.

Предупрежденность случаев с осадками по технологии РЭП в среднем составляет 85% при заблаговременности 24 ч и 75% при заблаговременности 120 ч., а предупрежденность случаев без осадков 68-70%. Метод ДВНИГМИ, наоборот, отсутствие осадков предупреждает в 73-78 % случаев, наличие осадков – только в 36-34 % случаев на основе технологии РЭП заблаговременностью до 96 ч характеризовали критерии качества Пирси-Обухова величиной 0,5 и при заблаговременности 120 ч – величиной 0,4, что свидетельствует о практической значимости этих прогнозов. Прогнозы осадков по методу ГУ «ДВНИГМИ» имели критерий качества Пирси - Обухова величиной прогнозов 0,1.

Абсолютная ошибка прогнозов количества осадков у метода ДВНИГМИ в среднем составляет 2,6 мм, что превышает ошибку прогноза осадков по технологии РЭП на 0,7 мм.

Арифметическая (систематическая) ошибка прогнозов количества осадков у технологии РЭП в среднем составляла 1 мм, а у метода ДВНИГМИ 0,4 мм. Данный показатель говорит о том, что оба метода систематически завышают количество прогнозируемых осадков.

Сравнение качества методических прогнозов осадков и прогнозов, составленных синоптическим методом (таблица 2), показало, что оправдываемость синоптических прогнозов по всем станциям Приморского края выше оправдываемости методических прогнозов в среднем на 19-29%. Следует отметить, что успешность методических прогнозов в различных физико-географических районах Приморского края неодинакова. Оправдываемость прогнозов осадков по технологии РЭП на прибрежных (Владивосток, Сад-город, Терней, Золотой) и равнинных (Пограничный) станции края несколько выше, чем на станциях, расположенных в горных районах (Анучино) и предгорьях (Дальнереченск, Кировский). Прогнозы осадков по методу ДВНИГМИ лучше оправдываются на станциях, расположенных на южном побережье (Владивосток, Сад-город), в горных и равнинных районах.


Выводы

1. Общая оправдываемость прогнозов осадков по 8 станциям Приморского края на основе технологии РЭП выше оправдываемости прогнозов осадков по методу ДВНИГМИ в среднем на 10%.
2. Средняя оправдываемость прогнозов осадков на 24ч. по методу Васильева составляет 75%, по методу ДВНИГМИ 65%.
3. Общая оправдываемость прогнозов осадков на каждые последующие заблаговременности изменяется незначительно (1-2%).
4. Оправдываемость прогноза факта отсутствия осадков для двух моделей выше оправдываемости прогноза наличия осадков, т.е. оба метода лучше работают в случае прогноза отсутствия осадков.
5. Оправдываемость прогнозов, составленных синоптическим методом, по всем станциям Приморского края выше оправдываемости методических прогнозов в среднем на 19-29%.
6. Качество прогноза в целом за период испытаний можно считать вполне удовлетворительным, особенно у метода прогноза на основе технологии РЭП.


Рекомендации о внедрении

Технический совет Гидрометцентра Приморского УГМС в своем решении от 13 мая 2009 г. одобрил проведенную работу и рекомендовал использование в оперативной практике отдела метеорологических прогнозов Гидрометцентра Приморского УГМС прогнозов осадков, поступающих из Гидрометцентра России и рассчитываемых на основе технологии РЭП, в качестве вспомогательного при прогнозе осадков по станциям Приморского края.


Список литературы

1. Наставление по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения. Р.Д. 52.88.629-2002. Л. Гидрометеоиздат, 2002 г.
2. Методические указания. Проведение производственных (оперативных) испытаний новых и усовершенствованных методов гидрометеорологических и гелиографических прогнозов. Р.Д. 52.27.284-91. - Л. Гидрометеоиздат, 1991 г.


Авторы

Е.М Вербицкая
лаборатории метеорологических исследований и прогнозов ГУ «ДВНИГМИ»
П.П. Васильев, Е.Л. Васильева, ГУ «Гидрометцентр России»


Отчет подготовили:

М.В. Сиротенко, Т.В. Цурикова
Гидрометцентр Приморского УГМС
E-mail: hydromet@online.ru
690600 ГСП, Владивосток, ул. Фонтанная, 24


© Методический кабинет Гидрометцентра России