天气预报检验 降水和温度-编制说明

一、工作简况

1.任务来源

2020年10月22日，中国气象局政策法规司下《关于下达2021年气象行业标准修订及

标准预研究项目计划的通知》（气法函[2020]44号），“天气预报检验降水和温度”项目

列入中国气象局2021年度气象行业标准项目计划，项目编号：B-2021-023。归口标委会是

全国气象防灾减灾标准化技术委员会(SAC/TC345)。2020年12月申请行标转国标，2021年

5月通过了行标转国标立项，故调整为国标编制，名称与编写人员均与行标一致。

2.协作单位

中国气象局预报司天气处、61540部队、61741部队

3.主要工作过程

（1）项目申请

1）检验业务背景

在国内，对天气预报产品，我国较早开展的短期预报业务检验开始于1987年，当年5

月起每月公布短、中、长期预报检验评分结果，1988年起正式对中央气象台主观综合降水

预报业务开展每年的预报客观检验[6-7]。20世纪80年代,束家鑫和王志烈[8]、董克勤等[9]对

中央气象台的热带气旋路径主观综合预报进行了预报质量检验分析,从1991年起中央气象

台开展了热带气旋路径主观业务预报同美国、曰本国家业务中心的主观业务预报客观检验的

对比分析工作[10]。2007年随着全国城镇天气预报业务建立，开始检验考核各省订正报考核

相对于指导报的技巧。2011年开展灾害性天气及中期延伸期预报的业务检验评估。2014年

开始，随着智能网格预报业务的建设，检验业务也同步展开。在常规要素基础上拓展检验覆

盖业务，开展了全国大城市空气质量预报检验。

检验业务发展的同时，中国气象局下发了多项检验办法和方案，包括《关于下发中短

期天气预报质量检验办法（试行）的通知》（气发〔2005〕109号），《全国城镇天气预报质

量检验方案》、《城镇气象要素预报的风预报质量检验办法（试行）》（气预函[2014]91号）、

《全国智能网格陆面基本要素预报检验办法》（气预函[2017]36号）、《城市空气质量预报检

验评估和考核办法（试行）》，（气减函[2014]62号）、《大城市逐6小时精细化气象要素预报

质量检验办法（试行）》（气预函[2012]156号）。

基于上述工作基础，目前降水预报检验业务包括定量降水落区预报、智能网格预报、全

国城镇天气预报以及中期延伸期预报中的降水预报检验。主要分为晴雨（雪）即有降水和无

降水的检验：计算其预报准确率；分级降水：分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨及特大

暴雨六个量级，计算各量级的TS评分、空报率、漏报率、ETS评分及技巧评分，其原则是

评大量级降水；累加降水：分为≥0.1mm、≥10mm、≥25mm、≥50mm、≥100mm及≥250mm，

计算各量级的TS评分、空报率、漏报率、ETS评分及技巧评分；一般性降水和暴雨（雪）

以上：分为小雨（雪）至大雨（雪）和暴雨至特大暴雨和暴雪两个量级，计算其TS评分、

空报率、漏报率、ETS评分及技巧评分；降水量检验：将预报实况降水量分成各区间，根据

不同对应情况给予不同的评分。

温度预报检验业务包括全国城镇天气预报、智能网格预报、大城市精细化预报、及中期

延伸期预报中的温度预报检验。主要分为最高气温、最低气温、气温及温度距平。高低温和

气温计算平均绝对误差、均方根误差、预报准确率及技巧评分；温度距平检验方法为：预报

实况同号或任意一方为0时，预报实况之差的绝对值≤2℃，得1分，预报实况之差的绝对

值＞2℃，得0.8分，预报实况异号时，预报实况之差的绝对值＜2℃，得0.5分，预报实况

之差的绝对值≥2℃，得0分。

降水和温度预报检验均涉及到单站和区域（分省分区域）的检验。区域检验是计算该区

域范围内所有单站样本的统计结果。一段时间（月、季、年或任意起止日期）的检验依据当

月、季、年或任意起止日期的检验结果样本数统计计算。

除国内检验业务以外，国外主要气象业务中心检验业务主要有：

WPC1961年以来对1-7天24h/1-3天6h定量降水预报计算TS评分和BIAS评分。对1972

年以来3-7天最高最低温预报计算MAE。24h降水概率预报也开展检验。4-7天格点预报检

验降水概率、高低温、风向风速、露点温度。SPC检验雷暴大风、龙卷、冰雹等强对流天气

展望及预警的命中率、空报率、TS评分以及预警提前时间等。

英国气象局将预报准确率作为核心考核指标（KPI）之一，把检验的信息和后处理结合，

针对全球模式和英国区域模式建立了针对性的评估指标体系，并且开发新的检验方法，检验

系统的发展也趋向于更多关注局地和高影响天气的检验。模式检验评估主要服务于两方面：

为预报准确性KPI提供规则，用于预测和评估模式系统潜在升级的有效性和可接受性。这两

方面的应用需求不同，检验预报准确性跟踪与其他数值预报中心系统性能的对比，UM模式

系统性能及其长期改善趋势，而对模式系统升级的检验则关注模式系统升级后与当前业务预

测系统的比较。

加拿大气象局2001年开始对公众预报检验建设检验系统，2004年投入业务运行。检验

日高低温，3h温度，3h降水概率，24h降水量，3h风向风速，3h天气现象等，基于站点实

况开展分区检验，统计TS评分、预报准确率、命中率、空报率、BrierScore等。

（2）项目必要性

在天气预报业务流程中，质量检验是重要不可或缺的一环。从管理的角度来说，需要对

预报表现有一个数值上的度量，否则就没有一个客观的途径来判断培训、设备或者预报模式

的改变对预报质量的影响到底如何。

检验评分能够度量预报随着时间推移所取得的进步，以及不同预报模式系统和预报员的

预报质量对比。如果检验结果传达的信息详实，能够给管理者、科学家或用户提供预报质量

的具体信息并做出合理的决策。其中降水和温度又都是预报业务中最重要的气象要素之一。

而目前国家级、省级各项业务所采用的检验方法、检验指标不尽相同也没有相应的标准。

另外，不同的主客观预报方法及产品的相关报告中所采用的评估形式及检验指标也是不尽相

同。

基于上述工作基础以及业务需要，2020年天气预报技术研发室提出起草气象行业标准

《天气预报检验降水和温度》的申请，被列入中国气象局2020年度气象行业标准项目计划。

2020年12月申请行标转国标，2021年5月通过了行标转国标立项故调整为国标编制，名称

与编写人员均与行标一致。

（3）初稿修改

立项后，编制组立即对风预报检验办法进行调研，对标准的初稿进行完善，并向检验评

估及相关领域的专家咨询，各位专家对标准草稿给予了充分肯定，并提出了修改意见。

2020年11-12月，编制组根据前期讨论意见对标准进行多次修改完善，确定了《天气

预报检验降水和温度》检验内容包括降水和温度，并对标准的结构、术语、格式及检验方

法进行了完善。同时，标准编制组参加了行标转国标的申请。

2021年1-3月，调研国内外天气预报检验技术方法及标准规范，查阅降水和温度预报检

验的书籍、文献，并开展对比。采用国内外气象业务单位在业务中使用的检验指标、参数及

公示开展历史预报数据的回算，分析不同指标的业务适用性包括合理性、一致性、稳定性及

区分度。

2021年4-5月编制组自行进行了小范围征求意见，明确了检验指标、检验方法等问题，

6月，又对标准的格式、术语引用等再次修改和完善，形成征求意见稿。

2021年5月通过了行标转国标立项，7月参加了军民融合国家标准项目的启动会，确

立了标准制定的年度进展安排。

2021年8-9月，针对国家标准编制要求，编制组进一步调研了国内外检验业务现状以

及相关国家标准。形成了国家标准初稿。

2021年9月，就国家标准初稿向军方61540部队、61741部队征求意见，根据返回意

见修改标准初稿，形成了标准征求意见稿。

4.标准主要起草人及其所做的工作

主要起草人：韦青、刘凑华、张金艳、李妮娜。其中，韦青负责标准的总体设计、起草、

征求意见及修改，刘凑华负责检验业务规范与本标准的结合，张金艳、李妮娜参与标准起草

及研讨。

二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据

说明：标准的主要内容包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等；

论据包括试验、统计数据等。修订标准时，应增列新旧标准水平的对比。

1.标准编制原则

军民融合国家标准《天气预报检验降水和温度》标准起草的目的是方便应用，既要满

足军地两方预报员降水和温度预报的检验，又要满足对降水和温度的各种数值预报和客观预

报的检验，因此，标准编制首先要坚持实用原则，包括降水和温度预报不同方面的检验。从

降水预报检验看，既能分等级检验降水预报，又需要从检验降水量预报。温度预报检验也需

要从阈值和量值方面开展检验。

本标准依据GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的

规则起草，符合标准编写要求。

2.确定本标准主要内容的依据

确定本标准主要内容的依据为中国气象局《关于下发中短期天气预报质量检验办法（试

行）的通知》，

三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

预报员可以通过比较过去的预报与相应的观测，获得对预报系统的认识。为了做这样的

比较，人们发展了许多方法，形成了一个日益重要的研究领域，称为预报检验。有关预报性

能的知识使人们对预报系统建立了信心，它能帮助人们识别并改进预报系统的弱点。而天气

预报的质量受到公众的关注度越来越高，而公众对预报的水平没有一个客观科学的认识，亟

需要设定直观明确，通俗易被公众接受的天气预报质量的表征指标。

目前业务检验中已经有了方法和业务运行的积累：针对降水预报检验，包括定量降水预

报、智能网格降水预报、中期延伸期降水预报检验的是预报员的分级落区预报，对该预报进

行分级、累加降水预报检验。全国城镇天气预报检验增加了晴雨及一般性降水、暴雨（雪）

以上的分类。

另外，大城市精细化预报的降水量检验中，采用的方法是将预报实况降水量分成若干区

间，根据预报与实况相差区间的关系定不同的得分。还有公众暴雨预报检验引入e指数函数

构建暴雨预报评分基函数，预报检验点与观测站点进行30km半径范围的邻域匹配，同时利

用e指数函数计算了邻域半径范围内不同观测站点的距离权重。

温度检验在业务中相对较统一，主要计算平均绝对误差、≤2℃预报准确率、技巧评分

等。其中中期延伸期温度计算温度距平预报评分。

四、采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，

或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况

参考世界气象组织发布的检验规范，采用世界气象组织发布的检验规范中的方法进行

编制。

五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

本标准遵循《中华人民共和国气象法》、《中华人民共和国保守国家秘密法》等法律，符

合有关的现行法律、法规和强制性国家标准的规定，与其他相关的强制性标准无冲突。

六、重大分歧意见的处理经过和依据

无

七、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议

建议本标准为气象国家推荐性标准。

八、贯彻标准的要求和措施建议

说明：措施建议包括组织措施、技术措施、过渡办法等内容。

建议由中国气象局的职能管理部门在全国气象部门降水和预报的预报检验业务中应用

本标准，并适时召开工作会议对标准应用情况进行研讨和部署。

九、废止现行有关标准的建议

无

十、其他应予说明的事项

无

第三部分：强制性标准编制说明应包括的章节及格式模板

气象行业标准（或国家标准）《XXXXXXXXXXX》编制说明

一、工作简况

1.任务来源

2.协作单位

3.主要工作过程

4.标准主要起草人及其所做的工作

二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据

说明：标准的主要内容包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等；

论据包括试验、统计数据等。修订标准时，应增列新旧标准水平的对比。

三、国外相关法律、法规和标准情况的说明

四、与我国有关的现行法律、法规和其他强制性标准的关系

五、重大分歧意见的处理结果和依据

六、强制的理由，预期的社会经济效果

七、贯彻强制性标准的要求、措施和建议及设立标准实施过渡期的理由；根据国家经济、

技术政策需要和该标准涉及的新产品的技术改造难度等因素提出标准实施日期的建议

八、废止现行有关标准的建议

九、其他应当予说明的事项

一、工作简况

1.任务来源

2020年10月22日，中国气象局政策法规司下《关于下达2021年气象行业标准修订及

标准预研究项目计划的通知》（气法函[2020]44号），“天气预报检验降水和温度”项目

列入中国气象局2021年度气象行业标准项目计划，项目编号：B-2021-023。归口标委会是

全国气象防灾减灾标准化技术委员会(SAC/TC345)。2020年12月申请行标转国标，2021年

5月通过了行标转国标立项，故调整为国标编制，名称与编写人员均与行标一致。

2.协作单位

中国气象局预报司天气处、61540部队、61741部队

3.主要工作过程

（1）项目申请

1）检验业务背景

在国内，对天气预报产品，我国较早开展的短期预报业务检验开始于1987年，当年5

月起每月公布短、中、长期预报检验评分结果，1988年起正式对中央气象台主观综合降水

预报业务开展每年的预报客观检验[6-7]。20世纪80年代,束家鑫和王志烈[8]、董克勤等[9]对

中央气象台的热带气旋路径主观综合预报进行了预报质量检验分析,从1991年起中央气象

台开展了热带气旋路径主观业务预报同美国、曰本国家业务中心的主观业务预报客观检验的

对比分析工作[10]。2007年随着全国城镇天气预报业务建立，开始检验考核各省订正报考核

相对于指导报的技巧。2011年开展灾害性天气及中期延伸期预报的业务检验评估。2014年

开始，随着智能网格预报业务的建设，检验业务也同步展开。在常规要素基础上拓展检验覆

盖业务，开展了全国大城市空气质量预报检验。

检验业务发展的同时，中国气象局下发了多项检验办法和方案，包括《关于下发中短

期天气预报质量检验办法（试行）的通知》（气发〔2005〕109号），《全国城镇天气预报质

量检验方案》、《城镇气象要素预报的风预报质量检验办法（试行）》（气预函[2014]91号）、

《全国智能网格陆面基本要素预报检验办法》（气预函[2017]36号）、《城市空气质量预报检

验评估和考核办法（试行）》，（气减函[2014]62号）、《大城市逐6小时精细化气象要素预报

质量检验办法（试行）》（气预函[2012]156号）。

基于上述工作基础，目前降水预报检验业务包括定量降水落区预报、智能网格预报、全

国城镇天气预报以及中期延伸期预报中的降水预报检验。主要分为晴雨（雪）即有降水和无

降水的检验：计算其预报准确率；分级降水：分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨及特大

暴雨六个量级，计算各量级的TS评分、空报率、漏报率、ETS评分及技巧评分，其原则是

评大量级降水；累加降水：分为≥0.1mm、≥10mm、≥25mm、≥50mm、≥100mm及≥250mm，

计算各量级的TS评分、空报率、漏报率、ETS评分及技巧评分；一般性降水和暴雨（雪）

以上：分为小雨（雪）至大雨（雪）和暴雨至特大暴雨和暴雪两个量级，计算其TS评分、

空报率、漏报率、ETS评分及技巧评分；降水量检验：将预报实况降水量分成各区间，根据

不同对应情况给予不同的评分。

温度预报检验业务包括全国城镇天气预报、智能网格预报、大城市精细化预报、及中期

延伸期预报中的温度预报检验。主要分为最高气温、最低气温、气温及温度距平。高低温和

气温计算平均绝对误差、均方根误差、预报准确率及技巧评分；温度距平检验方法为：预报

实况同号或任意一方为0时，预报实况之差的绝对值≤2℃，得1分，预报实况之差的绝对

值＞2℃，得0.8分，预报实况异号时，预报实况之差的绝对值＜2℃，得0.5分，预报实况

之差的绝对值≥2℃，得0分。

降水和温度预报检验均涉及到单站和区域（分省分区域）的检验。区域检验是计算该区

域范围内所有单站样本的统计结果。一段时间（月、季、年或任意起止日期）的检验依据当

月、季、年或任意起止日期的检验结果样本数统计计算。

除国内检验业务以外，国外主要气象业务中心检验业务主要有：

WPC1961年以来对1-7天24h/1-3天6h定量降水预报计算TS评分和BIAS评分。对1972

年以来3-7天最高最低温预报计算MAE。24h降水概率预报也开展检验。4-7天格点预报检

验降水概率、高低温、风向风速、露点温度。SPC检验雷暴大风、龙卷、冰雹等强对流天气

展望及预警的命中率、空报率、TS评分以及预警提前时间等。

英国气象局将预报准确率作为核心考核指标（KPI）之一，把检验的信息和后处理结合，

针对全球模式和英国区域模式建立了针对性的评估指标体系，并且开发新的检验方法，检验

系统的发展也趋向于更多关注局地和高影响天气的检验。模式检验评估主要服务于两方面：

为预报准确性KPI提供规则，用于预测和评估模式系统潜在升级的有效性和可接受性。这两

方面的应用需求不同，检验预报准确性跟踪与其他数值预报中心系统性能的对比，UM模式

系统性能及其长期改善趋势，而对模式系统升级的检验则关注模式系统升级后与当前业务预

测系统的比较。

加拿大气象局2001年开始对公众预报检验建设检验系统，2004年投入业务运行。检验

日高低温，3h温度，3h降水概率，24h降水量，3h风向风速，3h天气现象等，基于站点实

况开展分区检验，统计TS评分、预报准确率、命中率、空报率、BrierScore等。

（2）