检验方法说明

我们将定期发布模式检验结果，为天机共享数据的使用者及气象爱好者提供专业参考依据。该检验体系涵盖四大核心气象要素，具体包括500hPa位势高度、日累计降水量、2米温度与10米风速；采用气象领域标准化检验指标，包含距平相关系数（ACC）、均方根误差（RMSE）、偏差（BIAS）及晴雨准确率（TS score），确保检验结果的科学性与可比性。

检验过程中，以ERA5再分析数据作为500hPa位势高度的真值基准，以中国气象局2168个地面站点观测数据作为地面要素（降水量、2米温度、10米风速）的真值基准，对TJ1-GB、TJ1-CN、IFS及GFS四类数据的模拟效果开展对比分析。其中，500hPa位势高度检验结果按日定时更新，内容涵盖过去30天、90天、180天全球及重点分区（北半球、南半球、亚洲、中国）距平相关系数与均方根误差的时间序列，同时附上模拟第8天、第10天的距平相关系数历史序列；地面要素检验结果按月度更新，聚焦中国区域（85°E~125°E，20°N~60°N），输出不同时效（1-15天）的降水量、2米温度、10米风速均方根误差、偏差、晴雨准确率评分时序图及热力图，全面呈现各模式的模拟性能与稳定性。

一、数据集基本信息

检验过程涵盖模拟数据、再分析数据及观测数据三大类，具体包括TJ1-GB、TJ1-CN、IF、GFS等模式数据，ERA5再分析数据，以及中国气象局2168个地面站点观测数据。不同来源数据在水平分辨率、时间分辨率等关键技术参数上存在差异，具体信息如下：

数据集	来源	方法	类型	水平分辨率	时间分辨率	模拟时长	参考链接
TJ1-GB	中科天机	物理模型	模拟数据	全球0.25°	1小时	15天	http://www.tjweather.com/Verify
TJ1-CN	中科天机	物理模型	模拟数据	中国区0.033°	1小时	15天	https://www.tjweather.com/Verify
IFS	欧洲中期天气预报中心(ECMWF)	物理模型	模拟数据	0.1°	第1-90小时：1小时 第90-168小时：3小时 第168-360h：6小时	15天	https://www.ecmwf.int/en/forecasts/documentation-and-support/medium-range-forecasts
GFS	美国国家环境预报中心（NCEP）	物理模型	模拟数据	0.25°	3小时	16天	https://www.ncei.noaa.gov/products/weather-climate-models/global-forecast
ERA5	欧洲中期天气预报中心(ECMWF)	物理模型	再分析数据	0.25°	1小时	/	https://www.ecmwf.int/en/forecasts/dataset/ecmwf-reanalysis-v5
中国地面气象站数据	中国气象局（CMA）	观测	观测数据	2168个地面站点	1小时	/	https://data.cma.cn/data/detail/dataCode/A.0012.0001.html

二、各检验要素检验方案

1. 500hPa位势高度

每日定时更新500hPa位势高度模式检验结果。以ERA5再分析数据作为真值，对比过去30、90和180天，TJ1-GB、IFS、GFS 三类模拟数据在全球、北半球、南半球、亚洲和中国五个区域的距平相关系数，并提供模拟第8天和第10天在过去30、90和180天的距平相关系数历史序列，量化评估各产品对大气异常环流的数值模拟精度及长期可靠性。

针对全球、北半球、南半球、亚洲和中国区域，具体设定的经纬度范围如下：

全球：0°~360°E，90°S~90°N

北半球：0°~360°E，20°N~80°N

南半球：0°~360°E，20°S~80°S

亚洲：60°E~150°E，5°N~75°N

中国：85°E~125°E，20°N~60°N

其中距平相关系数（ACC）计算公式为： _n_表示起报次数，_f(i)_表示第_i_次起报的500hPa位势高度的数值模拟值，_o(i)_表示对应时刻500hPa位势高度的观测值(这里指ERA5再分析数据），_c(i)_表示对应时间的气候态数值。距平相关系数是一种用于评估数值模拟异常与观测异常之间相关性的统计量，取值范围在-1~1，数值越高，表示模式模拟技巧越高，模拟能力越好。

500hPa位势高度的检验结果示例如下：

2. 降水

降水的检验结果按月定期发布。以中国气象局2168个站点的降水数据作为观测值，针对TJ1-CN、IFS、GFS三类模拟数据开展对比检验（其中，盘古无法提供降水数据，相关检验结果标注为空值）。检验范围聚焦中国区域2168个地面观测站点，评估指标包括日累计降水模拟的均方根误差、偏差及晴雨准确率。检验结果包含过去一个月各模式在模拟第1天、第3天、第5天、第7天和第14天的日累计降水量的平均均方根误差、偏差和晴雨准确率的热力图，可直观反映各模拟数据集在不同时效下的降水模拟性能及其长期稳定性。

均方根误差（RMSE)计算公式为： _n_为起报次数，_f(i)_表示第_i_次起报的模拟值，_o(i)_表示对应时刻的观测值。均方根误差对于特大或者特小误差反应非常敏感，能够很好的反映出模拟的准确性。均方根误差的数值越小，表示偏差越接近于零，即模拟准确性越高。

偏差（BIAS)的计算公式为： 其中，_n_表示起报次数，_f(i)_表示第_i_次起报的模拟值，_o(i)_表示对应时刻的观测值。偏差是衡量模拟值与观测值平均差异的统计量：正值表示模拟结果总体比观测值高，负值表示模拟结果总体比观测值低。偏差值越接近 0，说明模拟值与观测值的吻合程度越高，模拟性能越好。

晴雨准确率（TS score）的计算公式为： 其中，n11表示成功模拟雨天的次数，n10表示观测为雨天但模拟为晴天的次数，n01表示观测为晴天但模拟为雨天的次数，n00为成功模拟晴天的次数。

日累计降水的模拟检验结果示例如下： 3. 2m温度

2米温度的检验结果按月定期发布。以中国气象局2168个站点的2米温度数据作为观测值，在中国区域范围内，对 TJ1-CN、IFS、GFS 三类数据的2米温度逐小时模拟结果开展均方根误差与偏差对比分析。检验结果主要包含模拟第1-15 天2米温度的均方根误差与平均偏差的时序图和两者在模拟第 1 天、第 3 天、第 5 天、第 7 天和第 14 天的热力图，从而直观呈现各数据在不同时效下对2米温度的模拟效果及长期稳定性。

2米温度的检验结果示例如下： 4. 10米风速

10米风速的检验结果按月定期发布。以中国气象局2168个站点的10米风速作为观测值，在中国区域范围内，对 TJ1-CN、IFS、GFS 三类数据的10米风逐小时模拟结果开展均方根误差与偏差对比分析。检验结果主要包含模拟第1-15 天10米风速的均方根误差与平均偏差的时序图和两者在模拟第 1 天、第 3 天、第 5 天、第 7 天和第 14 天的热力图，量化评估各数据对10米风速的模拟效果及稳定性。

10米风速的检验结果示例如下：