CPEFS模式產品在西藏一次人影服務保障過程中的檢驗

德吉白瑪 益西卓瑪 阿旺白姆

（1.西藏自治區人工影響天氣中心，西藏 拉薩 850000；2.山南市氣象局氣象臺，西藏 山南 856000）

0 引言

人工影響天氣（以下簡稱“人影”）作為氣象防災減災的重要手段，在減輕和預防氣象災害等方面發揮的作用越來越大［1］。其內涵是合理利用氣候資源，在適當的環境條件下，通過雷達、衛星、氣象監測系統、氣象觀測站等氣象技術的輔助，利用飛機、高炮工具以及火箭等對大氣中的局部云體部位發射干冰、碘化銀等，使其發生物理、化學等變化由此實現預期的氣象影響，實現增雨（雪）、防雹等目的的活動，從而減輕或避免氣象災害對人民生活、生產造成的經濟損失和影響。使人類抵御自然的能力得到提升，保證農事活動以及其他社會活動的落實具備更強的靈活性。當前大型社會活動日新月異，人影作業可以有效地起到輔助作用，為推進大型社會活動順利進行，人影服務保障作業可以有效滿足一些重大的社會活動對天氣有特殊的要求，在技術條件、天氣條件和后續保障物資設備均具備的情況下，可適時通過人影作業滿足重大社會活動順利進行所需求的天氣條件［2-3］。

目前，就西藏人影業務而言，可用的CAMS 人影模式產品有兩種：CPEFS 模式和GRAPES_CAMS 模式。CPEFS 模式以中尺度天氣數值模式WRF（V3.5）為動力框架，耦合中國氣象局人工影響天氣中心研發的云降水顯式方案（CAMS 云分辨方案），開發出人工影響天氣數值產品，形成云降水顯式預報系統（CPEFS_V1.0），模式系統產品主要有4 大類，包括云宏觀場、云微觀場、云垂直結構和降水場。與2014 年業務運行的MM5_CAMS 和GRAPES_CAMS 人工影響天氣模式預報產品相比，增加了云量、相對濕度、雷達反射率、雷達組合反射率、云底高度、云底溫度等7 個預報物理參量［4］。

本文選取2018 年8 月26 日在山南市乃東區舉辦的第二屆中國西藏雅礱文化節的人影服務保障的天氣過程，從環流場、云系宏觀特征、衛星反演、降水等方面檢驗分析了CPEFS 模式預報產品對本次天氣過程的預報準確性。

1 天氣過程分析

2018年8月26日20時，ECMWF 500hPa環流場中高緯度呈“兩槽一脊”型，西藏高原為明顯的“鞍型場”，西藏自治區山南市乃東區處在高空槽前，受西南氣流控制，南部水汽輸送條件較好。200hPa高空天氣圖上處于高壓底部偏東北風控制，且高低空存在風場切變（圖1），因此該時段內出現對流性天氣的可能性較大。

圖1 2018年8月26日20時500hPa和200hPa高度場和風場

2 模式產品檢驗

針對山南市乃東區人影作業，選取開幕式當日14、17 和20 時三個時刻（北京時）的CPEFS 模式預報云宏觀場的云帶產品（圖2）、云頂高度和云頂溫度與FY2 反演云產品進行對比分析。圖中FY2 反演云產品黑體亮溫的色標值范圍在-70～70℃之間，CPEFS 模式預報云帶的色標值范圍在0.01～80mm 之間。

圖2 衛星反演的黑體亮溫（左）與CPEFS預報的云帶（右）

從FY2 反演產品黑體亮溫上可以看出：云系自西南向東北方向移動，26 日14 時移至山南東南部，云層較薄，黑體亮溫在-40℃左右；17時隨著云系東移北上至山南東北部；云層增厚，黑體亮溫在-60℃左右；20時云系減弱。

從模式預報的云帶產品可以看到：26 日14 時山南市周邊有一定的云系覆蓋但分布較為分散，與實況相比，位置、云帶覆蓋范圍及移向較為一致；17時云帶繼續自西南向東北方向移動，山南東北方向的云系與實況較為一致，而西南方向的云系較實況略弱，覆蓋范圍略小；20 時云帶移至山南東南部，與實況相比略偏東。

由此可見，模式預報山南范圍內的云系發展演變、云系位置、移向與實況相比較為一致，云系均自西南向東北方向移動，但模式預報的云系整體比實況略偏慢。

針對山南市不同時刻云系的發展階段，對比三個時刻的CPEFS 模式預報的云頂高度（溫度）和衛星反演的云頂高度（溫度）產品（圖3、圖4），來檢驗云系的宏觀特征。圖中FY2 反演云產品云頂高度和CPEFS模式預報云頂高度的色標值范圍在1～16km之間，FY2反演云產品云頂溫度和CPEFS 模式預報云頂溫度的色標值范圍在-80～20℃之間。

圖3 衛星反演的云頂高度（左）與CPEFS預報的云頂高度（右）

從衛星反演的云頂高度（溫度）產品可以看出，山南市云系的云頂高度在1～10km 之間，云頂溫度在-50～0℃之間。CPEFS 模式預報的云頂高度在1～12km 之間，云頂溫度在-60～0℃之間。總體來說，CPEFS 模式預報的山南市云頂高度和云頂溫度較實況偏高。

3 降水場檢驗分析

根據CPEFS 模式，嚴格按照“五段式”業務要求，制作過程預報、潛力預報及臨近預警，并實施人工干預地面作業，實況降水量為0.1mm。CPEFS 模式24 小時降水量預報（圖5）中可以看出山南區域降水量小于0.1mm，與人影作業保障后的作業區實況降水量0.1mm基本一致。

圖5 降水實況分布（左）和CPEFS模式24h降水預報（右）

4 結論

針對受高空槽前西南氣流影響的2018 年8 月26日人影服務保障，綜合天氣過程、云系宏觀特征、降水場等特征，CPEFS 模式對此次天氣過程具有一定的預報能力。

（1）CPEFS 模式預報的此次過程云系發展演變、云系位置、移向與實況相比，較為一致，云系均自西南向東北方向移動，但模式預報的云系整體比實況相比略偏慢。

（2）CPEFS模式預報的此次過程中不同時刻的云系發展階段，檢驗得出云系宏觀特征與實況相比略偏高。

（3）CPEFS 模式預報的降水量與人影保障后的實況降水量基本保持一致。

在本次人影服務保障中，CPEFS 模式較好的預報了天氣過程，但是由于西藏復雜的地形地貌和獨特的局地性天氣特征，模式預報與實況的準確性存在一定的差距。