孫田文，高維英，林 楊，王禎聚

(1.陜西省氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，西安 710016； 2.秦嶺和黃土高原生態(tài)環(huán)境氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710016；3.陜西省氣象學(xué)會(huì)，西安 710016)

天氣預(yù)報(bào)技能大賽是提升氣象核心業(yè)務(wù)技術(shù)的一種有效手段，是促進(jìn)廣大預(yù)報(bào)人員重視業(yè)務(wù)技術(shù)學(xué)習(xí)、注重理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐結(jié)合，從而提升預(yù)報(bào)水平和預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的有效方法，也是預(yù)報(bào)員展示才華、突破自我、獲得榮譽(yù)的平臺(tái)。各級(jí)管理和預(yù)報(bào)人員都非常重視[1-2]。氣象技能競賽都是頂尖高手角逐，只有具有扎實(shí)的理論和豐富的實(shí)踐分析經(jīng)驗(yàn)，才能取得優(yōu)異成績[3]。2005—2018年陜西舉辦了七屆預(yù)報(bào)技能大賽，組織參加了六屆全國預(yù)報(bào)技能大賽，促進(jìn)了預(yù)報(bào)員隊(duì)伍建設(shè)，在一定程度提升了陜西天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。第八屆陜西省氣象系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)技能大賽設(shè)置歷史個(gè)例天氣預(yù)報(bào)、強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)、理論知識(shí)和業(yè)務(wù)規(guī)范、現(xiàn)場分析四個(gè)科目。全省13個(gè)代表隊(duì)(39名選手)和13名個(gè)人選手參加了大賽。大賽結(jié)合現(xiàn)代氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)、氣象現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)預(yù)報(bào)員轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求，圍繞提升預(yù)報(bào)員科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)，改進(jìn)題目設(shè)置，加強(qiáng)對(duì)預(yù)報(bào)員天氣機(jī)理分析和駕馭現(xiàn)代預(yù)報(bào)技術(shù)的綜合考察，新業(yè)務(wù)新技能的考核。

施麗娟[4]等對(duì)全國地面觀測技能競賽考點(diǎn)分析，探討競賽命題的合理性和完整性；通過對(duì)考生答題情況的統(tǒng)計(jì)，分析地面氣象觀測員在競賽中對(duì)各項(xiàng)技術(shù)技能知識(shí)考點(diǎn)的掌握情況，提出命題觀念和思路。利用難度系數(shù)[5]、偏態(tài)系數(shù)和峰度系數(shù)[6-7]等技術(shù)分析方法從不同側(cè)面分析本次大賽試題的質(zhì)量，對(duì)成績進(jìn)行分析評(píng)估，有助于在今后競賽、業(yè)務(wù)考試或訓(xùn)練中組卷更加科學(xué)有效。同時(shí)分析參賽選手答卷情況，查找參賽預(yù)報(bào)員在預(yù)報(bào)理論及應(yīng)用中存在的問題，幫助其找準(zhǔn)薄弱環(huán)節(jié)，強(qiáng)化天氣發(fā)生機(jī)理的分析認(rèn)識(shí)[8-9]，進(jìn)一步提高預(yù)報(bào)能力、提升成績，以期在即將舉辦的第七屆全國氣象行業(yè)天氣預(yù)報(bào)職業(yè)技能競賽中取得優(yōu)異成績。

1 大賽特點(diǎn)及變化情況

本次大賽四個(gè)科目各100分，總分400分。與往屆相比，在以下方面有所調(diào)整。

1.1 調(diào)整歷史個(gè)例預(yù)報(bào)規(guī)則

第1個(gè)歷史個(gè)例試題類型與往屆無變化。第2個(gè)個(gè)例題型變化較大：不預(yù)報(bào)站點(diǎn)要素，需預(yù)報(bào)災(zāi)害性天氣種類(12分)，指定1種災(zāi)害性天氣落區(qū)，預(yù)報(bào)落區(qū)需要精確到區(qū)縣(23分)，均按照預(yù)報(bào)TS評(píng)分規(guī)則評(píng)分；需要寫出完整預(yù)報(bào)理由(15分)。

1.2 調(diào)整強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)個(gè)例

強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)不限于考核本省天氣個(gè)例，并調(diào)整分值，增加預(yù)報(bào)理由和天氣機(jī)理分析的比例。站點(diǎn)強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)分值由原來每空3.5分調(diào)整為2分，兩個(gè)強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)個(gè)例都要求寫出預(yù)報(bào)理由，分值由原來僅寫1個(gè)個(gè)例預(yù)報(bào)理16分，調(diào)整為寫出2個(gè)個(gè)例預(yù)報(bào)理由共52分。

1.3 調(diào)整理論與規(guī)范部分題量

取消不合時(shí)宜的業(yè)務(wù)規(guī)范和發(fā)展戰(zhàn)略類考試內(nèi)容，增加了預(yù)報(bào)新技術(shù)、多元資料融合應(yīng)用、集合預(yù)報(bào)、預(yù)警和預(yù)警信號(hào)、短臨預(yù)報(bào)規(guī)定、智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)及業(yè)務(wù)規(guī)定考核。

1.4 調(diào)整現(xiàn)場考試內(nèi)容

將往屆競賽的“現(xiàn)場問答”調(diào)整為“現(xiàn)場分析”?，F(xiàn)場分析要求做出未來24小時(shí)預(yù)報(bào)。與 “現(xiàn)場問答”不同，評(píng)委不提問題，由參賽選手分析

預(yù)報(bào)理由、制作預(yù)報(bào)，講述分析預(yù)報(bào)結(jié)論(采用PPT形式)。強(qiáng)調(diào)對(duì)災(zāi)害性天氣個(gè)例進(jìn)行預(yù)報(bào)機(jī)理分析，更貼近實(shí)際預(yù)報(bào)和天氣會(huì)商，增強(qiáng)了實(shí)戰(zhàn)演練。

2 競賽試題難度分析

2.1 歷史個(gè)例天氣預(yù)報(bào)

根據(jù)難度系數(shù)計(jì)算規(guī)則[5]，試題難度系數(shù)

(1)

從歷史個(gè)例天氣預(yù)報(bào)試題難度分析(表1)可以看出，本試卷難度系數(shù)為0.36，在難度適宜區(qū)下游，屬“較難”。從各單項(xiàng)題型難度系數(shù)表可以看出，風(fēng)力、災(zāi)害性天氣類型、落區(qū)預(yù)報(bào)的難度系數(shù)低于0.3，屬“難”；落區(qū)預(yù)報(bào)的難度系數(shù)屬“太難”；而最低氣溫預(yù)報(bào)難度則屬“易”。

表1 第八屆陜西省氣象系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)技能大賽歷史個(gè)例天氣預(yù)報(bào)試題難度分析

2.2 強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)

強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)試卷難度分析見表2。由表2可以看出，整卷難度適中，在各單項(xiàng)中，強(qiáng)冰雹、大風(fēng)的判別相對(duì)比較容易，只有個(gè)例2的短時(shí)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)難度比較難，預(yù)報(bào)理由屬適中。

表2 第八屆陜西省氣象系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)技能大賽強(qiáng)對(duì)流天氣試題難度分析

2.3 預(yù)報(bào)理論與規(guī)范

預(yù)報(bào)理論與業(yè)務(wù)規(guī)范試卷的難度系數(shù)為0.63，屬于難度適宜、較容易(見表3)。在各項(xiàng)試題中，單項(xiàng)選測題難度偏小，容易；填空題也屬難度適宜，較容易；多選題和問答題難度均屬適宜，最佳。

表3 第八屆陜西省氣象系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)技能大賽預(yù)報(bào)理論與規(guī)范試卷難度分析

這次預(yù)報(bào)理論與規(guī)范試卷難度適中，試題易、中、難結(jié)合，題量較大，包括50個(gè)填空、25個(gè)單選題、20個(gè)多選題、7個(gè)問答題。在考點(diǎn)方面，理論和實(shí)際預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)結(jié)合度高，每道題的考點(diǎn)明確，是一套較為科學(xué)的試題。

2.4 現(xiàn)場分析

現(xiàn)場分析題屬于主觀打分題，計(jì)算其難度系數(shù)P=0.77，難度屬于“易”。

2.5 試題的偏態(tài)分析和峰度分析

偏態(tài)系數(shù)α是反映成績頻數(shù)分布偏態(tài)方向和程度的指標(biāo)。試題難度不同，會(huì)造成偏態(tài)系數(shù)偏大或偏小。

(2)

其中，n為樣本數(shù)，s為標(biāo)準(zhǔn)差，x為各組樣本的平均值，xj為第j個(gè)樣本，j=1,2,…,n。α=0時(shí)，表示頻數(shù)呈正態(tài)性分布；α>0時(shí)，表示頻數(shù)分布右偏(正偏)，數(shù)值越大，偏離越多，即成績差的人多，命題偏難；α<0時(shí)，表示頻數(shù)左偏(負(fù)偏)，數(shù)值越小，負(fù)偏離越多，即成績高的人多，命題偏易。

峰度系數(shù)β也是反映試卷正態(tài)性的指標(biāo)，指示成績分布相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)分布的尖削程度。

(3)

β在0附近為最好，表明試卷最能區(qū)分參考人員的水平層次。當(dāng)β>0時(shí)，成績呈尖峰分布，數(shù)值越大，說明試卷中同等難度的試題越多，試卷區(qū)分度不高；當(dāng)β<0時(shí)，成績呈平峰分布，說明試卷不同難度的試題比例接近，試卷區(qū)分度高。

由表4可以看出，本次競賽的四個(gè)單項(xiàng)成績分布為：歷史個(gè)例試卷偏態(tài)右偏(難題多)，峰度呈尖峰分布(區(qū)分度較小)，整體成績低；強(qiáng)對(duì)流天氣偏度輕微左偏，峰度負(fù)值平峰分布，區(qū)分度較高；預(yù)報(bào)理論與規(guī)范偏度適中，但峰度較平，區(qū)分度高，分?jǐn)?shù)差異較大；現(xiàn)場分析輕微左偏，成績偏高，能夠區(qū)分優(yōu)劣。綜合來看，四門科目整體搭配合理，偏度和峰度都適中。

表4 第八屆陜西省氣象系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)技能大賽各科試卷的偏態(tài)分析和峰度分析

3 選手成績與卷面分析

大賽滿分400分，52名選手中總成績最高302分，最低183分，平均234分。與上屆成績相比，總成績最高分降低了20分，平均成績降低了25分?？偝煽?00分以上僅1人， 200分以下6人。表5是各科目成績統(tǒng)計(jì)情況，可以看出，現(xiàn)場分析成績最高，歷史個(gè)例預(yù)報(bào)成績最低。

3.1 歷史個(gè)例預(yù)報(bào)

3.1.1 成績分布 本次考核的2個(gè)歷史天氣個(gè)例中，一個(gè)為2013年6月19日影響陜西及周邊的一次暴雨過程，另一個(gè)為2016年11月22日陜西關(guān)中東部及陜南東北部的大雪和大霧天氣過程。由表5可看出，30～40分的人數(shù)較多，平均成績36.3分；60分以上僅1人；最低分為不足20分。

表5 第八屆陜西省氣象系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)大賽各科成績統(tǒng)計(jì)表

3.1.2 主要問題 個(gè)例1是多年競賽傳統(tǒng)題型，選手總體得分較高，要素預(yù)報(bào)中溫度誤差較小，得分率高；風(fēng)速預(yù)報(bào)誤差較大，得分率低；降水量級(jí)和暴雨預(yù)報(bào)錯(cuò)誤率較高(表1)。個(gè)例2是新題型，重大天氣類型和落區(qū)預(yù)報(bào)錯(cuò)誤率高，半數(shù)選手未能預(yù)報(bào)出大雪天氣，大多數(shù)選手未能預(yù)報(bào)出大霧，落區(qū)方面空漏報(bào)均較多；在預(yù)報(bào)理由方面，選手不能找準(zhǔn)關(guān)鍵影響因素，也是丟分的主要因素之一(表6)。

3.2 強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)報(bào)

3.2.1 成績分布 強(qiáng)對(duì)流天氣的2個(gè)個(gè)例均是外省天氣個(gè)例，每個(gè)個(gè)例給出4個(gè)站點(diǎn)，要求寫出3種強(qiáng)對(duì)流天氣的有無，均要求寫出300字以下的預(yù)報(bào)理由。滿分100分，得分60分以上22人，最高71分，最低41分，平均成績57.6分(表5)。成績?cè)谥虚g的人數(shù)多，高分和低分人數(shù)少。

3.2.2 解答要點(diǎn)及存在問題 第1個(gè)天氣個(gè)例是發(fā)生在湖南的強(qiáng)對(duì)流天氣過程，以強(qiáng)冰雹為主，伴有雷暴大風(fēng)。參賽選手對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的主要條件認(rèn)識(shí)不清楚，分析資料不細(xì)致，理由敘述凌亂，60%的選手未能看出有利于強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的前傾槽結(jié)構(gòu)，未分析垂直風(fēng)切變，未判斷是否適合的0 ℃層和20 ℃層；雷達(dá)圖分析中，50%選手未能看出三體散射、入流缺口特征。

表6 第八屆陜西省氣象系統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)大賽歷史天氣個(gè)例預(yù)報(bào)單項(xiàng)成績統(tǒng)計(jì)

第2個(gè)個(gè)例是發(fā)生在山東的強(qiáng)對(duì)流天氣過程，為短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)、強(qiáng)冰雹混合的天氣個(gè)例，預(yù)報(bào)和分析難度較大。70%以上選手漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)一種或兩種災(zāi)害天氣。預(yù)報(bào)理由得分差距較大，20%選手天氣學(xué)功底深厚，理論扎實(shí)，能從多個(gè)角度對(duì)天氣進(jìn)行分析；50%的選手抓不住分析要點(diǎn)，冗長的話語中找不出關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)災(zāi)害性天氣系統(tǒng)認(rèn)識(shí)模糊。

3.3 預(yù)報(bào)理論與規(guī)范

3.3.1 成績分布 滿分100分，最高成績87分，最低36.8分，平均63.5分。表明參賽選手預(yù)報(bào)理論知識(shí)和業(yè)務(wù)規(guī)范掌握程度差異比較大(表5)。

3.3.2 主要問題

(1)填空題中錯(cuò)誤率較高的內(nèi)容有：短臨預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)方面的規(guī)定和流程，關(guān)于地轉(zhuǎn)風(fēng)、非地轉(zhuǎn)風(fēng)、渦度的概念及應(yīng)用，中氣旋的特征識(shí)別，層狀云回波的強(qiáng)度范圍，集合預(yù)報(bào)技術(shù)，冰雹的觸發(fā)條件、必要條件及其雷達(dá)特征，雷達(dá)速度圖判斷輻合輻散，江淮切變等知識(shí)點(diǎn)。60%的選手未能準(zhǔn)確、熟練掌握。

(2)選擇題中錯(cuò)誤率較高的有：預(yù)警信號(hào)的發(fā)布規(guī)范、ω方程應(yīng)用、MCC形成機(jī)理、雷暴大風(fēng)雷達(dá)特征、高空急流的結(jié)構(gòu)及其對(duì)天氣影響機(jī)理等，錯(cuò)誤率達(dá)65%。冷渦對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的影響機(jī)理、霧的判別、Ⅱ型冷鋒及次級(jí)環(huán)流作用機(jī)理、低空急流對(duì)天氣的影響機(jī)理等知識(shí)點(diǎn)，錯(cuò)誤率達(dá)到40%。

(3)多項(xiàng)選擇題錯(cuò)誤率較高的有：影響雷達(dá)譜寬的因素、垂直速度的計(jì)算、按不同地理類型劃分鋒面等知識(shí)點(diǎn)，錯(cuò)誤率達(dá)70%。智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)規(guī)范、暴雨形成的有利條件、冷鋒大風(fēng)的原因、臺(tái)風(fēng)的形成條件、長波調(diào)整的因素、西南渦東移條件、熱成風(fēng)、中云與霧在可見光云圖上的區(qū)別、南亞高壓、位渦守恒的條件、雷暴產(chǎn)生或增強(qiáng)的條件、天氣尺度對(duì)暴雨的作用等知識(shí)點(diǎn)，錯(cuò)誤率50%。

(4)簡答題及計(jì)算題失誤的原因：一是部分選手因?yàn)闆]有認(rèn)真閱讀理解題意；二是理論知識(shí)掌握不全面，應(yīng)用不足，答題未切中要點(diǎn)。對(duì)阻塞高壓和寒潮地面高壓的特點(diǎn)及兩者的區(qū)別認(rèn)識(shí)不清；識(shí)別紅外云圖中的天氣系統(tǒng)不熟練，分不清冬季高緯度地區(qū)地表與中高云、地表和低云；臺(tái)風(fēng)受力分析及其在西風(fēng)帶和東風(fēng)帶的圖形受力分析題75%的選手不會(huì)作答；在對(duì)流天氣的識(shí)別與預(yù)警信號(hào)發(fā)布中，50%選手都漏掉對(duì)雷電預(yù)警信號(hào)的判斷；關(guān)于渦度守恒及渦度的計(jì)算中，28.8%的選手沒有答題，20%的選手給出了渦度公式，只有6位(占11.5%)選手得到滿分；關(guān)于省級(jí)格點(diǎn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程試題中，有10人滿分，占20%，3位選手沒有答題，說明利用該系統(tǒng)制作預(yù)報(bào)產(chǎn)品的思路不清。

3.4 現(xiàn)場分析

現(xiàn)場分析試題針對(duì)陜北、關(guān)中、陜南片區(qū)分別出題，所選天氣個(gè)例為主要影響本片區(qū)的天氣過程。陜北片題為分析預(yù)報(bào)一次發(fā)生在陜北東部的暴雨天氣過程；關(guān)中片題為分析預(yù)報(bào)發(fā)生在陜西中部的一次暴雨天氣過程，其中伴有短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣；陜南片題為分析預(yù)報(bào)一次發(fā)生在陜西南部的一次大雪(暴雪)天氣過程。

3.4.1 成績分析 滿分100分，最高成績88.8分，最低62.2分，平均77.2分，在四個(gè)科目中分?jǐn)?shù)最高。

3.4.2 存在問題

(1)PPT制作不熟練。有的選手隨意堆砌一些圖片，未做使用說明，最主要的天氣現(xiàn)象、天氣落區(qū)未標(biāo)畫出來。

(2)講解表達(dá)條理不清晰，資料運(yùn)用不到位，細(xì)網(wǎng)格資料、集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品未分析。

(3)預(yù)報(bào)理論功底不夠，預(yù)報(bào)理由和預(yù)報(bào)結(jié)論自相矛盾。一些選手已經(jīng)分析到存在較強(qiáng)的不穩(wěn)定、垂直風(fēng)切變等，但未提到可能出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣[8]。

4 小結(jié)和建議

(1)本次競賽四個(gè)科目的試卷難度適宜，其中歷史個(gè)例天氣預(yù)報(bào)試卷較難，理論試卷和強(qiáng)對(duì)流試卷難度適宜，現(xiàn)場分析難度較易。

(2) 參賽隊(duì)員的成績反映出以下問題：災(zāi)害天氣類型的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性較低，災(zāi)害天氣的落區(qū)準(zhǔn)確率低；風(fēng)力等級(jí)預(yù)報(bào)錯(cuò)誤率高；短時(shí)強(qiáng)降水和預(yù)報(bào)理由得分較低；理論不夠扎實(shí)，理論與預(yù)報(bào)應(yīng)用結(jié)合不緊密，天氣分析中預(yù)報(bào)理由不能切中要點(diǎn)，資料運(yùn)用不全面。

(3)參賽隊(duì)員應(yīng)堅(jiān)持長期學(xué)習(xí)，理論部分要前后融合、綜合運(yùn)用，進(jìn)行經(jīng)常性的模擬考試，鞏固理論基礎(chǔ)，加深理解和應(yīng)用。

(4)建議經(jīng)常組織進(jìn)行專題演練，熟練掌握應(yīng)用衛(wèi)星云圖、雷達(dá)圖像判別預(yù)報(bào)重大天氣的基本特征和主要指標(biāo)；選取全國各地的歷史天氣個(gè)例進(jìn)行推演和研討總結(jié)，分析天氣系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展機(jī)理，達(dá)到舉一反三的效果。