基于“配料”的暴雨预报

本文介绍一种使用显著“配料”进行暴雨预报的方法。2007年和2003年的暴雨个例分析表明, 我国主要的几类暴雨发生过程中具有一些共同的动力、热力特征, 表征深厚湿对流发生发展的物理“配料”具有明显的演变特征。综合环境场动力、热力条件配置和物理“配料”分析了暴雨的“配料法”主观预报思路。并利用数值模式输出产品追踪有利于暴雨发生的“配料”演变发展了“配料法”暴雨客观预报方法, 应用于国家级降水预报业务中。     

基于“配料法”的东北冷涡暴雨预报研究

利用1961—2014年中国东北地区200个气象站逐日降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,研究了东北冷涡暴雨的气候特征,分析了低空急流、切变对冷涡暴雨的影响;诊断分析了可表征冷涡暴雨过程中水汽条件、动力条件、热力不稳定条件的比湿、水汽通量、水汽通量散度、散度、垂直速度、K指数等物理参数,研究了东北冷涡暴雨发生时上述各物理参数需要达到的阈值指标,利用研究的物理参数阈值指标以及低空急流和切变等配料因子构建了东北冷涡暴雨的"配料法"预报模型,结合ECMWF模式和T639模式数值预报产品将"配料法"暴雨预报模型进行了业务化应用试验及效果评估。结果表明,东北冷涡有66%会产生暴雨,冷涡暴雨多发生在7—8月;低空急流和切变对冷涡暴雨有触发作用,91.2%的冷涡暴雨发生时对流层低层存在急流或切变;基于"配料法"的冷涡暴雨预报TS评分比ECMWF模式和T639模式暴雨预报评分提高了7.4%和11.1%,且明显减少了暴雨的漏报率。     

基于“配料法”的湖南省暴雨落区预报

利用“配料法”,以数值预报产品为基础,结合常规、非常规气象资料,对历史暴雨过程进行诊断分析,探索针对湖南常见暴雨类型的配料法选择方式。分析表明,从水汽诊断量、垂直运动诊断量、抬升稳定度3个方面选择合适的因子进行暴雨落区预测,注重动力和热力的配合、低层和高层的配合,结果比较定量客观,物理含义也比较清晰。同时考虑3种具有独立意义的物理量类型搭配使用,可以避免类似的物理量的重复使用,预报效果较好。     

多次取样的网格化暴雨预报“配料法”研究

利用2008—2019年甘肃省陇东342个测站的逐日降水资料和ECMWF_ERA5再分析资料,总结了不同暴雨天气过程的环流特征,建立了精细至模式预报每个格点、综合考虑暴雨日每个预报时次的多次取样网格化暴雨预报“配料法”方案,并通过2020年5次暴雨过程进行验证。结果表明,陇东暴雨可分为副高扰动型、冷槽切变型和偏北气流对流型;由于不同类型暴雨的环流特征差异明显,降水范围及持续时间不同,具有代表意义的关键物理量及阈值也不相同;网格化配料法的过程预报准确率相比ECMWF_THIN提高了20%,站点预报准确率提高了7.8%,性能优于ECMWF_THIN模式的暴雨预报;配料法对小区域预报效果优秀,预报范围越大预报准确率越低。     

“分型配料法”在湖北省暴雨预报中的应用研究

通过对“配料法”的学习,认为“配料”不仅仅是诊断因子的组合,还应是预报员主观经验与客观数值产品的有机结合,由此提出了“先分型后配料”的思想,称之为“分型配料法”。由此提出了“先分型后配料”的办法,称之为“分型配料法”。在此研究的基础上,根据湖北省梅雨期和盛夏期的天气型特点,分别制定了不同的暴雨预报配料方案,并通过个例进行具体阐述。结果表明,基于上述研究的“分型配料法”能够较好地做出暴雨落区预报,在汛期气象服务中发挥了积极的指导作用。      

“配料法”用于广西桂东片持续性暴雨预报

使用2000--2009年micaps资料,通过天气学原理结合统计学分类的方法,对桂东片持续性暴雨天气个例进行分型。运用概念模型分析法,建立分类型概念模型。利用“配料法”的思路,对概念模型及其物理量特征进行配料,选取环境场、水汽、抬升和不稳定为主要配料,通过对暴雨配料指标的组合判断,得出有、无暴雨的预报,依此建立桂东片...     

基于物理量产品配料法的南平市汛期暴雨预报

通过对2003—2012年实况物理量资料与南平市汛期(5—6月)12 h时效雨量进行相关分析,选取与暴雨相关性较好的15种物理量产品进行暴雨阈值设定,建立了基于物理量产品配料法的南平市汛期12 h时效暴雨预报平台,在实际应用中还采用T639物理量产品进行12 h时效短期暴雨预报,该预报平台具有较好的暴雨预报能力,对预报员在短临和短期暴雨预报中有较好的参考作用;与使用实况物理量预报相比,实况物理量预报准确率要比T639物理量产品预报要好,这是因为基于T639数值预报产品的暴雨预报准确率还要依赖于T639物理量产品的准确性与稳定性。     

基于概念模型及配料法的持续性暴雨短期预报技术探究

通过统计学、天气气候分析等方法,利用2000-2009年10年常规观测资料结合ECMWF 2.5°×2.5°初始场客观分析资料,对桂西北主汛期(5-8月)持续性暴雨进行分析得出:桂西北持续性暴雨的出现有明显的时间窗,主要发生在6 7月,重点在6月上旬;引起持续性暴雨的主要天气系统有高空槽、切变线、锋面、低空急流、副热带高压及台风减弱低压等;根据天气系统的相互配置可将持续性暴雨分为高空槽配合切变线或锋面型、副热带高压边缘配合深槽型、台风减弱低压型、中低空切变配合型4种天气模型,其中以台风减弱低压型的降雨强度最强、影响范围最广.基于概念模型和配料法,建立了各天气型的概念模型和特定阈值的决策树.基于ECMWF和T639产品,建立了预报准确率(TS)达10％以上的桂西北持续性暴雨过程24小时短期客观预报工具.     

基于EC数据通过"配料法"构建吉林省暴雨预报模型

利用2015—2017年吉林省地面常规气象观测资料,基于EC数据通过配料法构建吉林省暴雨预报模型.研究表明:吉林省暴雨出现时段为每年的5—9月,集中时段为7—8月,7—8月降水站次占总数的79.1％;吉林省各站点暴雨年平均次数以2～5次为主,白城西部、长春北部地区暴雨<2次,东部暴雨次数稍多,尤其是长白山天池站3a内暴雨达到了13次;该预报模型的FY预报方法TS评分为22.34％,比EC模式预报的TS评分高5.02％;FF预报方法漏报率为36.65％,明显少于EC模式的75.16％;FF预报方法空报率偏高,FY和FF两种预报方法结合使用可以有效提高对吉林省暴雨预报的准确率.     

用“分型配料法”制作内蒙古东南部区域暴雨预报

利用1952—2015年内蒙古东南部25个国家级气象观测站逐日降水量、历史天气图、NCEP/NCAR再分析资料和1980—2015年的Micaps系统数据,统计出130次区域暴雨过程,将700 hPa环流分为8种类型;对发生在2007—2015年的17次暴雨过程,分型统计各层次物理量场特征,配料选取可降水量、水汽通量散度、垂直速度、假相当位温等物理意义明确的4个因子,注重暴雨的动力条件、热力条件、水汽供应及高低空配合,释用T639数值模式,应用“分型配料法”对2016—2018年发生的4种类型区域暴雨过程进行分站落区预报。结果表明：基于上述分型研究的“配料法”能较好地制作暴雨落区预报,从暴雨的实况与预报落区的对比看,T639数值预报模式具有很好的释用价值。     

配料法在宁夏暴雨预报中的应用

选取2000—2015年发生在宁夏23次由深厚湿对流引起的区域性暴雨天气过程为研究对象,研究确定暴雨预报的配料方案,采用2016年6—8月宁夏25个常规站和947个自动站逐小时降水量、ECMWF 72 h内模式资料,从统计分析和个例剖析两方面探讨配料法暴雨预报效果,结果表明:(1)通过对比2016年6—8月ECMWF暴雨预报与配料法暴雨预报发现,不同预报时段,配料法暴雨预报均优于ECMWF暴雨预报;(2)配料法能准确预报所选两次暴雨个例降水的中心强度、落区及变化趋势,但强度和落区较实况偏强、偏大;(3)配料法对六盘山区暴雨过程弱降水预报效果较差,对贺兰山沿山暴雨过程存在降水空报。     

配料法在暴雨精细化预报中的应用

利用欧洲中心高分辨数值预报产品提供的细网格气象要素场与陕西1 520个自动气象站降水资料相结合,采用配料法,选取对强降水有显著影响的3个气象因子比湿、垂直速度、温度,对陕西暴雨进行反演。在预报时效72 h内,提供网格点间距为0.25°×0.25°,时间间隔为3 h、6 h、12 h、24 h的强降水预报产品。该产品订正了EC强降水对陕西区域降水预报偏小的误差,提高了强降水预报的准确率,对暴雨的精细化预报具有一定的指导作用。     

重庆地区一次暴雨天气过程分析

利用常规探测、地面加密观测、NCEP 1°×1°的6小时资料和卫星、雷达等资料对2008年7月22日重庆地区暴雨进行了天气动力学和中尺度分析.结果表明:这次暴雨是在比较有利的天气背景条件下产生的,造成强降水的雨团在时空尺度上具有中尺度系统的特征,不断移入的对流回波是降水的直接制造者,西南涡及切变线为降水发生提供了有利的触发条件,低空南风急流的激发了对流运动的产生,同时低空南风急流的维持为降水过程提供了有利的水汽来源.     

伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨及其暴雨特征

利用降水实测资料、1°×1°的NCEP格点再分析资料对2000年以来的伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨过程进行统计分析。结果表明：伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨过程主要发生在9月份,重庆西部地区为伴有区域暴雨的连阴雨过程的多发区;可将连阴雨期间区域暴雨就有无台风西进登陆我国分为两类,两类暴雨的影响系统的差异表现为,没有台风登陆时700hPa/850hPa的主要影响系统为切变线或者西南涡;有台风登陆时的主要影响系统则为台风倒槽;24小时变温、低层涡度、假相当位温、整层水汽通量以及比湿对连阴雨期间暴雨的预报有较好的指示意义,同样表征水汽条件的相对湿度的指示意义较差。     

风廓线雷达资料在重庆暴雨过程中应用分析

本文首先利用2013年沙坪坝探空站资料与沙坪坝风廓线雷达资料进行对比分析,计算出逐月不同高度上两种资料中风速、风向均方根偏差,验证风廓线雷达资料的可用性。计算结果表明,风廓线雷达资料与探空资料风速、风向的均方根偏差在500hPa以下层次较小,资料具有较高的可用性。但随着高度继续增加,两者风速、风向偏差均增大,资料可用性降低。在此基础上,选取2013年6月8～9日重庆一次暴雨天气过程,对比分析中低层影响系统在探空观测和风廓线雷达观测中的演变,结果表明,降水过程前后,探空资料可显示有低槽、切变线、冷锋过境,但受时间分辨率限制,无法揭示具体过境时间和演变细节。而风廓线雷达资料能更为细致的显示低槽、切变线、锋面具体过境时间以及西南气流强度变化,为降水预报提供更多可参考信息。     

一次全区暴雨中的风廓线雷达特征

利用唐山风廓线雷达提供的风场资料、自动站的1h降水和多普勒天气雷达资料,详细分析了2008年7月15日唐山暴雨天气过程。结果表明：此次暴雨的发生与高低空急流的加强和向下扩展相对应;强降雨发生前西南急流迅速向下传,引发低空东南急流的加强,低空急流的强度与强降水有较好的对应关系,特别是300m超低空急流;低空急流指数增大的程度和降水量的强度存在正相关关系,低空急流指数不仅可以说明低空急流的脉动,而且向地面扩展程度与中小尺度的强降水存在密切的关系,同时对强降水的出现以及雨强的大小有一定的预示作用;低空急流的加强、减弱与雷达回波强度的强、弱有较好的对应关系。     

重庆暴雨面积估测技术应用

运用距离权重反比法对重庆市气象自动观测站的雨量资料进行格点化处理,采用地球椭球体梯形面积的计算方法计算出暴雨面积,对重庆市2007—2016年的各次区域暴雨天气过程进行暴雨面积估测,计算出的暴雨面积能真实反映暴雨的影响范围,并充分证实了重庆市2014年的"9·17"区域暴雨是该年重庆市影响范围最大的暴雨。通过对暴雨面积的估测,分析重庆市近10 a的暴雨面积变化趋势,反映出其总体呈增大的趋势。     

广西重大锋面暴雨天气过程的特征分析

对1970~2006年汛期(4~9月)发生在广西的重大锋面暴雨天气过程作一系统分析,得出汛期广西重大锋面暴雨过程的月际分布具有明显的"单峰型,"桂北锋面暴雨明显比桂南偏多。高空深槽型是锋面暴雨的主要类型,4~9月都有此型重大锋面暴雨的发生。