雨量预报方法的评价
(全国竞赛2005年C题)
雨量预报对农业生产和城市工作和生活有重要作用,但准确、及时地对雨量作出预报是一个十分困难的问题,广受世界各国关注。我国某地气象台和气象研究所正在研究6小时雨量预报方法,即每天晚上20点预报从21点开始的4个时段(21点至次日3点,次日3点至9点,9点至15点,15点至21点)在某些位置的雨量,这些位置位于东经120度、北纬32度附近的53×47的等距网格点上。同时设立91个观测站点实测这些时段的实际雨量,由于各种条件的限制,站点的设置是不均匀的。
气象部门希望建立一种科学评价预报方法好坏的数学模型与方法。气象部门提供了41天的用两种不同方法的预报数据和相应的实测数据。预报数据在文件夹FORECAST中,实测数据在文件夹MEASURING中,其中的文件都可以用Windows系统的“写字板”程序打开阅读。
FORECAST中的文件lon.dat和lat.dat分别包含网格点的经纬度,其余文件名为<f日期i>_dis1和<f日期i>_dis2,例如f6181_dis1中包含2002年6月18日晚上20点采用第一种方法预报的第一时段数据(其2491个数据为该时段各网格点的雨量),而f6183_dis2中包含2002年6月18日晚上20点采用第二种方法预报的第三时段数据。
MEASURING中包含了41个名为<日期>.SIX的文件,如020618.SIX表示2002年6月18日晚上21点开始的连续4个时段各站点的实测数据(雨量),这些文件的数据格式是:
站号 | 纬度 | 经度 | 第1段 | 第2段 | 第3段 | 第4段 |
58138 | 32.9833 | 118.5167 | 0.0000 | 0.2000 | 10.1000 | 3.1000 |
58139 | 33.3000 | 118.8500 | 0.0000 | 0.0000 | 4.6000 | 7.4000 |
58141 | 33.6667 | 119.2667 | 0.0000 | 0.0000 | 1.1000 | 1.4000 |
58143 | 33.8000 | 119.8000 | 0.0000 | 0.0000 | 0.0000 | 1.8000 |
58146 | 33.4833 | 119.8167 | 0.0000 | 0.0000 | 1.5000 | 1.9000 |
…… |
雨量用毫米做单位,小于0.1毫米视为无雨。
(1)请建立数学模型来评价两种6小时雨量预报方法的准确性;
(2)气象部门将6小时降雨量分为6等:0.1—2.5毫米为小雨,2.6—6毫米为中雨,6.1—12毫米为大雨,12.1—25毫米为暴雨,25.1—60毫米为大暴雨,大于60.1毫米为特大暴雨。若按此分级向公众预报,如何在评价方法中考虑公众的感受?