变化环境下气象水文预报研究进展

杨阳 刘敏 武警山西省总队

气象水文预报指的是将气象条件和水文特征进行结合，从而对一定流域内的未来降水的水位、流量、落时、落区还有洪水产生趋势等预报。其在防洪降灾的整个体系中具有非常重要的作用。随着水文预报中的有效预见期的延长，其预报的准确度就越高，因此，所能发挥的价值就变得越大。通过对降水数据的多重整合以及建立起水文预报的模型等手段，可以从实际上真实反映区域内的气象水文情况。

一、变化环境下气象水文预报的技术研究

（一）降水监测及估算方法

定量降水的估测是气象天文预报的一项重要内容，实现监测及估算的方法主要有三种，第一种是实况插值方法，这种方法是在对掌握有限雨量站的监测数据后，从而展开预报工作[1]。此外，还因为插值理论的不同其还可细分出多种方法，其中应用范围比较全面的是泰森多边形法还有算术平均法。第二种是回归分析法，这种方法是针对造成降水分布变化的因子进行选择，分析这些因子与降水量之间存在的关系，应用统计学原理进行计算，从而获得具体的降水量分布函数。第三种是遥感方法，这种方法主要是应用具备测雨功能的卫星、雷达等遥感技术估算降水量。不过实况插值方法和回归分析方法很容易受到观测站位置、空间代表、密度等诸多因素作用而在使用上产生了较大的限制。遥感方法对于估算降水量具有高质量的时空分辨率，从而已成为目前气象水文预报中降水估算研究的关注重点。

（二）短时定量降水预报

现阶段在12小时以内的气象水文预报业务，采用的是数值模式进行是定量降水预报，不过这个因为产生了预报模式起转的问题从而与实际预测的情况有所差异，因而在短时定量降水预报上还是更倾向于临近预报技术和数值预报技术两者之间的融合发展。具体细分，0-2小时内的定量降水预报主要应用以雷达数据作为支撑的雷暴识别追踪还有外推预报。3-6小时内的定量降水预报则是运用卫星雷达还有自动站等高时空监测技术来实现。

（三）中短期和延伸期降水预报

中短期的定量降水预报还是在应用数值模式的基础上来实行的，如果预见期在24-48小时之内，需要融合天气学知识技术进行降水预报，如果预见期持续延长，那么对于数值天气预报的依赖性还要更强。我国目前的数值预报研究与发达国家的成果还是存在着一些差距的，不过随着中国的QPF预报技术和空间分辨率的提升，将促进气象水文预报服务获得更高质量的发展空间。

延伸期降水预报主要借助于大数据、动力模式还有经典统计来推进延伸期降水预报工作的开展。当前，延伸期降水预报逐渐扩大预报的范围，从开始阶段的降水趋势预报发展到了对降水过程以及逐日雨量的预报。

（四）洪水预报技术应用

洪水预报同样是气象水文的重要部分，是我们进行防洪救灾的一项重要的措施。随着时间发展和技术的改造升级，特别是九十年代以来，收获的技术成果非常丰硕。洪水预报的方式主要以经验模型、集总概念模型还有分布式水文模型，随着未来的发展，洪水预报技术将会在传统方法的实践经验和以下垫面地理信息的分布式水文模型相融合、水文学知识与水力学知识相融合以及气象水文预报耦合的基础上向前发展。

（五）气象水文耦合技术应用

天气预报的模式应用预报结果受到了基于数值的天气预报模式还有流域内水文模型在时空分辨率上的差异影响[2]，因而受到了较大的制约作用，从而催生了全面系统地展开基于数值天气的模式和流域水文模型的尺度进行匹配的方法实践，运用动力释用还有资料同化等方法缩小两者之间的差异，实现气象水文耦合技术的高效发展。

二、变化环境下气象水文预报的研究展望

（一）建立以新技术为核心的共享体系

经济社会的不断发展，信息技术应用范围越来越广泛，云计算和大数据的有效整合，可以实现以政府作为主导建立起信息交流的中心平台，将相关行业的理论技术进行共享，此外，还能将不同区域内的所监测到的信息数据，包括实时的气象状况、水文状况等，与航运、电力等行业数据进行结合从而达成信息交流的目标。

（二）加强气象水文耦合技术研究

加强气象水文耦合技术研究，从而实现提高气象水文预报的准确度还有延长洪水监测的预见期。通过对水文气象核心技术的研究，综合利用多项技术，结合数值模式还有集合预报的最新应用情况，促进监测外推、数值预报还有人工订正三者之间的深度融合，进一步研发可实时发布水文预报的分布式以及概念性的水文模型。

此外，还要建立起智能化的旱涝灾害的监测预警以及辅助雨水资源应用决策的平台，推进相关业务部门进行结合，挖掘行业内各种监测数据实现共享交流，从而提供高质量的气象水文预报服务。

三、结束语

随着现代化进程的不断推进，信息技术的高速发展，我国在变化环境下应用气象水文预报技术将会越来越成熟。不过总的来看。现阶段在预报降水和落地的精确程度以及时空分辨率上还有较大的发展空间，在水文模型的建构上也需要进行改进，并且深入分析其不确定性。此外，还要持续推进降低水文预报的误差，增强其可靠性。