专业预报

专业预报是指对各要素进行全面分析的专业气象预报服务。服务系统的整体框架包括常用气象要素库，用户档案库，专业预报服务方法库，专业气象服务行业指标及生产对策库，专业气象服务索引，气象信息及决策模块及灾害情报的统计等。

概念专业预报服务系统的设计思路是以人机交互界面为基础，应用数据库系统实现管理。建立了用户档案管理库，行业指标及生产对策管理库，以此为主线的专业气象服务索引，气象信息和服务决策的模块；根据不同的天气要素检索用户档案库、行业指标及生产对策库，得出影响的行业，并编制出气象信息的预报产品和服务对策的内容，并及时传递给用户。为了及时、方便、快捷地提供用户所咨询的常用气象要素资料，建立气候背景及常用气象要素库。针对用户的实际需求建立适台于当地的专业气象服务方法库。

专业气象预报服务系统系统分析（1）系统主要特点

专业气象预报服务系统是一个支持专业气象服务人员利用计算机完成专业预报工作的人机交互系统，目的是解决专业气象服务中以公益服务代替专业服务、手工作业的一些现象；全面、细致地掌握主要气象服务行业指标及生产对策建议：完善用户的档案管理；开发专业气象预报方法，从而提高专业气象预报服务产品的质量，提高专业气象预报制作分发的能力，促进专业气象服务向产业化发展。本系统的主要特点是：在专业气象预报方法和气象服务行业指标的研究细致、深入，填补了本省专业气象服务系统开发方面的空白；系统自动化程度较高，操作简便，查询快捷；兼顾功能的扩展，留有增、补预报方法、管理模块等的功能；从使用的实际出发，行业指标细化、全面，生产对策合理、实用；常用气象预报方法实用并添加新的预报内容；用户管理规范；专业预报处理能力强，服务时效高，学习功能强；有较强的实用性和通用性。

（2）系统模块的功能介绍

1）库管理系统的功能建立专业用户服务档案，并针对各行业的特点，提出砖瓦、供电、公路桥梁、铁路等行业的气象服务指标，将指标分解归档管理。实现用户库指标资料（记录或信息）的追加、修改、显示、索引、打印等。

2）服务概况系统的功能屏幕提醒当前着手、从事的工作，显示历史上这一时段内出现的极端天气事件，出现要素的气候均值，要素的变化幅度，索引出行业的服务指标及出现某一类天气气候事件时服务的用户单位，显示最近时段的长期预报、中期预报，农牧气信息资料、卫星遥感信息资料，把握、组织好各类信息，快速准确的为用户服务。

3）预报决策系统利用各种预报信息和气象要素的实测值，建立专业预报方法，制作森林火险等级预报，砖瓦的开工期及收工期预报，池塘养鱼的泛塘期预报，人体舒适度预报，冬季锅炉采暖节能预报，结合服务指标提出各行业的决策意见和生产建议，供不同的专业用户使用。

4）服务图形表系统

5）图上显示用户单位分布状况，月降水、气温；显示旬降水，旬气温，旬最高气温，旬最低气温，日相对湿度，掌握全省范围的天气气候背景。

6）服务产品分发退出系统：保留的开发接口或退出专业气象预报服务系统，返回到DOS或进入window平台。

专业气象预报服务系统研究内容1）专业气象服务行业指标及生产对策的研究根据本省及本地区的实际情况，研究建立了本省主要行业气象服务的指标库，其中包括铁路运输、公路桥梁、供电系统、市政工程、池塘养鱼、砖瓦生产等行业的气象服务指标及生产对策。

2）专业气象预报方法研究开发了包括森林火险预报、鱼塘泛塘期预报、砖瓦生产最佳开工期、收工期预报、人体舒适度预报、冬季采暖期节能等预报等方法。

研究结论根据专业气象预报服务工作的特点和要求，设计了专业气象预报服务系统。该系统实现了专业气象预报服务的程序化和规范化，强化专业气象服务工作的管理，更好地向广大用户开展针时性服务，提高气象服务的现代化水平，从而提高服务效益和服务质量。1

专业预报的研制方法将气象信息与电力生产调度、安全运行、高效决策等生产实际紧密结合，并进行综合分析、研究，充分利用当今最新的预报先进技术和专业性强的特点，极大地满足电力生产调度和安全运行的需求，以便高效指挥决策和调度，具体内容为：州内各流域主要水库的降水预报，各电力线路上电线结冰(雨淞)预报，各电力线路上雷电预报，电力负荷预报，变电站未来七天有利于检修天气预报。

湘西州内各流域降水预报将湘西州16个水电站的3年降水资料8县市同时期的降水历史资料进行相关分析，对16个水电站进行落点划分，结果显示落区的划分基本与其所处的自然地理位置的划分相一致。本方法划出4个落区，分别为东、西、南、北部，23个变电站的落点划分方法与此相同，利用天气学原理和预报经验，综合应用数值预报产品、各种指导预报产品及本站气象要素，寻找预报因子。由于冬半年和夏半年在气候、大气环流背景及影响方面差异很大，因此我们将一年分成两个时段夏半年5～8月，冬半年1～4月和9～12月，分别建立各自的预报因子和预报方程组进行预报。

所采用资料为欧洲中心数值预报、日本降水预报及欧洲在线三大预报产品，欧洲中心预报产品包括：500百帕高空形势预报、850百帕温度预报及地面形势预报、欧洲中心预报产品有格点资料，本方法采用计算机自动读取和判别，日本降水预报包括：Jfufe502、Jfufe503、Jfsas04、Jfsas07、Jfsas09、Jfsas12。由于日本的预报产品和欧洲在线未来6天的预报产品没有格点值，需要人工输入。欧洲中心格点资料我们采用27.5°N～30.0°N、105°E～107.5°E范围内的4个格点资料，预报因子有500百帕24小时变高，850百帕24小时变温、地面24小时变压，日本的降水预报和欧洲在线预报产品通过编码在一个界面上统一输入。本方法的落区预报由日本的数值预报产品来控制，量级预报由日本的降水预报和欧洲在线天气预报及欧洲中心数值预报三者来控制，从而分别建立2组共14个各个落区的冬半年和夏半年预报方程。

其中冬半年(9～12月和1～4月)预报方程组为：

Y(1)=X(1，1)+X(2，1)+X(3，1)+X(4，1)+X(5，1)+X(6，1)

Y(2)=X(1，2)+X(2，2)+X(3，2)+X(4，2)+X(5，2)

Y(3)=X(1，3)+X(2，3)+X(3，3)+X(4，3)+X(5，3)

Y(4)=X(1，4)+X(2，4)+X(3，4)+X(4，4)+X(5，4)

Y(5)=X(1，5)+X(2，5)+X(3，5)+X(4，5)+X(5，5)

Y(6)=X(1，6)+X(2，6)+X(3，6)+X(4，6)

Y(7)=X(1，7)+(2，7)+X(3，7)

其中X(1，1)～X(1，7)为未来1～7天的欧洲中心数值预报产品高空500hPa高度预报24小时变高因子，当4个格点的24小时变高值小于0时，规定X(1，i)=1，否则X(1，i)=0；X(2，1)～X(2，7)为未来1～7天的欧洲中心数值预报产品地面形势预报24小时变压因子，当4个格点的24小时变压值小于1时，规定X(2，i)=1，否则X(2，i)=0；X(3，1)～X(3，7)为未来1～7天的欧洲中心数值预报产品高空850hPa温度预报24小时变温因子，当4个格点的24小时变温小于0时，X(3，i)=1，否则X(3，i)=0;X(4，1)～(4，6)为欧洲在线预报产品未来1～6天的预报因子。

当该产品预报无雨时，规定X(4，i)=0；小雨时，X(4，i)=1；中～大雨时，X(4，i)=2；大～暴雨时，X(4，i)=3。

X(5，1)～X(5，5)为未来1～5天的日本降水预报产品预报因子，当该产品预报无雨时，规定X(5，i)=0;小雨时，X(5，i)=1；中～大雨时，X(5，i)=2;大～暴雨时，X(5，i)=3。

X(6，1)为Jfufe502和Jfufe503预报产品的预报因子，当两者都预报湘西州无雨时X(6，1)=0，否则X(6，1)=1。

Y(1)～Y(7)表示未来1～7天的预报值，当Y(1)=0或者同时满足Y(1)≤3且X(3，1)=0且X(4，1)=0时，未来24小时晴天;当Y(1)≤3且X(3，1)=1时则未来24小时多云或有阴天，局部有无降水，则根据Jfufe502和Jfufe503预报产品来定，当Y(1)>3时，湘西州有雨，其量级和落点由Jfufe502和Jfufe503来定；当Y(i)(i=2，3……6)≤3时，湘西州无雨，局部有无降水由日本降水数值预报产品来定，否则湘西州都有雨；当Y(7)≤2时，湘西州有雨，否则无雨。

夏半年(5～8月)由于地面冷空气势力较弱，其预报方程组变为：

Y(1)=X(1，1)+X(3，1)+X(4，1)+X(6，1)

Y(2)=X(1，2)+X(3，2)+X(4，2)+X(5，2)

Y(3)=X(1，3)+X(3，3)+X(4，3)+X(5，3)

Y(4)=X(1，4)+X(3，4)+X(4，4)+X(5，4)

Y(5)=X(1，5)+X(3，5)+X(4，5)+X(5，5)

Y(6)=X(1，6)+X(3，6)+X(4，6)

Y(7)=X(1，7)+X(3，7)

其中各因子的意义同冬半年，只是临界值的取值有差别。同时由于5～8月湘西州的强降水较频繁，未来24小时的降水量预报等级及落区预报又增加了2个预报因子，一个是欧洲在线预报产品，一个是日本的数值预报产品Jfufe504，增强了未来24小时的降水量预报能力，夏半年的预报思路及方法均同冬半年。

各流域主要水库的中、长期预报（1）月预报方法

该方法以中科院院士曹洪兴86年发表的“数值演变规律研究”为依据，利用湘西州八县市1971—2003年的降水资料制作了以几个代表点为单位，可单独使用，又可相互对比分析。修正的月降水预报，其制作、使用步骤如下。

①将某站1971—2003年各月的降水实况值，按省定质量评定标准，把12～2月以四级制分级，3～11月六级分级并制成《各月降水份级标准》。

②按上述标准将历史降水资料进行分级列表，即《历年各月份级表》。

③矩阵分析。以矩阵转移原理，从纵、横两个方向分别以一步、二步、三步转移机率，并统计各步最大机率，最后将纵向、横向相结合，选取二次中皆为最大或较大机率，确定为预报对象的等级。这一步即为定性的第一步。再由降水量分级表确定各量级的数值，即为定量的预报数值。

常规的统计预报方法：①点骤图法；②多因子分档相关回归法。

（2）各电力线路上雷暴预报

所用资料及统计标准：

①资料：使用湘西州八县市气象站1960—2001年共42年雷暴资料，日界取20～20时(北京时间);湘西自治州电业局所管辖的湘西州线路，500hPa欧洲数值预报图，日本502、503传真图，T213物理量资料，本站资料。

②分片标准：湘西自治州电业局所管辖线路多达40条，逐线预报不便于研究和预报，而大多数线路相距仅几公里，而发生雷暴天气的天气尺度较电力线路大。根据雷暴天气的尺度特点和线路分布情况，我们把电力线路分为五片，即龙山片，永古片(永顺、古丈)，花保片(花垣、保靖)，吉首片，凤泸片(凤凰、泸溪)。

雷暴预报研究雷暴天气是由于积雨云的影响而成。在春夏两季，南北冷暖。气流经常在我州上空交汇而成云致雨，当云块在大气扰动(如西南低涡等)作用下继续发展，而形成积雨云时，就会产生雷暴天气。雷暴天气的发生，均是在降水天气的条件下发生的，在制作雷暴预报方法时，需考虑降水天气的影响，即考虑未来24小时是否有降水，作为起报条件。其次，雷暴天气与大气不稳定能量有很大一部分来自地面和大气层结的不稳定性，因而把单站要素及物理量指标作为预报雷暴的判别指标。

研究结论该研究重在“精”和“专”上下功夫，由于在进行各个专业预报研制时，普遍存在资料不全或资料年代较短这个问题，如湘西州十几座主要水库只能收集到五座水库的资料，电力线路上的雷暴资料空白，电线覆冰资料也不多，加之所能用的T213和欧洲等格点预报资料还不能十分精确的预报各要素，这给研制带来了一定的困难，以致尽可能用湘西州各县市的同期气象资料和水库、电力线路现有资料进行相关分析，利用高空和地面气象要素、T213和欧洲格点资料等建立预报方程;使预报结果实现了定点、定线、定时和定量预报程度。“各电力线路上的电线结冰(雨凇)预报”和“州内各流域主要水库的降水预报”预报效果尚可；准确率80%左右，可见，各专业预报的准确率有待于提高。

为此，研究的设想和措施就是：(1)将水库和电力线路已有的资料收齐；(2)在没有资料的电力线路沿线每隔40km建一个自动观测站，积累资料；(3)引进中小尺度数值预报模式——MM5，加本站要素提高预报能力；(4)在今后使用过程中不断修改完善预报系统以逐步提高其预报准确率。这样才能实现真正意义上的客观，定量，定点和定线。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学