天文观测的云量与大气视宁度预报：全球预报系统的应用与评估

为探讨利用业务化全球模式进行非交互式数值天气预报以辅助天文观测的问题，我们使用Xu-Randall云方案和Trinquet-Vernin AXP视宁度模型，结合全球预报系统（Global Forecast System）的全球数值输出，生成了3至72小时的云量和大气视宁度预报，并将其与2008年1月至2009年12月期间来自全球不同地区、具有不同气候背景的9个站点的时序观测资料进行了对比。评估表明，云量预报的完全准确率在约50%至85%之间。云检测概率估计约为30%至90%，而虚警率总体适中，且在大多数情况下远低于检测概率。视宁度预报与观测相比，具有适中的平均偏差（多数情况下绝对平均偏差 <0.3角秒）和均方根误差（多数情况下在0.2至0.4角秒之间）。几乎所有站点，整层大气预报误差小于30%的概率在40%至60%之间，自由大气预报的该概率在40%至50%之间，这使其位列主要视宁度模型中较好的类别。然而，对于少数特定站点，预报误差相当大。进一步分析表明，误差可能主要源于GFS/AXP模型模拟近地面和亚公里尺度湍流效应的能力不足。总之，尽管目前GFS模式预报的质量可能尚无法与有人参与的预报相比，但我们的研究已阐明了其作为基本观测参考的适用性，并指出了通过额外的模式改进工作以获得更佳性能的潜力。