雨量預(yù)報方法的評價

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1、雨量預(yù)報方法的評價模型摘要雨量預(yù)報對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市工作和生活、洪澇和地質(zhì)災(zāi)害等有著重要作用，但準(zhǔn)確、及時地對雨量作出預(yù)報是一個十分困難的問題，廣受世界各國關(guān)注。我國某地氣象臺和氣象研究所正在研究6小時雨量預(yù)報方法，即每天晚上20點預(yù)報從21點開始的4個時段（21點至次日3點，次日3點至9點，9點至15點，15點至21點）在某些位置的雨量，這些位置位于東經(jīng)120度、北緯32度附近的53×47的等距網(wǎng)格點上。同時設(shè)立91個觀測站點實測這些時段的實際雨量，由于各種條件的限制，站點的設(shè)置是不均勻的。本文對氣象部門所提供的用兩種不同方法的預(yù)報數(shù)據(jù)和

2、相應(yīng)的實測數(shù)據(jù)對比分析后建立了誤差分析模型：準(zhǔn)確率計算公式：(1)R：正確的量級預(yù)報次數(shù)；M：預(yù)報次數(shù)；絕對誤差計算公式：(2)：預(yù)報雨量；：實測雨量；相對誤差計算公式：(3)進(jìn)行了誤差對比分析。利用模糊數(shù)學(xué)中的綜合評判法建立了模糊評分模型：（4）：j級降雨的最大誤差，它由各個等級降雨量的上下限相減得來。(4)式為第i個站點，第j級降雨預(yù)報的模糊評分計算公式。19計算了模糊評分,其結(jié)果為：時段絕對誤差(mm)相對誤差準(zhǔn)確率模糊評分方法1方法2方法1方法2方法1方法2方法1方法2第一階段17.216916.7415.764914.92695

3、7%56%85.1185.05第二階段30.895230.001118.964719.965450%46%84.7784.62第三階段54.43256.197917.875818.231957%59%85.1284.71第四階段12.973614.69398.84588.828762%58%88.0487.68平均值28.879429.408215.362815.488257%55%85.7685.52從上表中可看出，兩種預(yù)報方法在對雨量預(yù)報效果評估上的模糊評分都在85分以上，85這一數(shù)值是客觀的，可信的，說明這兩種預(yù)報方法是可行的，得出

4、第一種方法在誤差、正確率、模糊評分上都略占優(yōu)勢。公式(4)中考慮了公眾對雨量等級預(yù)報的敏感程度，從計算結(jié)果看，公眾對于題中所分等級的預(yù)報是可以接受的。一、問題的提出雨量預(yù)報對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市工作和生活有重要作用，但準(zhǔn)確、及時地對雨量作出預(yù)報是一個十分困難的問題，廣受世界各國關(guān)注。我國某地氣象臺和氣象研究所正在研究6小時雨量預(yù)報方法，即每天晚上20點預(yù)報從21點開始的4個時段（21點至次日3點，次日3點至9點，9點至15點，15點至21點）在某些位置的雨量，這些位置位于東經(jīng)120度、北緯32度附近的53×47的等距網(wǎng)格點上。同時設(shè)立91個觀測

5、站點實測這些時段的實際雨量，由于各種條件的限制，站點的設(shè)置是不均勻的。氣象部門希望建立一種科學(xué)評價預(yù)報方法好壞的數(shù)學(xué)模型與方法。氣象部門提供了41天的用兩種不同方法的預(yù)報數(shù)據(jù)和相應(yīng)的實測數(shù)據(jù)。雨量用毫米做單位，小于0.1毫米視為無雨。(1)請建立數(shù)學(xué)模型來評價兩種6小時雨量預(yù)報方法的準(zhǔn)確性；(2)氣象部門將6小時降雨量分為6等：0.1—2.5毫米為小雨，2.6—6毫米為中雨，6.1—12毫米為大雨，12.1—25毫米為暴雨，25.1—60毫米為大暴雨，大于60.1毫米為特大暴雨。若按此分級向公眾預(yù)報，如何在評價方法中考慮公眾的感受？19二

6、、問題的背景與分析雖然我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，但降水量的空間分布仍有一定規(guī)律。由于受季風(fēng)影響，我國降水量的地域分布總的趨勢是:從東南沿海向西北內(nèi)陸逐漸減少。臺灣、福建、海南、廣東、浙江等省年降水量一般在1500～2000毫米(臺灣省部分地方可超過4000毫米)，長江中下游地區(qū)在1200～1400毫米，淮河流域和秦嶺山地在750～1000毫米，黃河下游、渭河流域在500～750毫米，其他一些地方大部分在200～500毫米，局部地方達(dá)750～1000毫米。在塔里木盆地等沙漠干旱地區(qū)，年降水量僅有幾十毫米，其中新疆的托克遜年最少，降水量只有幾毫

7、米。而臺灣的最多降水量達(dá)8409毫米。我國降水量季節(jié)分配的特點是夏季最多，冬季最少，春、秋季介于兩者之間。大的雨帶一般5月中旬出現(xiàn)在華南地區(qū)，6月中旬北推到長江流域，7月中旬北推到淮河流域以北，至8月下旬到9月上旬開始雨帶又逐步往南推移。?隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，氣象信息越來越受到廣泛的關(guān)注，無論是人民的生活，還是經(jīng)濟建設(shè)，從城市保障到商業(yè)活動都與氣象信息息息相關(guān)。向社會提供準(zhǔn)確及時的氣象信息是我們的宗旨；滿足人民對氣象信息的多種需求是我們的目標(biāo)。因此，準(zhǔn)確的對雨量預(yù)報，有著十分重要的意義。我們建立的這個數(shù)學(xué)模型就是本著對雨量預(yù)報的準(zhǔn)確度

8、出發(fā)，從誤差、準(zhǔn)確率、模糊評分等這三個因素來全面評價雨量預(yù)報的準(zhǔn)確性，而比較兩種預(yù)報方法哪一種更準(zhǔn)確。三、模型的假設(shè)與約定1．假設(shè)兩種預(yù)報方法本身所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差不予考慮；2．假設(shè)所用的實測數(shù)