Intuitively, one would expect a more skillful forecast if predicting weather averaged over one week instead of the weather averaged over one day, and similarly for different spatial averaging areas. However, there are few systematic studies of averaging and forecast skill with modern forecasts, and it is therefore not clear how much improvement in forecast performance is produced via averaging. Here we present a direct investigation of averaging effects, based on data from operational numerical weather forecasts. Data is analyzed for precipitation and surface temperature, for lead times of roughly 1 to 7 days, and for time- and space-averaging diameters of 1 to 7 days and 100 to 4500 km, respectively. For different geographic locations, the effects of time- or space-averaging can be different, and while no clear geographical pattern is seen for precipitation, a clear spatial pattern is seen for temperature. For temperature, in general, time averaging is most effective near coastlines, also effective over land, and least effective over oceans. Based on all locations globally, time averaging was less effective than one might expect. To help understand why time averaging may sometimes be minimally effective, a stochastic model is analyzed as a synthetic weather time series, and analytical formulas are presented for the decorrelation time. In effect, while time averaging creates a time series that is visually smoother, it does not necessarily cause a substantial increase in the predictability of the time series.


翻译:直观地说,如果预测平均一个星期的天气,而不是平均一天的天气,那么人们将会期望有一个更熟练的预测,而对于不同的空间平均地区来说,预测的预测则会更加巧妙。然而,对使用现代预报的平均和预测技能的系统研究很少,因此,预测的性能通过平均产生多大改进,因此不清楚。这里我们根据实际数字天气预报的数据,对平均效果进行了直接调查。对降水和地表温度、大约1至7天的周转时间、大约1至7天的周转时间、以及1至7天和100至4500公里的时间和空间平均直径进行了分析。对于不同的地理位置,时间或空间稳定的效果可能不同,对于降水没有看到明确的地理模式,但是对温度却没有看到明确的空间模式。一般来说,平均时间在海岸线附近最为有效,在陆地上也是最无效的,在海洋上也是最无效的。根据全球所有地点,平均时间要比人们可能预期的效果要低。为了帮助理解为什么时间平均有时是最小的,对于10到4500公里的直径直径。对于不同地点而言,一个不那么的模型是分析性模型可以分析,对于一个稳定的时间序列,而它必然是造成一个稳定的平均时间序列。一个完整的时间序列。一个稳定的分析结果。

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