T639数值预报产品在克孜勒苏自治州一次大降水过程中的检验

王江华 陈天宇

摘 要：利用在国家气象中心业务运行的T639模式，对2013年6月16—18日克州地区出现的一次大降水天气进行预报检验，结果表明：T63924h高度场形势预报准确率较高，能较好地预报欧亚中高纬环流的演变特征，T639 海平面气压场24～72h预报场较实况场强度偏弱，位置偏北，但移速与实况场基本一致，范围要偏小。从T639降水模式预报检验来看，其较实况场略偏弱，但对此次大降水过程中，降水主要集中时段、降水落区预报有较好的参考价值。T639物理量场中的比湿、水汽通量、温度露点差等预报因子对此次大降水预报也有较好的指示意义。

关键词：T639模式；克州；大降水；预报检验

中图分类号：S165 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180333203

前言

T639模式是TL639L60全球谱模式的简称，是国家气象中心在T213L31全球谱模式的基础上升级发展而来的。T639模式投入业务运行以来，很多学者对其预报产品的性能检验做了大量的研究。马星芬等[1]对阳泉一次冰雹天气进行了预报检验，得出T639系统，特别是3h的物理量场预报对短时、临近预报有一定的预报能力；周惠等[2]用T639模式对2008年长江流域重大灾害性降水天气过程预报性能进行了检验分析，总结出T639模式对一般性降水雨区范围、位置及移动趋势都有较正确的预报，对主要影响系统如高原槽等有较准确的刻画，对物理量场预报检验中对水汽条件预报效果较好，对反应暴雨动力结构的物理量模式预报性能稍差；李睿、廖胜石、郑婧等[3-5]用T639模式分别对成都、广西及江西地区的大降水天气做了预报检验，得出了T639模式预报适合于本地的一些有利指标，并对其进行了检验评估及订正，在新疆，赵俊荣等[6]分析了T213数值预报产品对新疆天山北坡带中部大降水的解释检验，得出了T213 48h高度、湿度、θse指数等预报量对石河子垦区大降水天气物理意义明确，相关程度在79%以上。近几年来，新疆的许多学者，如隆霄[7]用WRF模式模拟了新疆北部强暴雪天气过程，张俊兰[8-10]、张超、马超等分别用ec细网格资料，对新疆北部地区暴雪和温度的预报进行了检验分析，得出了一些有益的经验，对指导日常的天气预报提供了很好的依据。

本文在前人分析基础上，利用T639数值预报产品，对2013年6月中旬克州地区出现的一次大降水天气过程进行了检验，分析了T639模式预报产品对克州此次大降水天气的预报能力问题，得出了对本地大降水有指示意义的一些物理量及指标，为该模式在克州地区大降水天气中的预报、解释应用、及检验积累一些经验，从而提高预报员对大降水天气的预报能力。

1 天气过程实况

《新疆降水量级标准（修订版）》（新气发[2004]45号）中规定：24h降雨量达6.1～12.0 mm为中雨，12.1～24.0mm为大雨，18.1～36.0mm为大到暴雨，24.1～48.0mm为暴雨。6月15日夜间到18日，克州地区普遍出现了中雨，山区部分区域自动站降水量达大到暴雨，此次天气过程中各地气温下降了6～8℃。强降雨时段主要集中在15日夜间到16日白天，落区在阿克陶、乌恰及阿合奇。全州共有9个站点出现暴雨，其中16日阿克陶县本站3h降水量达29.9mm，各站降水量见表1。

2 分析结果

2.1 天气形势场

2.1.1 高度场形势

在T639 500hPa高度場形势预报图上，6月15日20：00欧亚中、高纬度为两槽一脊型，北欧—西西伯利亚及贝加尔湖以东为低压槽控制，乌拉尔山附近为高压脊区，与实况高度场相比，槽、脊主体位置较一致。24h预报场槽脊的主体位置与实况场较吻合，只是西西伯利亚低压槽在东移过程中，底部分裂的短波位置较实况场略有偏差，预报场比实况场偏南5个纬距；48 h预报场槽的位置略偏慢于实况场，且强度较实况场明显偏强，槽底分裂的短波槽位置较实况仍偏南5个纬距；72h T639预报场槽的位置略偏慢于实况场，而脊的位置略偏快。整体来看，T639 24h高度场形势预报准确率较高，能较好地刻画欧亚中、高纬环流形势的变化，48h高度场形势预报偏差比24 h要大，说明随着预报时次的延长，高度场预报准确率会有所下降。

图1 高度场实况与t639高度场预报：（a）（b）（c）（d）

2.1.2 地面形势场预报检验

15日20：00T639地面形势场24h预报图上，1020hPa的地面冷高压中心位于西西伯利亚，南疆盆地受低压控制，与实况场相比较，冷高压中心强度偏弱（实况场强度为1022.5hPa）、位置与实况场基本一致，，预报场底部锋区较实况场偏弱，5个经距内只有4根等压线，（实况场5个经距内有7根等压线）；48h预报场地面冷高压中心为1016hPa，较实况场偏弱（实况场强度为1017.5hPa），且实况场上西西伯利亚的冷高压快速东移略减弱南压，其锋区前沿已到达帕米尔高原至西天山一带，而预报场冷高压则减弱直接快速东移控制北疆偏西地区，对克州地区影响较弱；72h预报场冷高压继续减弱、北移，影响克州地区范围内只有1根等压线控制，而实况场冷高压略减弱东移，其底部锋区仍较强，并分裂部分冷空气翻山进入克州地区。总体来看，T639海平面气压场24～72h预报看，预报场冷高压中心强度较实况场总体偏弱，移速基本一致，位置偏北，范围要偏小。

图2 地面气压场实况与t639地面气压场预报：（a）（b）（c）（d）

2.1.3 850hPa风场预报检验

15日20：00，24hT639预报场上，南疆盆地东部至克州地区有一支偏东急流存在，最大风速为16m/s，较实况偏强（实况6～8m/s），预报场在盆地偏东和偏南一带预报有风向辐合区，而实况则是南疆西部喀什至阿克苏一带有切变存在；48h的T639预报场较实况也略偏强；72h则预报场较实况场偏弱，实况场克州地区至盆地东部仍维持有4～10m/s的偏东气流，预报场上克州地区已无明显偏东风存在。总体来看， 850hpa风场上，T63924～48h预报场较实况场偏强，对偏东急流出现的时间，预报场与实况场较一致，但结束时间预报场较实况场偏早。

2.1.4 降水场预报检验

15日20：00，T63924h降水等值线模式预报较实况明显偏小，模式预报克州地区有5～10mm降水，而实况测站降水量在20～29.9mm，区域自动站降水量在10～39.1mm，4个区域自动站降水达暴雨量级，但T63924 h预报场对此次降水落区预报较好，与实况基本一致，降水大值中心出现在山区乌恰、阿克陶及西、北、及南部山区；48h预报场较实况也偏弱，预报场对克州地区测站阿图什预报有1mm的增量，山区（乌恰、阿合奇）有2～6mm的增量，阿克陶有6mm的增量，而实况克州地区测站降水量在（2.4～9.0mm），且预报场对降水落区预报较24h范围扩大，降水中心东移，降水大值区在阿合奇、阿图什一带，实况则只出现在阿合奇及其部分山区；72h预报场上，阿图什、阿合奇有2～12mm的增量，实况则是阿图什、阿合奇及其部分区域自动站普遍出现了微到小量的降水，其中部分地区降水为中到大雨，局部达暴雨，预报场上，降水落区范围明显减小，降水落区中心仍在阿图什、阿合奇一带（与实况基本一致）。综上可以看出，T639降水模式对此次降水落区预报有一定的参考价值，但预报的降水量级比实况偏弱。

2.2 物理量场检验分析

2.2.1 比湿

在暴雨发生期间，15日20：00—16日20：00，有一条从西南面喀布尔、阿拉伯海一带东移至克州地区的强水汽输送带，位于700hPa和850hPa，最大中心为6.0～8.0×10-2g.kg-1，

500hPa上则表现不明显，为2×10-2g.kg-1，说明暴雨区上空气团自身携带的水汽较充足，为暴雨的形成提供了第一水汽条件。从T639 24～48 h预报场上可以看出，500hPa、700hPa的比湿与实况基本一致，但850hPa上预报较实况则略偏强，范围偏大，最大大值中心达10×10-2g.kg-1，中心位于克州地区偏北、偏南一带。

2.2.2 水汽通量

在暴雨发生期间，16日20：00，500hPa、700hPa图上，克州地区附近有2g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽通量中心存在，位置偏南，在东面和西南面也有2个大值水汽通量中心存在，这样从2支水汽通道输送的水汽汇合到南疆盆地西部，为暴雨形成提供了源源不断的水汽输送，是暴雨形成的又一水汽条件，850hPa图上，水汽通量大值中心位于南疆盆地偏南一带，最大值为10g·cm-1·hPa-1·s-1，克州地区的比湿为6g·cm-1·hPa-1·s-1，17日20：00，克州地区的比湿维持在4～2g.cm-1·hPa-1·s-1，但范围有所减小，强度逐渐减弱。从T639 24～48h预报场看，预报与实况基本吻合，强度、位置基本一致，范围略偏小。

2.2.3 温度露点差

在暴雨发生期间，16日20：00，克州地区处于温度露点差<4℃的饱和湿区内，且500hPa、700hPa上最为明显，近地层850hPa图上则略有减湿，17日20：00，湿区明显减小，范围变窄，东移，这与此次大降水的开始、结束时间较一致。从T639 24～48h预报场看，预报与实况基本吻合，预报场较实况位置略偏东。

2.2.4 散度场

在暴雨发生期间，15日20：00—16日20：00850hPa图上，克州地区处于明显辐合区，有2个中心在偏西、偏南一带，中心值为-24×10-6s-1、-48×10-6s-1，15日23：00，处于偏南一带的辐合中心进一步增强，最大值达-72×10-6s-1，最大辐合区位置与暴雨区位置基本一致。从T639 24～48h预报场看，预报场较实况偏弱，位置略偏东。

2.2.5 k指数和△θse

在暴雨发生期间，分析15日20：00—16日20：00k指数和△θse场（500～850hPa）实况图，可以看出克州地区范围内的k指数较大，最大中心值为32℃，且k指数大值区从偏南向偏西移动，范围由大逐渐缩小；在△θse场有52℃的高能舌控制克州地区，并由南向北伸展，从高层到低层逐渐减弱，并且范围减小，850hPa图上θse随高度减小迅速，有利于中低层的对流发展，有利于暴雨的产生及持续。从T639对应的24～48h预报场看，k指数和△θse预报场均较实况略偏弱，范围偏小，位置偏东。

3 小结和讨论

通过以上分析，可以看出T639模式对克州地区的大降水预报有一定的参考价值，从高度场、地面场都有较好的指导意义，且高度场强度较实况偏强，地面场较实况总体偏弱，位置、范围要偏小。尤其是24h预报准确率较高，随着时间推移，预报时效有所下降。

从T639低层850hPa风场预报来看，预报较实况偏强，但与偏东急流建立时间较一致，结束时间偏早。

从T639降水模式预报来看，降水量级较实况略偏弱，落区、范围偏大，但降水模式预报克州地区降水出现主要时段和实况基本一致，T639降水模式对克州地区过程累计降水量预报较好。

从T639物理量场因子来看，比湿、温度露点差、水汽通量、低空偏东急流、k指数等预报因子对此次大降水的起止时间、落区、强度有一定的指示意义。

参考文献

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作者简介：王江华（1978-），女，河南灵宝人，本科，工程师，主要从事短期预报预测工作。