昆明长水机场“12.16”强降雪天气数值预报评估

赵润华 李跃春

摘 要：本文对2015年12月16日-17日云南中东部强降雪天气过程的数值预报进行分析评估，利用高分辨率的EC、GFS和T639等数值预报模式，对昆明长水机场的持续性降雪天气进行预报。预报形势分析指出：EC模式对这次冷空气强度和位置的预报最好；GFS对相对湿度的强度和大湿区范围预报较好；T639对降雪前期的温度预报较好。利用不同模式数值预报的优点提高对未来天气形势预报的准确性，从而提高预报危险天气的能力。

关键词：数值预报；EC；GFS；T639

0 前言

云南地处低纬云贵高原西部、青藏高原东南缘。由于特殊的地理位置和地形作用，北方冷空气不易影响到该地区，大范围的寒潮降雪天气过程较少发生，但冬季能影响云南的强冷空气，往往会给云南带来强降雪天气。强降雪天气过程对飞行安全有重要影响：雪天的低能见度天气不利于航空器的正常起降；强冷空气和降雪带来的机场跑道结冰危及飞行安全；航空器及跑道面的除雪除冰影响航班的正常运行；由于强降雪天气导致的空中交通管制则会造成进一步的延误。对于年降雪频次较低的昆明长水机场，降雪的准确预报对航班运行和安全保障有着重要意义。

昆明长水机场位于昆明市东北约25公里处，自2012年投入运营以来，每年冬季都有因降雪天气、机场除雪除冰导致的航班大面积延误发生。段长春等对云南50年降雪的气候特征进行统计分析，研究指出：在云南气候趋于暖湿背景下，年降雪频次和范围呈逐渐减小趋势，但强降雪的频次有明显增加。张腾飞等对云南强降雪天气过程分析指出，滇中及以东的大到暴雪天气是南支槽和静止锋共同作用的结果。对云南强降雪天气，特别是昆明长水机场冬季降雪的起止、强度等精细化预报，对飞行安全和旅客出行有着重要意义。

本文通过对2015年12月16日-17日的强降雪天气过程中，昆明区域的天气形势预报场和分析场的对比分析，探讨如何更好地利用不同数值预报产品的优点，提高强降雪天气的预报准确性。

1 资料和方法

本文使用的实况资料为昆明长水机场的例行观测实况报（METAR）和特殊观测报（SPECI），NCEP提供的FNL分析场资料。数值预报采用的是目前最先进的数值预报模式（表1），统一以12月15日00UTC（世界时，下同）为模式初始预报场；以昆明机场气象台12月15日02时发布的重要天气信息通报作为基础，讨论是否可以进一步提升预报精度。

2 降雪过程概况

2015年12月15日-17日，云南东北至中部地区遭受了一次大范围的降雪天气过程，部分地区有大到暴雪。昆明长水机场于12月15日22时（世界时，下同）开始出现小雪，间断持续至16日20时，降雪集中时段在15日22时至16日10时，并在16日02：12时至03时出现了中雪天气，整个过程降雪时间间断持续约13个小时。机场气温在15日17时开始降低至0℃及以下（图1）。

此次降雪过程造成了昆明长水机场的机场跑道面和飞机积雪、结冰，导致了大面积的航班延误。由于机场气象台较好的预报，预报降雪强度及集中时段比较一致，昆明机场提前对降雪天气作了充分准备，通过及时对航班进行除冰和跑道除雪除冰作业，保障了飞行安全，减少了航班延误时间，整个天气服务过程中无旅客投诉事件发生。

此次云南的降雪天气过程是一次典型的强冷空气南下扩散，在川滇黔堆积加强，使昆明静止锋加强西移影响到云南中部，与南支槽前暖湿空气交汇而形成的大范围降雪天气过程（图2）。

3 模式评估

利用初始场为12月15日00时的欧洲中心细网格EC、NCEP的GFS数值预报以及T639细网格预报对该降雪过程进行预报。为分析不同模式对这次过程的预报能力，分别对降雪前（15日18时）、降雪中（16日00时）和降雪结束前（16日18时）三个阶段700hPa的预报形势场进行对比分析。

整体上，各数值模式对这次强空气影响云南区域的过程都有很好的预报，冷空气自北向南扩散趋势明显，一致认为有降雪过程的出现。15日18时，昆明长水机场地面受冷空气影响降至0℃，700hPa零度线逐渐逼近昆明，其中，EC模式的零度线预报最接近实况，预报零度等温线在昆明附近，GFS和T639预报零度线位置较偏北，偏差30～80km，昆明处于2℃等值线附近；云南大部相对湿度处于80%以上，且昆明西部有较干的区域，对水汽输送有影响，这也是持续性降雪没有马上出现，而是出现在约3个小时后的原因（图1、2）。GFS模式对相对湿度的预报较好，昆明西部的干区以及云南西部的大湿区分布有很好的预报，EC模式次之，T639对云南西部的大湿区预报较差；对700hPa风向的预报总体较为一致，均为偏西风或西南风，T639的风向偏差略大。

16日00时，昆明长水机场为持续性的小雪天气，02：12～03时出现了中雪天气。从16日00时700hPa形势场来看（图1、3）：昆明处于-2℃～-4℃等温线之间，并且该区域有存在明显的辐合上升运动，有利于持续性的降雪及中到大的降雪产生。EC和T639對冷平流的预报较好，零度线有明显的南压趋势，两模式都预报昆明处于-2℃附近，与实况比较接近；GFS的温度预报偏差较大，对冷空气势力预报较弱，昆明处在0℃～2℃之间，该形势不利于持续降雪的预报。对昆明区域切变线的预报也是EC的效果较好；GFS和T639预报位置偏北较多，切变线预报出现在川南和云南北部。相对湿度的预报则是GFS最接近实况形势，EC次之，T639最后。

16日18时前后，降雪过程趋于结束，后续出现短时的间断性小雪天气。700hPa形势场分析：冷空气呈现减弱趋势，大湿区也逐渐减小，18时的700hPa零度线略有北退，昆明处于0℃～-2℃之间，偏西南风为主，降雪过程逐渐结束，后续有零星小雪（图1、4）。EC的形势预报表现最好：对冷空气势力的减弱程度预报接近实况，零度等温线位于昆明以南，昆明处于-2℃附近；GFS和T639对冷空气势力的预报偏弱，预计降雪结束得较早，两模式对零度等温线位置预报均位于昆明北部，其中T639的偏差最大，大湿区范围预报也较差。

总的来看，12月16日～17日昆明的这次降雪天气预报过程中，随着预报时效的增加，数值模式的预报能力也逐渐减弱，但EC和GFS模式的预报能力持续性较好，T639在降雪后期预报能力下降较快。EC模式对700hPa冷空气强度、位置以及切变线的预报，GFS模式对相对湿度的预报，有助预报员形成更接近实况的情景模型。对各家数值模式预报产品的挖掘，可以发现模式的优缺点，在灾害性天气过程中充分利用模式的预报能力。

4 结论与讨论

昆明长水机场2015年12月16日～17日的降雪天气过程是一次强冷空气南下扩散，暖湿空气在云南东部交汇形成的。通过对此次过程数值预报和实况对比分析，可以得出以下结论。

（1）EC对此次天气过程预报效果最好：尤其对冷空气强度和位置的预报；GFS对相对湿度的强度和大湿区范围预报较好，对冷空气强度的预报较差；T639在降雪前期的温度预报较好，但后期偏差较大；

（2）随着预报时效的增加，EC、GFS预报能力较稳定，T639预报偏差增加较快；

（3）此次过程中，EC温度和切变线的预报结合GFS相对湿度的预报将更接近实况；

（4）数值模式的预报场需要及时通过实况分析场进行对比分析和修订，从而找出各家模式对此次天气过程的预报能力，这次降雪过程中，以EC预报为主，取信GFS的相对湿度预报，取长补短，可以进一步提高对天气形势的把握，提高预报精度。

参考文献

[1] 段长春，段旭，段苏芩，等.近50年云南省降雪的气候变化特征[J].气象，2011，37（5）：599-606.

[2] 张腾飞，等.2000年以来云南4次强降雪过程的对比分析.应用气象学报，2007，18（01）：64-72.

[3] 张腾飞，等.一次低纬高原地区大到暴雪天气过程的诊断分析.高原气象，2006，25（4）：696-703.