天氣預(yù)報(bào)檢驗(yàn) 強(qiáng)對(duì)流天氣

ICS07.060

CCSA47

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXXX—XXXX

`

天氣預(yù)報(bào)檢驗(yàn)強(qiáng)對(duì)流天氣

WeatherForecastVerificationSevereConvectionWeatherForecast

(點(diǎn)擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識(shí))

（征求意見稿）

2021-10-10

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由中國氣象局提出。

本文件由全國氣象防災(zāi)減災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC345）歸口。

本文件起草單位：國家氣象中心

本文件主要起草人：唐文苑周慶亮藍(lán)渝曹艷察毛旭韓旭卿

II

GB/TXXXXX—XXXX

天氣預(yù)報(bào)檢驗(yàn)強(qiáng)對(duì)流天氣

1范圍

本文件規(guī)定了強(qiáng)對(duì)流天氣分類落區(qū)預(yù)報(bào)的檢驗(yàn)內(nèi)容及檢驗(yàn)指標(biāo)的計(jì)算。

本文件適用于我國強(qiáng)對(duì)流天氣分類落區(qū)預(yù)報(bào)服務(wù)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T34303—2017數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)規(guī)范

QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí)

GB/T40243-2021龍卷風(fēng)強(qiáng)度等級(jí)

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

雷暴thunderstorm

大氣強(qiáng)對(duì)流造成的積雨云云中、云間或云地之間的放電現(xiàn)象。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.2]

短時(shí)強(qiáng)降水short-durationheavyrain

在同一個(gè)或多個(gè)中小尺度天氣系統(tǒng)相繼或連續(xù)影響下，在很短時(shí)間內(nèi)（通常不超過1小時(shí)）局地出

現(xiàn)的雨強(qiáng)較大的對(duì)流性降水。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.1]

對(duì)流性大風(fēng)convectivewindgust

由于大氣強(qiáng)對(duì)流造成的地面陣性大風(fēng)。若伴隨雷暴、雷雨出現(xiàn)，亦稱為雷暴大風(fēng)或雷雨大風(fēng)。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.4]

冰雹hail

堅(jiān)硬的球狀、椎狀或形狀不規(guī)則的固態(tài)降水。

注：冰雹總是由對(duì)流云團(tuán)，特別是積雨云產(chǎn)生。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.3]

龍卷風(fēng)tornado

龍卷

1

GB/TXXXXX—XXXX

從積狀云底延伸到陸面或水面的快速旋轉(zhuǎn)空氣柱。

注：常表現(xiàn)為漏斗狀云體。

[來源：GB/T40243-2021龍卷風(fēng)強(qiáng)度等級(jí),定義3.1]

模糊檢驗(yàn)fuzzyverification

針對(duì)某一格點(diǎn)或站點(diǎn)的預(yù)報(bào)結(jié)果，通過考察其周邊一定區(qū)域范圍或時(shí)間范圍內(nèi)的預(yù)報(bào)和實(shí)況觀測匹

配程度的檢驗(yàn)方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果接近實(shí)況程度的評(píng)估。

分類預(yù)報(bào)dichotomous（yes/no）forecast

在一定閾值條件下，某一氣象事件發(fā)生或不發(fā)生的預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

[來源：GB/T34303—2017，定義2.5]

4檢驗(yàn)對(duì)象和指標(biāo)

強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)多屬于分類預(yù)報(bào)，檢驗(yàn)對(duì)象包括雷暴、短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、雷暴大風(fēng)、龍卷風(fēng)等強(qiáng)

對(duì)流天氣。檢驗(yàn)指標(biāo)為基于二維列聯(lián)表計(jì)算的TS評(píng)分、空?qǐng)?bào)率、漏報(bào)率、命中率、預(yù)報(bào)偏差等。

5檢驗(yàn)方法和指標(biāo)計(jì)算

檢驗(yàn)方法

采用模糊檢驗(yàn)方法。

檢驗(yàn)實(shí)況處理

基于所預(yù)報(bào)格點(diǎn)或站點(diǎn)一定半徑范圍的觀測實(shí)況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以評(píng)分格點(diǎn)或站點(diǎn)為中心，40km

為半徑的圓形覆蓋范圍內(nèi)，是否有觀測站點(diǎn)記錄到該類強(qiáng)對(duì)流天氣為實(shí)況依據(jù)，用以檢驗(yàn)該評(píng)分格點(diǎn)或

站點(diǎn)預(yù)報(bào)的正確與否。

二維列聯(lián)表

基于二維列聯(lián)表進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)分的計(jì)算方法。對(duì)于某類強(qiáng)對(duì)流天氣的分類預(yù)報(bào)，基于實(shí)況和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)

序列，計(jì)算該類天氣發(fā)生數(shù)量的函數(shù)作為檢驗(yàn)預(yù)報(bào)性能的指標(biāo)，包括命中站（次）數(shù)（hits）、空?qǐng)?bào)站

（次）數(shù)（falsealarms）、漏報(bào)站（次）數(shù)（misses）和正確否定站數(shù)（次）（correctrejections），

所構(gòu)成的二維聯(lián)合分布表，稱為二維列聯(lián)表（表1）。

表1二維列聯(lián)表

預(yù)報(bào)

實(shí)況

有無

有命中站（次）數(shù)空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)

無漏報(bào)站（次）數(shù)正確否定站（次）數(shù)

檢驗(yàn)指標(biāo)公式

基于二維列聯(lián)表中命中站（次）數(shù)、空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)、漏報(bào)站（次）數(shù)計(jì)算以下檢驗(yàn)指標(biāo)：

2

GB/TXXXXX—XXXX

TS評(píng)分（threatscore），也稱臨界成功指數(shù)，定義預(yù)報(bào)事件準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的比率。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

TS評(píng)分=··········································(1)

命中站（次）數(shù)+漏報(bào)站（次）數(shù)+空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)

命中率（POD，probabilityofdetection），定義實(shí)際發(fā)生的事件中正確預(yù)報(bào)的比率，即實(shí)況發(fā)

生，確也預(yù)報(bào)事件的情況比率。命中率可通過增加預(yù)報(bào)次數(shù)（或范圍）獲得提高，因此需要和空?qǐng)?bào)率搭

配使用。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

命中率=·······················································(2)

命中站（次）數(shù)+漏報(bào)站（次）數(shù)

空?qǐng)?bào)率（FAR，falsealarmratio），定義預(yù)報(bào)事件中空?qǐng)?bào)的比率，即預(yù)報(bào)事件發(fā)生，但是實(shí)況沒

有發(fā)生的情況比率。具體公式如下：

空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)

空?qǐng)?bào)率=·······················································(3)

命中站（次）數(shù)+空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)

漏報(bào)率（MAR，missalarmratio），定義實(shí)際發(fā)生事件中漏報(bào)的比率，即實(shí)況發(fā)生，但未預(yù)報(bào)事

件發(fā)生的情況比率。具體公式如下：

漏報(bào)站（次）數(shù)

漏報(bào)率=·······················································(4)

命中站（次）數(shù)+漏報(bào)站（次）數(shù)

預(yù)報(bào)偏差（Bias），定義預(yù)報(bào)事件和實(shí)際發(fā)生事件的比率，即預(yù)報(bào)事件發(fā)生站（次）與實(shí)況發(fā)生站

（次）的比率，反映是否有低估（預(yù)報(bào)偏差<1）或高估（預(yù)報(bào)偏差>1）事件的趨勢。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)+空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)

預(yù)報(bào)偏差=·····················································(5)

命中站（次）數(shù)+漏報(bào)站（次）數(shù)

3

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參考文獻(xiàn)

[1]GB/T34303—2017數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)規(guī)范

[2]QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí)

[3]GB/T40243-2021龍卷風(fēng)強(qiáng)度等級(jí)

[4]ForecastVerification.APractitioner’sGuideinAtmosphericScience.EditionNo.2

4

GB/TXXXXX—XXXX

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4檢驗(yàn)對(duì)象和指標(biāo).....................................................................2

5檢驗(yàn)方法和指標(biāo)計(jì)算.................................................................2

檢驗(yàn)方法.......................................................................2

檢驗(yàn)實(shí)況處理...................................................................2

二維列聯(lián)表.....................................................................2

檢驗(yàn)指標(biāo)公式...................................................................2

參考文獻(xiàn)..............................................................................4

I

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天氣預(yù)報(bào)檢驗(yàn)強(qiáng)對(duì)流天氣

1范圍

本文件規(guī)定了強(qiáng)對(duì)流天氣分類落區(qū)預(yù)報(bào)的檢驗(yàn)內(nèi)容及檢驗(yàn)指標(biāo)的計(jì)算。

本文件適用于我國強(qiáng)對(duì)流天氣分類落區(qū)預(yù)報(bào)服務(wù)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T34303—2017數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)規(guī)范

QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí)

GB/T40243-2021龍卷風(fēng)強(qiáng)度等級(jí)

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

雷暴thunderstorm

大氣強(qiáng)對(duì)流造成的積雨云云中、云間或云地之間的放電現(xiàn)象。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.2]

短時(shí)強(qiáng)降水short-durationheavyrain

在同一個(gè)或多個(gè)中小尺度天氣系統(tǒng)相繼或連續(xù)影響下，在很短時(shí)間內(nèi)（通常不超過1小時(shí)）局地出

現(xiàn)的雨強(qiáng)較大的對(duì)流性降水。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.1]

對(duì)流性大風(fēng)convectivewindgust

由于大氣強(qiáng)對(duì)流造成的地面陣性大風(fēng)。若伴隨雷暴、雷雨出現(xiàn)，亦稱為雷暴大風(fēng)或雷雨大風(fēng)。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.4]

冰雹hail

堅(jiān)硬的球狀、椎狀或形狀不規(guī)則的固態(tài)降水。

注：冰雹總是由對(duì)流云團(tuán)，特別是積雨云產(chǎn)生。

[來源：QX/T416-2018強(qiáng)對(duì)流天氣等級(jí),定義2.3]

龍卷風(fēng)tornado

龍卷

1

GB/TXXXXX—XXXX

從積狀云底延伸到陸面或水面的快速旋轉(zhuǎn)空氣柱。

注：常表現(xiàn)為漏斗狀云體。

[來源：GB/T40243-2021龍卷風(fēng)強(qiáng)度等級(jí),定義3.1]

模糊檢驗(yàn)fuzzyverification

針對(duì)某一格點(diǎn)或站點(diǎn)的預(yù)報(bào)結(jié)果，通過考察其周邊一定區(qū)域范圍或時(shí)間范圍內(nèi)的預(yù)報(bào)和實(shí)況觀測匹

配程度的檢驗(yàn)方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果接近實(shí)況程度的評(píng)估。

分類預(yù)報(bào)dichotomous（yes/no）forecast

在一定閾值條件下，某一氣象事件發(fā)生或不發(fā)生的預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

[來源：GB/T34303—2017，定義2.5]

4檢驗(yàn)對(duì)象和指標(biāo)

強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)多屬于分類預(yù)報(bào)，檢驗(yàn)對(duì)象包括雷暴、短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、雷暴大風(fēng)、龍卷風(fēng)等強(qiáng)

對(duì)流天氣。檢驗(yàn)指標(biāo)為基于二維列聯(lián)表計(jì)算的TS評(píng)分、空?qǐng)?bào)率、漏報(bào)率、命中率、預(yù)報(bào)偏差等。

5檢驗(yàn)方法和指標(biāo)計(jì)算

檢驗(yàn)方法

采用模糊檢驗(yàn)方法。

檢驗(yàn)實(shí)況處理

基于所預(yù)報(bào)格點(diǎn)或站點(diǎn)一定半徑范圍的觀測實(shí)況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以評(píng)分格點(diǎn)或站點(diǎn)為中心，40km

為半徑的圓形覆蓋范圍內(nèi)，是否有觀測站點(diǎn)記錄到該類強(qiáng)對(duì)流天氣為實(shí)況依據(jù)，用以檢驗(yàn)該評(píng)分格點(diǎn)或

站點(diǎn)預(yù)報(bào)的正確與否。

二維列聯(lián)表

基于二維列聯(lián)表進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)分的計(jì)算方法。對(duì)于某類強(qiáng)對(duì)流天氣的分類預(yù)報(bào)，基于實(shí)況和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)

序列，計(jì)算該類天氣發(fā)生數(shù)量的函數(shù)作為檢驗(yàn)預(yù)報(bào)性能的指標(biāo)，包括命中站（次）數(shù)（hits）、空?qǐng)?bào)站

（次）數(shù)（falsealarms）、漏報(bào)站（次）數(shù)（misses）和正確否定站數(shù)（次）（correctrejections），

所構(gòu)成的二維聯(lián)合分布表，稱為二維列聯(lián)表（表1）。

表1二維列聯(lián)表

預(yù)報(bào)

實(shí)況

有無

有命中站（次）數(shù)空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)

無漏報(bào)站（次）數(shù)正確否定站（次）數(shù)

檢驗(yàn)指標(biāo)公式

基于二維列聯(lián)表中命中站（次）數(shù)、空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)、漏報(bào)站（次）數(shù)計(jì)算以下檢驗(yàn)指標(biāo)：

2

GB/TXXXXX—XXXX

TS評(píng)分（threatscore），也稱臨界成功指數(shù)，定義預(yù)報(bào)事件準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的比率。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

TS評(píng)分=··········································(1)

命中站（次）數(shù)+漏報(bào)站（次）數(shù)+空?qǐng)?bào)站（次）數(shù)

命中率（POD，probabilityofdetection），定義實(shí)際發(fā)生的事件中正確預(yù)報(bào)的比率，即實(shí)況發(fā)

生，確也預(yù)報(bào)事件的情況比率。命中率可通過增加預(yù)報(bào)次數(shù)（或范圍）獲得提高，因此需要和空?qǐng)?bào)率搭

配使用。具體公式如下：

命中站（次）數(shù)

命中率=······························