5—6月云贵静止锋对遵义城镇精细化预报准确率的影响分析
2018-05-25李明元
李明元,杨 熠,唐 海
(贵州省遵义市气象局,贵州 遵义 563002)
1 引言
气象现代化预报业务指标中24 h晴雨预报准确率、温度预报准确率是一个硬性重要考核指标。云贵静止锋是影响贵州的一个主要天气系统,全年除7月没有外,基本全年均有,通常冬半年多于夏半年,因此其影响时,如何提高城镇精细化预报准确率就是贵州预报员必须面对的问题。据杜正静[1]研究,云贵静止锋全年出现概率43%,通常存在于冬半年11月—次年4月,受其影响时一般锋前天气晴朗,锋后阴雨绵绵。但是,当高、中、低层系统与静止锋形成一定的配合时,会产生暴雨[2-3]、凝冻[4-5]、倒春寒(春季低温阴雨)[6-7]、大雾[8-9]等天气。围绕云贵静止锋,大家对其认识[10-11]、结构特征、静止锋分型[1,12]等都作了一系列研究,但是静止锋天气影响下对城镇精细化预报准确率的研究还少有提及。本文利用2011—2015年5—6月有静止锋系统存在时的08时、20时地面天气实况图及其对应时段遵义各县站白天(夜晚)降雨量、最低(最高)温度实况资料,分析静止锋处于不同位置、呈现不同形状时对城镇精细化预报准确率的影响,以期在今后的城镇精细化预报分析中提供决策辅助思路,以便进一步提高城镇精细化预报准确率。
2 云贵静止锋的分型
云贵静止锋持续时间长短、形状、所处位置、发展决定于锋面前后气团的属性,如强弱、路径、干湿状况等[11],其一旦形成将很难锋消,一般很难用分析冷、暖锋等天气系统的方法分析锋生、发展、维持、消亡等阶段演变规律。贵州曾经将静止锋分为南部静止锋和中部静止锋[12],但是对于精细化预报分析来说比较粗略,杜正静[2]依据静止锋位置将静止锋分为4型,但是对于静止锋的位置变化跨度比较大,比如位于威宁至贵阳之间,而对精细化预报来说,位于威宁附近及云贵边界与位于贵州中西部、贵阳附近,对城镇精细化预报准确率影响会很大。本文将根据实际预报经验,依据静止锋形状、位置并结合杜正静分型方法,将静止锋按所处位置和呈现形状细分为三大类七小类,以便分析各种情况下,遵义城镇精细化预报准确率的变化情况。
Ⅰ型:静止锋呈西北—东南向,分为Ⅰ1型,Ⅰ2型,Ⅰ3型。Ⅰ1型主要位于昆明中东部,Ⅰ2型主要位于云贵边界,Ⅰ3型主要位于贵州中西部,也就是威宁与贵阳之间。
Ⅱ型:静止锋呈准南北向,并在贵州境内,分为Ⅱ1型,Ⅱ2型,Ⅱ3型。如果准南北竖向锋面进入云南中东部,遵义全市基本维持锋后多云天气,故将其统一归至Ⅰ1型。Ⅱ1型锋面位于云贵边界,Ⅱ2型锋面位于贵州中西部,基本在安顺附近摆动,Ⅱ3型锋面位于贵州中东部,即贵阳或贵阳以东,通常锋面较弱。
Ⅲ型(特殊):锋面的南北经向度进一步减弱, 基本呈准东西向,锋面较弱有时甚至不明显,锋后多为阴天,锋前常常受热低压影响而为多云天气。如锋面位于贵阳与遵义之间或压在遵义市中部,出现较少也容易被预报员忽略。
3 资料收集和分析方法的确定
3.1 静止锋天气个例的收集
通过普查2011—2015年5—6月的预报值班分析记录,在此基础上收集分析云贵静止锋影响时08时、20时地面天气图,并根据静止锋形状和位置统计云贵静止锋影响天气个例,共有个例242个,其中Ⅰ型222个,Ⅱ型10个,Ⅲ型10个。同时收集分析这242个个例对应时段的遵义各县站白天(夜晚)降雨量、最低(最高)温度实况数据。
3.2 预报区域划分
对遵义市城镇精细化预报考核站点按照所处地理位置,并以遵义城区为中心进行划分,西部区域:赤水(57609)、习水(57614)、桐梓(57606)、仁怀(57710);中部区域:遵义(57713)、播州(57717)、汇川(57712)、绥阳(57720);北部区域:正安(57625)、道真(57623)、务川(57634);东部区域:湄潭(57722)、凤冈(57723)、余庆(57729)。
3.3 晴雨和温度统计标准
若4个站次为一个区域,降雨站次>2个,为区域有雨;若3个站次为一个区域,降雨站次≥2个为区域有雨,以此来统计分析各区域晴雨预报准确率;根据遵义城镇精细化温度预报方法,首先依据850 hPa温度和各种模式2 m温度算出遵义(57 713)站的最低、最高温度,并将T713温度作为基准温度,用以下关联式来预报各区域温度,T北=T713+1 ℃,T中:T717=T712=T713-1 ℃,T720=T713,T东:T722=T723=T713,T729=T713+1 ℃,T西:T710=T713,T606=T713-1 ℃,T614=T713-2 ℃,T609=T713+2或者3 ℃,通过建立各区域温度与遵义站的对应关系,统计实况中满足这种关联的准确率,以便掌握静止锋影响时的温度预报策略。
4 静止锋出现频数分析
以08时地面天气图中静止锋锋面所处位置和形状对白天晴雨和最高温度的影响,20时地面天气图中静止锋锋面所处位置和形状对夜晚晴雨和最低温度的影响进行分析(以下同),同时记录个例数。通过对静止锋位置和形状个例出现次数分析,见表1分析可以看出,Ⅰ型静止锋的次数最多,占92%,也就是说静止锋常呈西北东南向形状。再将Ⅰ型静止锋进行细分,从图1可以发现,Ⅰ2型静止锋出现次数最多,其次是Ⅰ1型,Ⅰ3型出现次数最少,说明处于云贵边界时候最多,见图1。
表1 2011—2015年5—6月白天和夜间各型静止锋出现次数Tab.1 The total number of stationary fronts on May and June from 2011 to 2015
图1 Ⅰ型中各类在白天和夜间出现次数Fig.1 The number of different kinds in typeⅠ
5 静止锋降雨概率分析
5.1 Ⅰ型静止锋不同位置降雨概率分析
通过对Ⅰ型静止锋降雨概率进行分析,由表2分析可以看出,Ⅰ1型静止锋,白天西部降雨概率为51.4%,其余区域降雨概率不足50%,而夜间降雨概率达到了60%~75%;Ⅰ2型静止锋,白天中部和东部降雨概率超过50%,分别为56.5%和54.3%,西部、北部降雨概率不足50%,夜间各区域降雨概率均超过50%,且西部稍低为52.9%外,其余区域都在60%~70%的降雨概率;Ⅰ3型静止锋,白天和夜间各区域整体降水概率均没超过50%。因此Ⅰ型静止锋影响时,从降雨概率来讲,白天降雨应该充分考虑其所处位置,分区域考虑是否报雨,夜间尽可能报雨,以此提高城镇精细化预报准确率。
5.2 静止锋Ⅱ1型和Ⅲ型降雨概率分析
本次统计过程中,只统计到了Ⅱ1静止锋,即锋面处于云贵边界为准南北向,对于锋面处于贵州中西部、贵州中东部呈准南北向这次未统计到相应个例,说明在这个时段准南北向静止锋锋面位于以上区域相应很少或没有。对于Ⅱ1型静止锋在白天的降雨概率除北部显示为50%外,其余均低至25%;当为夜间时,除西部县市降雨概率低于20%外,其余均高于50%,东部最高为83.3%,具体见表3。
表2 Ⅰ型静止锋分布时各区域白天和夜间降雨概率统计Tab.2 Rainfall probability statistics of different regions in typeⅠ
表3 2011—2015年5—6月各区域Ⅱ型和Ⅲ型降雨概率统计Tab.3 Rainfall probability statistics of typeⅡ and typeⅢ on May and June from 2011 to 2015
当静止锋为Ⅲ型控制即锋面为准东西向并在贵阳遵义之间或压在遵义上空时,白天和夜间各区域降水概率在22.2%~33.3%之间,这也说明该型静止锋较干,降雨概率低。
6 受静止锋影响时遵义各地温度准确率统计分布情况
6.1 各型静止锋影响下温度预报准确性分析
利用已确定的温度预报关联性方法来计算各区域温度,由表4分析可以看出,中部关联性最好、正确率最高,然后依次为东部,北部和西部。从最高温度和最低温度分开来看,各区域最低温度满足这种关联性的概率均高于最高温度,并且都超过了88%,而最高温度关联性最好的是中部,最差的是西部。这说明,静止锋天气影响下,最低温度的预报受静止锋位置和形状影响比较小,但是最高温度受静止锋锋面影响较大。
表4 5—6月静止锋影响下温度准确率概率统计Tab.4 Probability statistics of temperature accuracy on May and June
6.2 Ⅰ型静止锋影响下温度预报准确性分析
通过对Ⅰ型静止锋处于不同位置的温度准确率进行分析,由表5可以看出,当静止锋呈Ⅰ1型或Ⅰ2型时,西部和北部的最高温度满足关联性的概率较低,在75%以下;当静止锋呈Ⅰ3型分布时,北部和东部的最高温度满足关联性的概率较低,在80%以下。那么,在实际工作中遇到不同类型的静止锋分布时,最高温度预报就可以参考以上各区域的概率统计来做适当调整,距离锋面较近的区域温度预报用常规方法准确率不高,应更多参考集合优选。
表5 5—6月各区域Ⅰ型静止锋影响下温度准确率概率统计Tab.5 Probability statistics of temperature accuracy in typeⅠ
6.3 Ⅱ1型和Ⅲ型静止锋影响下温度预报准确性分析
Ⅱ1型和Ⅲ型静止锋个例较少,分析可能不具有代表性,但对其温度准确率分析,由表6可知,最高温度关联性西部较差,但如果将西部区域与T713温度的关系调整为:T西:T710=T713+1 ℃,T606=T713,T614=T606-0.5 ℃,T609=T606+4 ℃,再计算最高温度,其准确率即可上升至88.5%。
表6 5—6月静止锋Ⅱ型和Ⅲ型影响下温度准确率概率统计Tab.6 Probability statistics of temperature accuracy in typeⅡ and typeⅢon May and June
7 小结
①5—6月静止锋呈西北东南向最多,夜间降雨概率比白天降雨概率大,静止锋对最低温度的影响比较小,对最高温度的影响比较明显,因此最高温度的预报需要分区域考虑。
②对于Ⅰ型静止锋影响时,白天应充分考虑锋面所处位置,分区考虑是否报雨。
③当静止锋为准南北向的Ⅱ1型和东西向的Ⅲ型时,白天降雨概率均比较低。
④当静止锋为Ⅲ型时,遵义原温度预报方法对于西部区域最高温度的预报基本失效,通过调整预报思路,最高温度准确率即可上升至88.5%。
参考文献
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