数值指导产品对大型和阵型降水预报指导能力对比分析

郭俊文++尚军林++郭俊瑞

摘 要：本文选取通渭2次典型过程为代表对比分析了指导产品在定西市大型过程性降水和局地强对流灾害性天气的预报指导能力。分析表明，精细化预报对大型降水过程的预报能力要强于短时强对流天气；NCEP中尺度环境分析CAPE指数对强对流天气的预报具有很好的指示意义；综合时序图对过程性降水预报参考价值高，T639综合时序图对对流天气预报具有一定的参考价值；NCEP中尺度环境条件场预报分析产品对对流型、过程性降水天气的预报都较好。

关键词：数值指导；产品；降水预报；对比分析

中图分类号：P459 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170933201

引言

随着天气预报技术支撑能力的不断加强，基于数值模式的预报服务产品日趋丰富，产品体系不断完善，逐步向定量化、精细化发展。近年来中国气象局西北区域气象中心业务产品网不断引进并自主研发越来越多的数值模式预报指导产品，为各地决策气象、公众气象和专业气象服务提供了有力技术支撑和保障。定西地处西北地区东部，年降水量小，但暴雨强度大，冰雹灾害频繁，加上本地特有地质地貌条件，极易引发山洪、泥石流等，造成房屋倒塌、公路冲毁、山体滑坡等灾害，给当地居民带来巨大经济损失。本文选取定西市2015年5月30日强对流、7月8日区域性暴雨天气过程作为典型灾害性天气代表进行分析。

1 灾情实况

5月30日8：00—31日8：00受对流性天气过程影响，定西出现阵雨和雷阵雨，局地中-大雨。最大降水陇西-郑家川村25.3mm。30日19：20—19：35通渭新景乡、榜罗镇22个行政村及陇川乡和陇山乡个别村遭受风雹灾害侵袭，农作物受灾5721hm2，成灾3895hm2，绝收1559hm2，1066户3198间房屋部分瓦片损坏，受灾农作物为玉米、扁豆、豌豆、胡麻、小麦等，林果业受灾816hm2，主要为苹果树，直接经济损失5984万元。

受副高边坡暖湿气流和北方冷空气共同影响，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。区域站198站出现降水，185站降水>10mm，158站降水>25mm，15站>50mm，最大降水通渭-义岗文化68.9mm。通渭多乡镇出现洪涝灾害，造成李家店乡3个村、11个村民小组、432户、1892人受灾；农作物受灾18hm2，受灾农作物倒伏严重，主要为玉米、胡麻、马铃薯等，冲毁1个水塘及多处路段，直接经济损失24.73万元。

2 环流形势分析

5月30日8：00500hPa上，东亚大陆表现为西高东低型，高层切变线位于甘陕交界到川渝一带，甘肃省位于槽后脊前，受西北气流影响，甘肃河东西北风强盛，有弱冷空气发展，此次过程为典型西北气流型冰雹天气过程。7月8日20：00500hPa上，欧亚大陆1槽1脊，乌拉尔山到贝加尔湖为宽广槽区，蒙古-河套一带槽区分裂冷空气南压，槽底位于甘肃河东，副高584线北抬位置与槽区基本重合，水汽辐合明显。此过程属典型低槽切变型大型暴雨降水过程。

图1 2015年5月30日8：00（a）、7月08日20：00（b）500 hPa天气形势

3 各类指导产品预报情况对比分析

3.1 精细化指导预报产品

分析通渭站5月29日20：00和7月8日20：00模式精细化预报产品。5月30日强对流天气过程，仅CMA预报了小量级降水，其他模式均未预报降水。7月8日夜间过程降水，各家模式均有反映，但量级都偏小，其中CMA预报中雨量级，最接近实况。对比分析表明，数值模式精细化预报对大型降水过程的预报能力要强于短时强对流天气，CMA降水预报参考性更好。

3.2 NCEP中尺度环境分析场

3.2.1 NCEP水汽条件q700

从NCEP中尺度环境分析场的比湿场预报可以看出（图2），在2次过程主要降水阶段比湿场从陇南到陇中都达到8～12g/kg。5月29日20：00起报30日17：00—20：00比湿场上，在强对流天气中，700 hPa甘肃陇南到陇中呈南北向湿舌，湿舌北边缘达到黄河一线。而7月8日夜间过程性降水则表现为西南-东北向6～12g/kg高湿区。上述区别正好与大降水过程需要强的水汽输送相吻合，而对流性天气发生发展中不稳定能量积累占主导地位。因此，不论对流性天气还是大型过程性降水，NCEP中尺度环境分析700hPa比湿场都有明显反映。

3.2.2 NCEP不稳定条件CAPE

5月29日20：00起报30日17：00—20：00NCEP中尺度条件环境场分析CAPE指数，30日17：00—20：00甘肃平凉、天水、定西东部为高能量闭合区，中心强度达到500J/kg，层结极不稳定；但高能区范围小，尺度不到100km，有利于不稳定能量累计，因此导致河东大范围雹灾。7月7日20：00起报8日23：00—9日2：00，甘肃省CAPE值都在100 J/kg以下，但分布极为均匀。对比可知NCEP中尺度条件环境场分析CAPE指数小范围大值中心对强对流天气预报具有很好的指示意义（图3）。

图3 NCEP中尺度条件环境场分析_CAPE指数

3.3 综合时序图

3.3.1 EC细网格综合时序

分析5月29日20：00和7月7日20：00起报的通渭站EC细网格综合时序图（图略）可知，EC细网格预报通渭在30日为下沉气流，湿度较小，表现为辐散特性，没有可降水反映，有明显降水形势。7月8日白天有持续上升气流，8日夜间—9日辐合中心与高湿中心重合，对于8日夜间暴雨降水预报具有很大参考价值。说明EC细网格综合时序图对过程性降水可预报性优于短时对流型天气过程。

3.3.2 T639综合时序图

5月28日20：00起报的通渭站T639综合时序图（图略），30日下午通渭低层为上升气流，600hPa以上为下沉气流，午后低层温度持续上升，湿度很小，无明显散合特征，低层增温和上升配合高层冷空气下压，导致30日傍晚出现强对流冰雹天气。7月7日20：00起报的通渭站T639综合时序显示，8日夜间通渭站整层上升气流和200hPa以上高湿区，整层明显辐合，强中心位于400～500hPa，辐合中心、湿度中心与上升吻合，对于8日夜间暴雨降水预报明显。对比可看出，T639综合时序图分析对过程性降水和对流天气有一定指示意义，对过程性降水预报效果显著。

3.4 中尺度天气分析

分析5月29日20：00—30日20：00NCEP中尺度环境条件场预报显示，30日20：00水汽条件上青海西南部、甘肃河东南部、陕西东部700hPa比湿?6g/kg，陇南、天水、陕南PW?20mm；层结条件上青海西南部、甘肃河东大部CAPE值较大；抬升条件上500hPa青海西部有低涡发展，700hPa定西-甘南有切变。综合分析表明，定西偏东极有利于强对流天气发展。7月7日20：00预报9日2：00NCEP中尺度环境条件场分析表明，9日2：00甘肃河东地区湿度较大，能量较小，500hPa河西东部有低槽，700hPa白银-定西-甘南一带有切变线，这种环境配置有利于定西大降水的产生，系统前局部地方有激发对流性天气产生的可能。可见NCEP中尺度环境条件场预报分析对对流型、过程性降水天气的预报都有较好的指导意义。

4 结语

数值模式精细化预报对大型降水过程预报能力强于短时强对流天气，CMA对各类降水预报参考性更好。

NCEP中尺度环境分析700hPa比湿场对对流性天气和大型过程性降水预报都有明显指导作用；CAPE指数对强对流天气预报有好的指示意义。

EC细网格综合时序图对过程性降水预报参考价值高，不能准确预报对流性天气；T639综合时序图对过程性降水和对流天气都有指示意义，对过程性降水预报效果更显著。

NCEP中尺度环境条件场预报分析产品对对流型、过程性降水天气预报都有较好指导作用。

作者简介：郭俊文（1970-），女，甘肃会宁人，本科，工程师，从事天气预报预测与研究工作。endprint