數值預報產品在氣象預報中的應用

李幫英

摘 要：隨著我國計算機技術的發展，氣象觀測能力與氣象預報模式不斷完善，數值預報在航空氣象預報的優勢日益凸顯出來。基于以上認識，本文通過分析數值預報格點資料類別，在雷暴對流產生原因的判斷及預報、飛機積冰產生原因的判斷及預報、飛機顛簸預報、航天預報中WAFS產品的應用等方面對數值預報格點資料在氣象預報中的應用進行探討，以供參考。

關鍵詞：數值預報產品；氣象預報；數值預報格點資料

中圖分類號：S165 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180233215

現代數值預報是通過氣象相關信息的采集、監測、模式輸出等相應流程后，制出一定天氣要素的預報方式。數值預報產品在氣象預報中的應用的探究，對提高雷暴、積冰等氣象預報的正確性，提高氣象服務水平，保障航空客戶的生命財產安全有重要意義。

1 數值預報格點資料類別

飛機飛行的特定要求決定了航空天氣預報的重點，一般來說，航空預報包括：飛機顛簸情況、雷暴對流、飛機積冰、云高、能見度等內容。在過去的幾十年，我國航空天氣預報主要通過氣象圖和傳真機的內容來實現氣象中心發布內容的接收。但氣象預報人員雖然得到信息，但只能靠猜測來得到氣象狀況發生的時間、物理量和地點的變化。現階段，通信技術日益發展，計算機成本降低使得預報人員可以使用更多的數值預報相關產品。我國現在廣播WAFS數值預報NWP格點資料，包括間隔為6h，預報時間6～36h，100～700共7個層次風場U、V分量和溫度的亞洲格點場產品。此外，格點資料有400～900hpa垂速度與相對濕度的類型，200～900hpa的高度場類型等。

2 數值預報格點資料在氣象預報中的應用

2.1 對雷暴對流產生原因的判斷及預報

NWP系統參數不是固定的，比如：如果預報時間段為10h的WAFS預報資料，預測人員可以將水汽運動散度在800hpa情況時的數據計算出來，然后在一張較為詳盡的地形圖紙上進行疊加。工作人員在運算水汽運動速率時，由于底層水汽的集聚對雷暴有影響，可用對水汽通量輻合進行計算的辦法來預測。當850hpa上升到250hpa時，工作人員通過計算上升氣塊同環境溫度的差異，可以計算出此層次的氣塊受到浮力的大小，此浮力數值表示氣塊在從850～250hpa之間可能出現的氣象問題，在估測雷暴的高度和強度方面有重要的價值。上文提到的水汽通量序列圖可以對不用時間點的底層水汽輻合對流發展方向進行預測。此預報產品針對對流構造進行預報的的指標有以下2個：對低層溫度場，水汽場每天變化的影響，證明白天對流穩定度低；海陸加熱不均勻，以及由于地形原因產生海陸風和低層水汽通量輻合的綜合影響。此外，氣塊浮力要素對低層溫度、水汽多少和對流層頂部構造的變化也有影響，工作人員在判斷雷暴發展高度時，可以通過氣塊受到零浮力處的位置和氣塊穿過對流層所受阻力的變化進行判斷。

2.2 對飛機積冰產生原因的判斷及預報

飛機的積冰問題對飛機安全行駛有重要影響，在我國的晚秋初冬和冬末早春時節，經常發生飛機積冰現象。飛機發生積冰，會大大影響其功能使用和性能變化：如小型飛機過度增重承載超限或飛機升力減弱等。飛機在-14～0℃的區域遇到有一定規模的冷水滴時，容易發生積冰，在-5～-9℃的區域積冰最為嚴重。通過WAFS的格點預報信息，工作人員可以在分析相對濕度后。預測飛機積冰的指數，其公式如下：積冰指數=（（RH-50）×2）×（T×（T+14/-49））數值RH代表相對濕度，T則表示環境溫度，飛機的積冰指數表飛機積冰可能在什么地方出現。為使得飛機積冰出現位置、高度等參數更加明確，工作人員通過在每條航線上設置積冰預報產品，然后分析航線剖圖，對顯示的積冰情況進行預算。

2.3 對飛機顛簸的預報

飛機顛簸，指飛機發生振顫、搖晃等現象，使得飛機駕駛員對飛機的操控困難。飛機顛簸的嚴重程度與遇到亂流的大小，本身飛行的時速和飛機的體積有關。此外，氣層的風切變大時，會出現氣層的垂直反轉情況，當飛機通過急流時，且飛機垂直風切變大，會造成飛機顛簸。NWP系統對區域氣象變化的呈現并不確切，只能通過對區域氣象平均值進行預報。

2.4 航天預報中WAFS產品的應用

現階段，我國航天預報WAFS數值產品在溫度和高空風的預告方面應用最廣。WAFS數值產品垂直分層較為豐富，將溫度和高空風的預告圖包含其中，可以在全球范圍內進行應用。航空公司根據自身需求，可隨意制定多個區域的高空風、溫度氣象、以及對流頂層的預報圖，WAFS數值產品資料還可以根據自身需要制作速度、降水場，垂直速度等方面的預報圖。此外，工作人員通過溫度和高空風的預告場數據分析，能夠制作航線分析圖。

3 結語

工作人員通過運用數值預報產品對水汽通量輻合進行計算，可預測雷暴對流產生的強度與高度；使用WAFS的格點預報信息，可以分析飛機積冰的位置和高度；WAFS數值產品同時可以準確進行溫度和高空風的預告。通過分析可得，數值預報產品在氣象預報中的應用的探究，對提高雷暴、積冰等氣象預報的正確性，提高氣象服務水平，保障航空客戶的生命財產安全有重要意義。因此，氣象部門應在以上方面，實現對數值預報產品的使用。