超前6年的逐日均温预报

张时钊

超前6年的逐日均温预报

我可能太性急了，过早的开始做气象历预报。本来打算先补学一些数学知识，做一段时间的理论研究，使我的质周期分析更完善之后，再试着做逐日预报的。年纪大了，倒底不如年青时，书看不进去，见到公式就头痛。有了点新发现，也钻不进去，如发现年周期有明显的前几个倍频，搞不清原因，问天文台没有回答，网上也没有人回应。结果还像十年前和二十年前一样，直接在计算机前摸索、试验预报方法。我还为自己找了条理由，认为新发现大部分不是靠演算推理推出来的，多数是在大量摸索中找到的，有偶然性。可能是现在的机器速度快了，也可能有了点新思路，这次结果比前十年、二十年要好一些，有一些新结论，值得先发表出来。
首先，用我的方法做逐日预报，时效不但可达到一年，允许我们编气象历，这次发现甚至可以持续到六七年。开始时担心预报时效达不到一年，后来好像有过这样的印像，开始一段时间反而不如后面的效果好，现在怀疑前面时段不好，可能是由于天气异常。这次用的数据，仍是20年前准备的西安1932年到1990年共59年21550天的遂日日均温、日雨量序列，试验时，留最后一年以上的资料做检验，逐渐增加，及至加到留7年，发现预报效果竟不大降低。请看下面日均温的预报准确性表：
从这张表看，第三和第五年的预报准确性比第一年好，及到第七年，准确性还不比第一年差多少。这里是严格地用预报值当天的实测值作比较的，例如预报某天强降温10度以上，实际冷空气却出现在前一天或后一天，如果允许时间前后延一天的话，那就是预报大成功。但按我现在用的标准，却要算大错，还可能多于一天要算作误差大于10度。设计合理的预报评分，尤其又要适于计算机自动计算的评分，很不容易，暂时没考虑。
其次，做预报选取的周期不是3个5个，也不是以前曾试过的十个几十个，上面所举的是精密谐波分析的例子，就用了750个周期。但是,如果用上面那样的表来评估预报误差的话，那么所用周期愈少，反而效果更好，最后只用一个年周期，最多加两个年周期的倍频周期，误差是最小的。因为每天的具体实测值，总是在历年平均值上下波动，偏离过大的情况是很个别的。不过，年平均曲线很平滑，年年一样，而实际曲线有相当大的波动，且年年有不同的特色，只有加了几百个周期后才能显现出来。我选上例中两张图，录在下面，一张是模拟的（这时段的实测数据参加了计算），一张是外推的预报。每张1000天，近3年时间，图左上角注明开始日期。我网站上有20年前做的同类曲线图，相比一下，现在的比那时候的要好多了。

见下面的截图00

第一张模拟图，红色计算曲线与黑色实测曲线很相符，第二张预报图中（实测曲线改用蓝色），就差得多，但也反映了一些波动过程。
这次预报用的周期很多，那也是逐步加上去的，程序开始只允许选450个周期，以后扩充为`1000个。我现在的机子（容量和速度）已再难提高了，但从预报序列的平均平方和还低于实测值的平均平方和来看，还有增加的空间。这么多的周期，不能一一由人工来选，用程序自动选，又会有不合理的地方，要经过人工逐一修改，加一些，也删一些，才有较好的结果。所以在技术上也有进一步改善的空间。
日雨量的预报要难一些，质周期分析预报还有点问题，容以后再通报。接下来想续加近20年的实测资料，试做真正的预报，供大家验证。文后我附上1984到1990年共`7年的真正的预报（这些年的资料没有参加谐波分析）和实测值的对照，供有兴趣者检阅，注意：全部数值都去了小数点，即最后一位是小数。感兴趣的网友，如果能准备贵地的日气象要素序列发给我，我乐于计算并做出预报发还，共同来研究验证。
附：日均温预报和实际对照表