ECMWF降雨预报信息不同利用形式精度评估
发布时间：2021-09-03 12:30
基于尼尔基水库上游控制流域面积内的实测面雨量值,应用相关系数R、相对误差RE、均方根误差RMSE、错一级可利用率RU、安全范围内的可利用率RS等指标评估了ECMWF集合降雨预报信息按累计和逐日两种利用形式下1～10 d不同预见期的预报降雨精度。结果表明:①按累计方式使用的预报降雨量,预见期从第1 d至第10 d,与相应实际降雨量的相关性程度均较高,相对误差均在允许误差范围,降雨量预报Ⅰ级～Ⅳ级的可利用率相对较高,精度满足要求,适宜用于水文预报或水库预报调度中;②按逐日方式使用的未来第1 d到第10 d逐日预报降雨量,预见期在5 d内时精度基本满足要求,可以用于预报或调度中,而预见期为6～10 d时,预报值与实际值相关性程度较差,预报偏差较大、Ⅲ级、Ⅳ级可利用率相对较低,不推荐直接使用。
【文章来源】：中国农村水利水电. 2020,(07)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
相关系数评估结果
尼尔基水库位于嫩江干流中部,是干流上唯一一座具有多年调节性能的大型综合利用水利枢纽工程,其控制流域面积达6.64 万km2,占嫩江流域面积的22.9%[9],具体见图1。该流域位于北温带大陆性季风气候区,春季历时短、干燥多风、蒸发量大,夏季炎热多雨,秋季历时短降温急骤,冬季历时长、寒冷干燥[10]。流域内多年日平均气温为-3～3 ℃,最低气温一般出现在1月份,最高气温一般出现在8月份[11]。流域多年平均降雨量为400～500 mm,受太平洋季风影响,年内降水分配极不均匀,夏季的时候太平洋季风把暖湿气团输送到北方,暖湿气团与北方冷空气交汇,形成大面积降雨。因此降水主要集中在夏季,占年降水总量的70%～80%,容易发生洪涝灾害[12];冬天降水极少,仅占年降水量的5%以下[10]。本文实测降水数据取自于中国地面降水日值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)中的数据,该数据集涵盖整个中国大陆范围、数据时间系列较完整,包含1961年至今的逐日降水格点数据。该数据集经薄盘样条法对2 474 个高质量的国家级台站降水资料插值而来,所采用的台站密度高、且在研制过程中考虑了地形影响,分辨率较高,为精确描述中国区域降水变化提供数据支持。赵煜飞等人[13]、国家气象信息中心评估报告[14]等已对其适用性进行了评估,发现格点化降水数据可以较好地描述一定范围内面雨量。本文将研究区域(122.5°E ～127°E、48.5°N ～51.5°N)内控制格点(见图1中小黑点)上2007-2013年6-9月中的逐日降雨数据提取出来,通过各格点数据加权求和得到该流域相应时段逐日实测面雨量值,经计算多日面雨量均值为3.24 mm。其中各格点降雨值的权重按以下步骤确定:假设各格点控制面积均等,以格点为中心作0.5°边长的正方形,与研究流域重叠的部分作为该格点的有效贡献部分,将其相应面积占研究流域面积的比例作为各格点的权重。
图2 相关系数评估结果(2)1～10 d逐日预报降雨量与相应实测降雨量之间在预见期为5 d内相关系数R大于0.6或约等于0.6,在6 d后明显低于0.6,即预见期在1～5 d时逐日预报降雨能预测降雨的变化趋势而6～10 d趋势预估较差;相对误差RE在预见期为7 d内均小于20%的允许范围,而在8～10 d的预见期时超过允许误差范围;从总体指标上看,预见期在5 d内精度满足要求,而预见期继续增长,预报值与实测值的相关性相对较差,预报误差相对较大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]五种降水产品在疏勒河上游山区和中下游月尺度降水的适用性对比研究[J]. 吴倩鑫,马思煜,张智华,郭佳锴,张世强. 冰川冻土. 2019(02)
[2]嫩江流域中下游径流量变化的时空特征[J]. 孙嘉琪,王小军,李鸿雁. 水电能源科学. 2018(10)
[3]TIGGE降雨信息在柴河流域洪水预报中可利用性评估[J]. 刘硕,王国利,张琳. 水文. 2018(05)
[4]尼尔基水库非枯季节中期入库径流预报研究[J]. 白云天,孟祥国,孙万光. 东北水利水电. 2018(10)
[5]基于TIGGE资料的清河流域降雨预报信息的可利用性分析[J]. 王丹,王国利,王浩. 水电能源科学. 2017(08)
[6]ECMWF降雨集合预报在水库优化调度中的应用研究[J]. 油芳芳,彭勇,徐炜,卢迪. 水力发电学报. 2015(05)
[7]近50年中国降水格点日值数据集精度及评估[J]. 赵煜飞,朱江. 高原气象. 2015(01)
[8]耦合TIGGE降水集合预报的洪水预报[J]. 彭勇,徐炜,王萍,油芳芳. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(02)
[9]基于BP神经网络的尼尔基水库短期洪水预报研究[J]. 刘涛,孟凡龙,胡宝军. 黑龙江水利科技. 2012(10)
[10]GFS降雨预报信息的可利用性分析与应用[J]. 王国利,曹小磊,何斌,彭勇,娄莉莉. 灌溉排水学报. 2010(03)
博士论文
[1]水电站不同预见期径流预报及优化调度研究[D]. 张小丽.大连理工大学 2016
[2]耦合中长期径流预报信息的水库调度方式研究[D]. 卢迪.大连理工大学 2015
[3]跨流域调水预报优化调度方法及应用研究[D]. 习树峰.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]英那河水库降雨预报信息可利用性研究及应用[D]. 王聪珲.大连理工大学 2016
[2]基于TIGGE资料的集合预报应用研究[D]. 毕潇潇.南京信息工程大学 2013
本文编号：3381113
【文章来源】：中国农村水利水电. 2020,(07)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
相关系数评估结果
尼尔基水库位于嫩江干流中部,是干流上唯一一座具有多年调节性能的大型综合利用水利枢纽工程,其控制流域面积达6.64 万km2,占嫩江流域面积的22.9%[9],具体见图1。该流域位于北温带大陆性季风气候区,春季历时短、干燥多风、蒸发量大,夏季炎热多雨,秋季历时短降温急骤,冬季历时长、寒冷干燥[10]。流域内多年日平均气温为-3～3 ℃,最低气温一般出现在1月份,最高气温一般出现在8月份[11]。流域多年平均降雨量为400～500 mm,受太平洋季风影响,年内降水分配极不均匀,夏季的时候太平洋季风把暖湿气团输送到北方,暖湿气团与北方冷空气交汇,形成大面积降雨。因此降水主要集中在夏季,占年降水总量的70%～80%,容易发生洪涝灾害[12];冬天降水极少,仅占年降水量的5%以下[10]。本文实测降水数据取自于中国地面降水日值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)中的数据,该数据集涵盖整个中国大陆范围、数据时间系列较完整,包含1961年至今的逐日降水格点数据。该数据集经薄盘样条法对2 474 个高质量的国家级台站降水资料插值而来,所采用的台站密度高、且在研制过程中考虑了地形影响,分辨率较高,为精确描述中国区域降水变化提供数据支持。赵煜飞等人[13]、国家气象信息中心评估报告[14]等已对其适用性进行了评估,发现格点化降水数据可以较好地描述一定范围内面雨量。本文将研究区域(122.5°E ～127°E、48.5°N ～51.5°N)内控制格点(见图1中小黑点)上2007-2013年6-9月中的逐日降雨数据提取出来,通过各格点数据加权求和得到该流域相应时段逐日实测面雨量值,经计算多日面雨量均值为3.24 mm。其中各格点降雨值的权重按以下步骤确定:假设各格点控制面积均等,以格点为中心作0.5°边长的正方形,与研究流域重叠的部分作为该格点的有效贡献部分,将其相应面积占研究流域面积的比例作为各格点的权重。
图2 相关系数评估结果(2)1～10 d逐日预报降雨量与相应实测降雨量之间在预见期为5 d内相关系数R大于0.6或约等于0.6,在6 d后明显低于0.6,即预见期在1～5 d时逐日预报降雨能预测降雨的变化趋势而6～10 d趋势预估较差;相对误差RE在预见期为7 d内均小于20%的允许范围,而在8～10 d的预见期时超过允许误差范围;从总体指标上看,预见期在5 d内精度满足要求,而预见期继续增长,预报值与实测值的相关性相对较差,预报误差相对较大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]五种降水产品在疏勒河上游山区和中下游月尺度降水的适用性对比研究[J]. 吴倩鑫,马思煜,张智华,郭佳锴,张世强. 冰川冻土. 2019(02)
[2]嫩江流域中下游径流量变化的时空特征[J]. 孙嘉琪,王小军,李鸿雁. 水电能源科学. 2018(10)
[3]TIGGE降雨信息在柴河流域洪水预报中可利用性评估[J]. 刘硕,王国利,张琳. 水文. 2018(05)
[4]尼尔基水库非枯季节中期入库径流预报研究[J]. 白云天,孟祥国,孙万光. 东北水利水电. 2018(10)
[5]基于TIGGE资料的清河流域降雨预报信息的可利用性分析[J]. 王丹,王国利,王浩. 水电能源科学. 2017(08)
[6]ECMWF降雨集合预报在水库优化调度中的应用研究[J]. 油芳芳,彭勇,徐炜,卢迪. 水力发电学报. 2015(05)
[7]近50年中国降水格点日值数据集精度及评估[J]. 赵煜飞,朱江. 高原气象. 2015(01)
[8]耦合TIGGE降水集合预报的洪水预报[J]. 彭勇,徐炜,王萍,油芳芳. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(02)
[9]基于BP神经网络的尼尔基水库短期洪水预报研究[J]. 刘涛,孟凡龙,胡宝军. 黑龙江水利科技. 2012(10)
[10]GFS降雨预报信息的可利用性分析与应用[J]. 王国利,曹小磊,何斌,彭勇,娄莉莉. 灌溉排水学报. 2010(03)
博士论文
[1]水电站不同预见期径流预报及优化调度研究[D]. 张小丽.大连理工大学 2016
[2]耦合中长期径流预报信息的水库调度方式研究[D]. 卢迪.大连理工大学 2015
[3]跨流域调水预报优化调度方法及应用研究[D]. 习树峰.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]英那河水库降雨预报信息可利用性研究及应用[D]. 王聪珲.大连理工大学 2016
[2]基于TIGGE资料的集合预报应用研究[D]. 毕潇潇.南京信息工程大学 2013
本文编号：3381113
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