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盘锦春季弱降水个例分析及预报指标

2021-01-18迟春艳杨文艳裴心媛孙铭谦

农业灾害研究 2021年2期

迟春艳 杨文艳 裴心媛 孙铭谦

摘要 本文选取盘锦地区2013-2018年这5年春季(3-5月)85次弱降水天气过程,通过多个例天气形势、物理量要素的综合对比分析方法,对上述弱降水过程进行统计分析,结果表明:(1)在漏报的26次过程中降水量不足1mm有21次,≥3mm的5次。区域性降水漏报4次,局地降水漏报22次。空报12次中两站同时出现空报6次。(2)根据500hPa高空影响系统的不同弱降水过程分为:高空冷涡型、高空槽型和其他型。按照地面天气系统弱降水过程可以分为以下两种类型:冷锋型和倒槽型。(3)弱降水预报指标是对流层中低层水汽。925、850和700hPa相对湿度》80%,或相邻两层相对湿度》90%。二是判别925、850和700hPa是否存在上升运动,以垂直速度值的正负号来诊断上升和下沉运动。三层都表现为上升运动时更有利降水出现。(4)分析预报员出现空漏报的主要原因,缺乏弱降水预报订正经验。对近地面层出现弱锋面过境不够重视以及对低层水汽条件的误判。空报过程数值模式都预报有降水,而水汽的预报偏差较大是空报的主要原因。

关键词 弱降水夭气过程;空报;漏报;弱降水预报指标

在天气预报业务工作中,弱降水过程由于天气系统较弱或表征降水的物理量较弱,且系统持续时间较短,主客观预报都很难准确把握,空报、漏报时有发生,严重影响降水预报质量和气象服务质量。弱降水天气过程没有统一的界定标准,本文中指日降水量《5mm降水过程。通过对弱降水天气过程个例统计研究,从天气学角度分析总结出天气概念模型,建立盘锦地区弱降水天气过程预报指标,有助于提高预报员对这类天气的分析和预报能力,提高预报准确率。

1资料来源和方法

选取盘锦地区2014-2018年春季出現的弱降水(24h≤5mm)天气过程85个个例,对每天16时制作的24小时城镇天气预报进行评定,建立弱降水天气过程失误个例数据库。

分析方法为多个例天气形势、物理量要素的综合对比分析和天气学方法。将弱降水环流形势天气学分型,以及总结出的典型天气过程进行分析,寻找不同天气系统影响降水发生的主要因素,建立弱降水天气过程预报指标。

2结果分析

2.1弱降水过程预报检验结果

在85次弱降水天气过程中,预报员出现空报12次、漏报26次、正确47次。在漏报的26次过程中降水量不足1mm有21次,≥3mm的5次。区域性降水漏报4次,局地降水漏报盘山站17次,大洼站5次。空报12次中两站同时出现空报6次,预报结果不理想。

2.2空漏报类型及天气形势

选用2013-2018年micapsI高空及地面填图资料以及ec数值模式预报资料。对产生降水的天气系统进行天气学分型。

按照500hPa高空影响系统的不同分为:高空槽型、高空冷涡型和其他型。具体天气型为:(1)高空冷涡型。在500hPa天气图上至少能分析出1条闭合等高线,并有冷槽配合。在内蒙古东部、东北地区中北部有高空冷涡。低涡中心值在516~556hPa。盘锦市位于冷涡底部或前部,在534~574hPa。中低层850hPa有切变线相配合。此类型为盘锦弱降水出现漏报最多的高空天气类型。(2)高空槽型。在500hPa高空槽一般在35°~50°N,100°~120°E,盘锦一般位于槽前弱高压脊下,850hPa有时出现偏南急流。此类型为弱降水出现最多的高空天气类型(图1)。(3其他型。在500hPa高空环流较平直为偏北风。850hPa为西北风或偏北风,有时存在切变线。

按照地面天气系统弱降水过程可以分为以下两种类型:(1)冷锋型(33次),典型特点就是冷锋过境。蒙古高原有冷高压,高压前部为冷锋,地面冷锋逐渐东移南压,有时有地面气旋配合,但中高层天气系统过境较快,有时天气系统具有前倾结构,700hPa以上以西偏北气流为主;(2)倒槽型(19次),通常在倒槽建立以前850hPa及其以下有暖脊或暖平流东移发展,低层有切变线配,地面倒槽从而得到发展,盘锦地区地面为高压底部偏东风或偏南风控制(图2)。

2.3弱降水预报指标

弱降水过程由于天气系统强度较弱或表征降水的物理量较弱,预报难度比较大,通过对各物理量对比分析,找到有两类弱降水预报指标。

(1)垂直速度。以925、850和700hPa分别代表大气边界层、对流层中下层和对流层中层。弱降水过程三层垂直速度分析结果弱降水过程垂直速度较小,以垂直速度值的正负号来诊断分析上升和下沉运动。结果表明当层都表现为上升运动时都出现了弱降水,因此,较为深厚的上升运动更有利于降水的出现,可以作为弱降水预报指标。

(2)水汽条件。水汽源地的分析表明,在降水出现之前925hPa露点温度均有上升的趋势,水汽主要是通过偏东风或东南风或偏南风从渤海、黄海或者上游相对高湿区输送而来。对于高空冷涡天气产生的降水,850hPa都有暖平流,中高层湿度是一个重要的预报指标。倒槽产生的降水,由于南来系统影响往往带来丰沛的水汽,低层的湿度对降水的影响更重要,水汽条件在弱降水过程中至关重要。当925、850和700hPa相对湿度》809%6,或相邻两层相对湿度》90%,则利于降水的出现,可作为弱降水预报指标。

2.4空漏报原因分析

从中低层水汽条件的角度对空漏报的原因进行分析。空报过程数值模式都预报有降水,而水汽的预报偏差较大是空报的主要原因。EC相对湿度的预报,除850hPa的24h预报值与实况较为接近外,其余各层相对湿度预报值均有偏差。

漏报过程对近地面层出现了弱锋面过境,对地面弱锋面以及低层水汽条件的误判导致过程漏报占65%。

3结论与讨论

(1)空报过程主要原因是模式预报的对流层中低层水汽条件往往偏高,相对湿度偏大。而实况是低层水汽条件差或水汽浅薄,同时动力条件配合不好,中高空没有明显的影响系统,有些系统过境时缺乏水汽配合。

(2)漏报过程具有低层湿度条件较好、饱和层高度比较低的特点,但高空系统不明显,中空为西北或偏北风。降水往往由低层弱锋面过境引起。

(3)弱降水过程高空形势可分为两种类型:高空槽型、高空冷涡型;地面形势可分为两种类型:冷锋型、倒槽型。

(4)对流层中低层水汽在弱降水过程中至关重要。925、850和700hPa相对湿度》80%,或相邻两层相对湿度》909%。在降水出现之前925hPa露点温度均有上升的趋势。

(5)判别925、850和700hPa是否存在上升运动,以垂直速度值的正负号来诊断上升和下沉运动。3层都表现为上升运动时更有利降水出现。

(6)弱降水预报要以模式预报为依

据,参考集合预报产品,注重天气形势及演变情况分析。特别关注高低空系统配合情况,注重低层环流形势分析、水汽分布情况。跟踪和检验模式对水汽来源、水汽含量、相对湿度的分布和变化,对弱降水发生的可能性和时间进行研判。

参考文献

[1]周淑贞.气象学与气候学[M]北京:高等教育出版社,1997

[2]朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等,天气学原理和方法[M]北京:气象出版社2000

[3]高荣珍.青岛短期降水空漏报及小量降水预报指标分析[J]山东气象,2015354):18-23

责任编辑:黄艳飞