数值预报产品在气象预报中的应用

李帮英

摘 要：随着我国计算机技术的发展，气象观测能力与气象预报模式不断完善，数值预报在航空气象预报的优势日益凸显出来。基于以上认识，本文通过分析数值预报格点资料类别，在雷暴对流产生原因的判断及预报、飞机积冰产生原因的判断及预报、飞机颠簸预报、航天预报中WAFS产品的应用等方面对数值预报格点资料在气象预报中的应用进行探讨，以供参考。

关键词：数值预报产品；气象预报；数值预报格点资料

中图分类号：S165 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180233215

现代数值预报是通过气象相关信息的采集、监测、模式输出等相应流程后，制出一定天气要素的预报方式。数值预报产品在气象预报中的应用的探究，对提高雷暴、积冰等气象预报的正确性，提高气象服务水平，保障航空客户的生命财产安全有重要意义。

1 数值预报格点资料类别

飞机飞行的特定要求决定了航空天气预报的重点，一般来说，航空预报包括：飞机颠簸情况、雷暴对流、飞机积冰、云高、能见度等内容。在过去的几十年，我国航空天气预报主要通过气象图和传真机的内容来实现气象中心发布内容的接收。但气象预报人员虽然得到信息，但只能靠猜测来得到气象状况发生的时间、物理量和地点的变化。现阶段，通信技术日益发展，计算机成本降低使得预报人员可以使用更多的数值预报相关产品。我国现在广播WAFS数值预报NWP格点资料，包括间隔为6h，预报时间6～36h，100～700共7个层次风场U、V分量和温度的亚洲格点场产品。此外，格点资料有400～900hpa垂速度与相对湿度的类型，200～900hpa的高度场类型等。

2 数值预报格点资料在气象预报中的应用

2.1 对雷暴对流产生原因的判断及预报

NWP系统参数不是固定的，比如：如果預报时间段为10h的WAFS预报资料，预测人员可以将水汽运动散度在800hpa情况时的数据计算出来，然后在一张较为详尽的地形图纸上进行叠加。工作人员在运算水汽运动速率时，由于底层水汽的集聚对雷暴有影响，可用对水汽通量辐合进行计算的办法来预测。当850hpa上升到250hpa时，工作人员通过计算上升气块同环境温度的差异，可以计算出此层次的气块受到浮力的大小，此浮力数值表示气块在从850～250hpa之间可能出现的气象问题，在估测雷暴的高度和强度方面有重要的价值。上文提到的水汽通量序列图可以对不用时间点的底层水汽辐合对流发展方向进行预测。此预报产品针对对流构造进行预报的的指标有以下2个：对低层温度场，水汽场每天变化的影响，证明白天对流稳定度低；海陆加热不均匀，以及由于地形原因产生海陆风和低层水汽通量辐合的综合影响。此外，气块浮力要素对低层温度、水汽多少和对流层顶部构造的变化也有影响，工作人员在判断雷暴发展高度时，可以通过气块受到零浮力处的位置和气块穿过对流层所受阻力的变化进行判断。

2.2 对飞机积冰产生原因的判断及预报

飞机的积冰问题对飞机安全行驶有重要影响，在我国的晚秋初冬和冬末早春时节，经常发生飞机积冰现象。飞机发生积冰，会大大影响其功能使用和性能变化：如小型飞机过度增重承载超限或飞机升力减弱等。飞机在-14～0℃的区域遇到有一定规模的冷水滴时，容易发生积冰，在-5～-9℃的区域积冰最为严重。通过WAFS的格点预报信息，工作人员可以在分析相对湿度后。预测飞机积冰的指数，其公式如下：积冰指数=（（RH-50）×2）×（T×（T+14/-49））数值RH代表相对湿度，T则表示环境温度，飞机的积冰指数表飞机积冰可能在什么地方出现。为使得飞机积冰出现位置、高度等参数更加明确，工作人员通过在每条航线上设置积冰预报产品，然后分析航线剖图，对显示的积冰情况进行预算。

2.3 对飞机颠簸的预报

飞机颠簸，指飞机发生振颤、摇晃等现象，使得飞机驾驶员对飞机的操控困难。飞机颠簸的严重程度与遇到乱流的大小，本身飞行的时速和飞机的体积有关。此外，气层的风切变大时，会出现气层的垂直反转情况，当飞机通过急流时，且飞机垂直风切变大，会造成飞机颠簸。NWP系统对区域气象变化的呈现并不确切，只能通过对区域气象平均值进行预报。

2.4 航天预报中WAFS产品的应用

现阶段，我国航天预报WAFS数值产品在温度和高空风的预告方面应用最广。WAFS数值产品垂直分层较为丰富，将温度和高空风的预告图包含其中，可以在全球范围内进行应用。航空公司根据自身需求，可随意制定多个区域的高空风、温度气象、以及对流顶层的预报图，WAFS数值产品资料还可以根据自身需要制作速度、降水场，垂直速度等方面的预报图。此外，工作人员通过温度和高空风的预告场数据分析，能够制作航线分析图。

3 结语

工作人员通过运用数值预报产品对水汽通量辐合进行计算，可预测雷暴对流产生的强度与高度；使用WAFS的格点预报信息，可以分析飞机积冰的位置和高度；WAFS数值产品同时可以准确进行温度和高空风的预告。通过分析可得，数值预报产品在气象预报中的应用的探究，对提高雷暴、积冰等气象预报的正确性，提高气象服务水平，保障航空客户的生命财产安全有重要意义。因此，气象部门应在以上方面，实现对数值预报产品的使用。