數值指導產品對大型和陣型降水預報指導能力對比分析

郭俊文++尚軍林++郭俊瑞

摘 要：本文選取通渭2次典型過程為代表對比分析了指導產品在定西市大型過程性降水和局地強對流災害性天氣的預報指導能力。分析表明，精細化預報對大型降水過程的預報能力要強于短時強對流天氣；NCEP中尺度環境分析CAPE指數對強對流天氣的預報具有很好的指示意義；綜合時序圖對過程性降水預報參考價值高，T639綜合時序圖對對流天氣預報具有一定的參考價值；NCEP中尺度環境條件場預報分析產品對對流型、過程性降水天氣的預報都較好。

關鍵詞：數值指導；產品；降水預報；對比分析

中圖分類號：P459 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170933201

引言

隨著天氣預報技術支撐能力的不斷加強，基于數值模式的預報服務產品日趨豐富，產品體系不斷完善，逐步向定量化、精細化發展。近年來中國氣象局西北區域氣象中心業務產品網不斷引進并自主研發越來越多的數值模式預報指導產品，為各地決策氣象、公眾氣象和專業氣象服務提供了有力技術支撐和保障。定西地處西北地區東部，年降水量小，但暴雨強度大，冰雹災害頻繁，加上本地特有地質地貌條件，極易引發山洪、泥石流等，造成房屋倒塌、公路沖毀、山體滑坡等災害，給當地居民帶來巨大經濟損失。本文選取定西市2015年5月30日強對流、7月8日區域性暴雨天氣過程作為典型災害性天氣代表進行分析。

1 災情實況

5月30日8：00—31日8：00受對流性天氣過程影響，定西出現陣雨和雷陣雨，局地中-大雨。最大降水隴西-鄭家川村25.3mm。30日19：20—19：35通渭新景鄉、榜羅鎮22個行政村及隴川鄉和隴山鄉個別村遭受風雹災害侵襲，農作物受災5721hm2，成災3895hm2，絕收1559hm2，1066戶3198間房屋部分瓦片損壞，受災農作物為玉米、扁豆、豌豆、胡麻、小麥等，林果業受災816hm2，主要為蘋果樹，直接經濟損失5984萬元。

受副高邊坡暖濕氣流和北方冷空氣共同影響，7月8日8：00—9日8：00定西普降大雨，局地暴雨，通渭城區暴雨。區域站198站出現降水，185站降水>10mm，158站降水>25mm，15站>50mm，最大降水通渭-義崗文化68.9mm。通渭多鄉鎮出現洪澇災害，造成李家店鄉3個村、11個村民小組、432戶、1892人受災；農作物受災18hm2，受災農作物倒伏嚴重，主要為玉米、胡麻、馬鈴薯等，沖毀1個水塘及多處路段，直接經濟損失24.73萬元。

2 環流形勢分析

5月30日8：00500hPa上，東亞大陸表現為西高東低型，高層切變線位于甘陜交界到川渝一帶，甘肅省位于槽后脊前，受西北氣流影響，甘肅河東西北風強盛，有弱冷空氣發展，此次過程為典型西北氣流型冰雹天氣過程。7月8日20：00500hPa上，歐亞大陸1槽1脊，烏拉爾山到貝加爾湖為寬廣槽區，蒙古-河套一帶槽區分裂冷空氣南壓，槽底位于甘肅河東，副高584線北抬位置與槽區基本重合，水汽輻合明顯。此過程屬典型低槽切變型大型暴雨降水過程。

圖1 2015年5月30日8：00（a）、7月08日20：00（b）500 hPa天氣形勢

3 各類指導產品預報情況對比分析

3.1 精細化指導預報產品

分析通渭站5月29日20：00和7月8日20：00模式精細化預報產品。5月30日強對流天氣過程，僅CMA預報了小量級降水，其他模式均未預報降水。7月8日夜間過程降水，各家模式均有反映，但量級都偏小，其中CMA預報中雨量級，最接近實況。對比分析表明，數值模式精細化預報對大型降水過程的預報能力要強于短時強對流天氣，CMA降水預報參考性更好。

3.2 NCEP中尺度環境分析場

3.2.1 NCEP水汽條件q700

從NCEP中尺度環境分析場的比濕場預報可以看出（圖2），在2次過程主要降水階段比濕場從隴南到隴中都達到8～12g/kg。5月29日20：00起報30日17：00—20：00比濕場上，在強對流天氣中，700 hPa甘肅隴南到隴中呈南北向濕舌，濕舌北邊緣達到黃河一線。而7月8日夜間過程性降水則表現為西南-東北向6～12g/kg高濕區。上述區別正好與大降水過程需要強的水汽輸送相吻合，而對流性天氣發生發展中不穩定能量積累占主導地位。因此，不論對流性天氣還是大型過程性降水，NCEP中尺度環境分析700hPa比濕場都有明顯反映。

3.2.2 NCEP不穩定條件CAPE

5月29日20：00起報30日17：00—20：00NCEP中尺度條件環境場分析CAPE指數，30日17：00—20：00甘肅平涼、天水、定西東部為高能量閉合區，中心強度達到500J/kg，層結極不穩定；但高能區范圍小，尺度不到100km，有利于不穩定能量累計，因此導致河東大范圍雹災。7月7日20：00起報8日23：00—9日2：00，甘肅省CAPE值都在100 J/kg以下，但分布極為均勻。對比可知NCEP中尺度條件環境場分析CAPE指數小范圍大值中心對強對流天氣預報具有很好的指示意義（圖3）。

圖3 NCEP中尺度條件環境場分析_CAPE指數

3.3 綜合時序圖

3.3.1 EC細網格綜合時序

分析5月29日20：00和7月7日20：00起報的通渭站EC細網格綜合時序圖（圖略）可知，EC細網格預報通渭在30日為下沉氣流，濕度較小，表現為輻散特性，沒有可降水反映，有明顯降水形勢。7月8日白天有持續上升氣流，8日夜間—9日輻合中心與高濕中心重合，對于8日夜間暴雨降水預報具有很大參考價值。說明EC細網格綜合時序圖對過程性降水可預報性優于短時對流型天氣過程。

3.3.2 T639綜合時序圖

5月28日20：00起報的通渭站T639綜合時序圖（圖略），30日下午通渭低層為上升氣流，600hPa以上為下沉氣流，午后低層溫度持續上升，濕度很小，無明顯散合特征，低層增溫和上升配合高層冷空氣下壓，導致30日傍晚出現強對流冰雹天氣。7月7日20：00起報的通渭站T639綜合時序顯示，8日夜間通渭站整層上升氣流和200hPa以上高濕區，整層明顯輻合，強中心位于400～500hPa，輻合中心、濕度中心與上升吻合，對于8日夜間暴雨降水預報明顯。對比可看出，T639綜合時序圖分析對過程性降水和對流天氣有一定指示意義，對過程性降水預報效果顯著。

3.4 中尺度天氣分析

分析5月29日20：00—30日20：00NCEP中尺度環境條件場預報顯示，30日20：00水汽條件上青海西南部、甘肅河東南部、陜西東部700hPa比濕?6g/kg，隴南、天水、陜南PW?20mm；層結條件上青海西南部、甘肅河東大部CAPE值較大；抬升條件上500hPa青海西部有低渦發展，700hPa定西-甘南有切變。綜合分析表明，定西偏東極有利于強對流天氣發展。7月7日20：00預報9日2：00NCEP中尺度環境條件場分析表明，9日2：00甘肅河東地區濕度較大，能量較小，500hPa河西東部有低槽，700hPa白銀-定西-甘南一帶有切變線，這種環境配置有利于定西大降水的產生，系統前局部地方有激發對流性天氣產生的可能。可見NCEP中尺度環境條件場預報分析對對流型、過程性降水天氣的預報都有較好的指導意義。

4 結語

數值模式精細化預報對大型降水過程預報能力強于短時強對流天氣，CMA對各類降水預報參考性更好。

NCEP中尺度環境分析700hPa比濕場對對流性天氣和大型過程性降水預報都有明顯指導作用；CAPE指數對強對流天氣預報有好的指示意義。

EC細網格綜合時序圖對過程性降水預報參考價值高，不能準確預報對流性天氣；T639綜合時序圖對過程性降水和對流天氣都有指示意義，對過程性降水預報效果更顯著。

NCEP中尺度環境條件場預報分析產品對對流型、過程性降水天氣預報都有較好指導作用。

作者簡介：郭俊文（1970-），女，甘肅會寧人，本科，工程師，從事天氣預報預測與研究工作。endprint