蔡海朝，王 萍，劉杰雄

(湖南省婁底市氣象局，湖南 婁底 417000)

1 引言

湖南省位于長(zhǎng)江中游南岸，南嶺以北，屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，季節(jié)變化顯著，暴雨是其主要災(zāi)害性天氣之一，特別是在雨季，暴雨頻發(fā)常導(dǎo)致洪澇成災(zāi)，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的危害。因此，暴雨預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確與否在災(zāi)害性天氣的防災(zāi)減災(zāi)過(guò)程中顯得尤為重要，近年來(lái)，氣象工作者紛紛對(duì)湖南省的暴雨進(jìn)行了大量的研究。如黃小玉等［1］對(duì)湖南地區(qū)暴雨的分類及回波特征分析中指出，湖南汛期暴雨可分成低槽暴雨和切變線暴雨兩類，不同類型暴雨的雷達(dá)回波結(jié)構(gòu)和特征具有明顯的區(qū)別。蔡海朝等［2］對(duì)湘中一次大暴雨天氣的綜合診斷分析發(fā)現(xiàn)，z—螺旋度的空間分布能反映暴雨發(fā)生時(shí)大氣的動(dòng)力特征。張芳華等［3］對(duì)2005年6月湖南大暴雨過(guò)程的天氣動(dòng)力學(xué)診斷分析發(fā)現(xiàn)，暴雨區(qū)中上升運(yùn)動(dòng)和水汽輻合均大于周圍區(qū)域，中低層為對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)。以上研究均基于同化資料對(duì)暴雨過(guò)程中的物理量特征進(jìn)行了深度分析，但對(duì)氣象業(yè)務(wù)所使用的數(shù)值模式資料的檢驗(yàn)較少。本文利用NCEP1°×1°再分析資料(Global Final Analyses)、常規(guī)氣象觀測(cè)資料，T639、JAPAN兩種數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品，對(duì)2012年5月8—12日發(fā)生在湖南省的2次暴雨天氣過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)、物理量場(chǎng)進(jìn)行了對(duì)比診斷分析，并對(duì)T639、JAPAN 2種數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品的要素預(yù)報(bào)進(jìn)行了對(duì)比檢驗(yàn)，進(jìn)而給出客觀的評(píng)估，以期為在今后的暴雨預(yù)報(bào)中提供一些有益的參考依據(jù)。

2 暴雨過(guò)程概況

2012年5月8日20時(shí)—12日20時(shí)，湖南省分別出現(xiàn)2次強(qiáng)降水天氣過(guò)程，強(qiáng)降水主要集中在5月8日20時(shí)—9日20時(shí)和5月11日20時(shí)—12日20時(shí)2個(gè)時(shí)段，2次過(guò)程間隔時(shí)間之短，影響范圍之廣，實(shí)屬歷史少見(jiàn)。5月8日20時(shí)—9日20時(shí)強(qiáng)降水西起吉首鳳凰，東至長(zhǎng)沙瀏陽(yáng)，橫跨湘中一線(圖1a)，全省有16個(gè)國(guó)家常規(guī)氣象觀測(cè)站出現(xiàn)暴雨，5站大暴雨，最大降水量出現(xiàn)在懷化麻陽(yáng)，24 h降水量達(dá)224.8 mm;時(shí)隔2 d，又一次大范圍強(qiáng)降水天氣突襲湖南省，5月11日20時(shí)—12日20時(shí)(圖1b)湘北、湘東北普降暴雨和大暴雨，全省18站暴雨，8站大暴雨，最大降水量為常德澧縣，24h降水量166.7 mm。

圖1 2012年5月8日20時(shí)—9日20時(shí)(a)、11日20時(shí)—12日20時(shí)(b)

3 環(huán)流背景特征

5月8日08時(shí)500 hPa上(圖略)，亞歐中高緯環(huán)流為“兩槽一脊”型，高壓脊位于廣闊的東西伯利亞至我國(guó)華北地區(qū)，西西伯利亞地區(qū)受低渦控制，我國(guó)東北地區(qū)受東亞低渦的控制，低渦中心為544 dagpm，低緯度西太平洋副高位置偏南，588 dagpm線位于華南沿海。8日20時(shí)，500 hPa中高緯度環(huán)流無(wú)明顯變化，西太平洋副高(簡(jiǎn)稱副高)西進(jìn)北抬，西伸脊點(diǎn)位于(110°E、22°N)附近，湖南處于副高西側(cè)強(qiáng)盛的西南氣流控制中，700 hPa川東有低渦生成，850 hPa湘東北—黔東有低渦切變線發(fā)展，9日08時(shí)，500 hPa中高緯環(huán)流有所調(diào)整，東亞低渦入海消亡，西西伯利亞低渦南下，形成一條位于巴湖附近的橫槽，槽后有大量冷空氣堆積，低緯度副高繼續(xù)西進(jìn)加強(qiáng)，在南海北部呈東西帶狀分布，700 hPa川東低渦移至重慶北部，850 hPa低渦切變穩(wěn)定少動(dòng)，9日20時(shí)，500 hPa低緯度副高繼續(xù)西進(jìn)，西伸脊點(diǎn)位于(105°E、22°N)附近，700 hPa 低渦移至湘、鄂、贛交界處，850 hPa低渦切變移至湘中偏南地區(qū)，對(duì)應(yīng)“5·9”暴雨過(guò)程結(jié)束。隨后500 hPa上巴湖橫槽緩慢東移，副高減弱南撤，至11日08時(shí)，500 hPa巴湖橫槽移至我國(guó)西北地區(qū)轉(zhuǎn)豎，中高緯環(huán)流轉(zhuǎn)變?yōu)椤皟杉挂徊邸毙停?2日08時(shí)，500 hPa鄂霍次克海阻高建立，貝湖以南為寬廣的槽區(qū)，大量冷空氣沿著北方路徑南下，700 hPa黔、渝交界處低渦生成，850 hPa湘東北—黔西南有冷式切變向南移動(dòng)，華南地區(qū)西南低空急流建立，此時(shí)“5·12”暴雨全面爆發(fā)。對(duì)比分析可知，“5·9”暴雨中高緯度環(huán)流穩(wěn)定，低緯度西太平洋副高活躍，中低層切變?cè)诒┯陞^(qū)穩(wěn)定少動(dòng)，而“5·12”暴雨中高緯度環(huán)流調(diào)整，鄂霍次克海阻高建立，巴湖橫槽東移轉(zhuǎn)豎，槽后堆積的大量冷空氣迅速南下，與華南地區(qū)建立的西南低空急流在長(zhǎng)江中下游地區(qū)匯合，從而產(chǎn)生暴雨天氣。

4 衛(wèi)星云圖分析

紅外云圖的逐小時(shí)TBB演變可以清楚地反映出暴雨過(guò)程的中尺度對(duì)流發(fā)生發(fā)展特征［4］。8日20時(shí)(圖2a)，湘中偏北地區(qū)形成一個(gè)大范圍的對(duì)流云團(tuán)A，西連貴州東部，東至江西西部，云團(tuán)最低溫度＜-60℃，位于TBB密集區(qū)的懷化西部、長(zhǎng)沙北部出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水天氣，吉首麻陽(yáng)1 h降水達(dá)59.3 mm，同時(shí)，貴州中北部有一對(duì)流云團(tuán)B正在發(fā)展東移，隨后對(duì)流云團(tuán)A在湘中偏北地區(qū)減弱東移，至9日03時(shí)(圖略)，對(duì)流云團(tuán)A在湘東北地區(qū)減弱消亡，對(duì)流云團(tuán)B經(jīng)吉首南部進(jìn)入湖南境內(nèi)，移至湘中偏北的懷化、益陽(yáng)及常德的交界處，云團(tuán)最低溫度＜-60℃，位于TBB密集區(qū)的吉首南部、懷化中部、益陽(yáng)南部及婁底西部出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，9日05時(shí)(圖略)，對(duì)流云團(tuán)B移至益陽(yáng)、婁底及長(zhǎng)沙交界處，范圍縮少，云團(tuán)最低溫度＜-52℃，此時(shí)，吉首鳳凰附近有一新的對(duì)流云團(tuán)C生成發(fā)展，9日08時(shí)(圖2b)，對(duì)流云團(tuán)B繼續(xù)東移發(fā)展加強(qiáng)，移至長(zhǎng)沙、岳陽(yáng)境內(nèi)，對(duì)流云團(tuán)C發(fā)展東移至懷化、益陽(yáng)及常德的交界處，云團(tuán)最低溫度＜-60℃，TBB密集區(qū)的吉首南部、懷化中北部、益陽(yáng)南部、岳陽(yáng)南部及長(zhǎng)沙北部出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，長(zhǎng)沙縣的觀佳村出現(xiàn)了83.2 mm/3 h的強(qiáng)降水，隨后對(duì)流云團(tuán)C沿著湘中一線緩慢東移，至9日14時(shí)(圖略)，對(duì)流云團(tuán)C移出湖南至江西西部，此期間在懷化中部、益陽(yáng)南部、婁底中西部、長(zhǎng)沙境內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，其中懷化26個(gè)區(qū)域自動(dòng)站6 h降水＞100 mm，9日14時(shí)后在懷化芷江附近生成新的對(duì)流云團(tuán)D不斷發(fā)展加強(qiáng)，自西北—東南向移動(dòng)，9日20時(shí)(圖2c)，對(duì)流云團(tuán)D移至永州境內(nèi)，湘西南、湘南出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水天氣，湘中一線的強(qiáng)降水減弱趨于結(jié)束，10日02時(shí)對(duì)流云團(tuán)D自湘東南移出湖南，全省降水基本結(jié)束，此后一段時(shí)間里湖南境內(nèi)無(wú)明顯對(duì)流云團(tuán)生成發(fā)展，直到11日20時(shí)(圖2d)，兩湖交界處的湘北北部有新的對(duì)流云團(tuán)E生成，貴州中部偏北出現(xiàn)對(duì)流云團(tuán)F，在東移過(guò)程中不斷擴(kuò)展，此后12 h內(nèi)，對(duì)流云團(tuán)E發(fā)展覆蓋整個(gè)湘北、湘東北地區(qū)，引起常德、岳陽(yáng)大部出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，澧縣澧南鄉(xiāng)12 h降水達(dá)184.6 mm，12日08時(shí)(圖2e)，對(duì)流云團(tuán) F發(fā)展擴(kuò)大覆蓋了湘西、黔東地區(qū)，對(duì)流云團(tuán)中心位于湘、黔交界處，云團(tuán)最低溫度＜-70℃，此后對(duì)流云團(tuán)F東移南壓，在TBB密集區(qū)的懷化北部、益陽(yáng)南部及岳陽(yáng)南部產(chǎn)生強(qiáng)降水天氣，12日14時(shí)(圖2f)對(duì)流云團(tuán)E、F經(jīng)過(guò)多次分裂合并，形成一條自湘東北—黔東南的對(duì)流云帶G，隨后向東南方向移動(dòng)，在TBB低值中心的長(zhǎng)沙境內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，12日20時(shí)(圖略)，對(duì)流云帶G斷裂成兩個(gè)對(duì)流云團(tuán)分別進(jìn)入廣西和江西境內(nèi)，此時(shí)，湘中以北地區(qū)無(wú)明顯對(duì)流云團(tuán)生成，湘北、湘東北暴雨過(guò)程結(jié)束。

圖2 2012年5月8日20時(shí)—12日20時(shí)TBB分布場(chǎng)(單位:℃)

對(duì)比分析可知，“5·9”暴雨過(guò)程由4個(gè)中尺度對(duì)流云團(tuán)影響所致，強(qiáng)度較弱，范圍較小，“5·12”暴雨過(guò)程則由2個(gè)中尺度對(duì)流云團(tuán)在移動(dòng)過(guò)程中不斷激發(fā)、發(fā)展成由多個(gè)中尺度對(duì)流云團(tuán)組成的大尺度對(duì)流云帶影響，強(qiáng)度較強(qiáng)，范圍較大。

為了更進(jìn)一步分析TBB值與降水的對(duì)應(yīng)關(guān)系，鑒于這2次暴雨過(guò)程發(fā)生在湘中一線，湘北、湘東北地區(qū)，本文選擇計(jì)算出湘中以北(110°～113°E，27°～30°N)平均TBB值，用以反映整個(gè)湘中以北地區(qū)的平均TBB值變化情況，同時(shí)選擇連續(xù)經(jīng)歷了兩次暴雨過(guò)程的新化大熊山站作為降水代表站進(jìn)行對(duì)比分析，由圖3可以看出，TBB值與降水量存在一定的關(guān)系，TBB值序列呈雙谷單峰型變化特征，2次暴雨過(guò)程發(fā)生期間對(duì)應(yīng)TBB值均處于序列的谷值區(qū)，“5·9”暴雨過(guò)程對(duì)應(yīng)TBB值接近 -40℃，而“5·12”暴雨過(guò)程對(duì)應(yīng)TBB值接近-60℃，表明“5·12”暴雨過(guò)程中尺度特征更為明顯，與上述分析基本吻合，TBB峰值區(qū)內(nèi)基本無(wú)雨或少雨。

5 物理量診斷分析

5.1 水汽條件

為了更直觀比較兩次暴雨過(guò)程的水汽輸送情況，計(jì)算出經(jīng)向水汽通量與垂直水汽通量，并分析了2次過(guò)程暴雨區(qū)(110°～113°E)的平均水汽通量(Fv與F-ω合成)和水汽通量散度的經(jīng)向—高度剖面圖(圖4)。8日08時(shí)(圖略)，華南、江南等地西南氣流加強(qiáng)，廣西境內(nèi)最大風(fēng)速達(dá)到16 m·s-1，暴雨區(qū)上空為西南氣流控制，水汽以水平輸送為主，900 hPa層以下有較弱的水汽輻合區(qū)，中心強(qiáng)度-2×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1。8 日 20 時(shí)(圖 4a)，28°N的800 hPa層以下的水汽輻合加強(qiáng)，中心強(qiáng)度為 -4 ×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，中低層源源不斷的水汽自南向北水平輸送至28°N的水汽輻合區(qū)附近，被迫抬升，從低層向上形成一條狹窄的水汽垂直輸送通道，對(duì)應(yīng)此時(shí)暴雨發(fā)生，暴雨落區(qū)與水汽垂直輸送通道位置基本一致。9日14時(shí)前(圖略)，27°～28°N之間的800 hPa層以下始終存在一個(gè)水汽輻合區(qū)，中心強(qiáng)度變化不大，為-4×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，27°～28°N 上空狹窄的水汽垂直輸送通道完全打開(kāi)，對(duì)應(yīng)暴雨在這一區(qū)域維持了18 h左右，9日20時(shí)(圖4b)，水汽輻合區(qū)南移至26°N附近，27°～28°N上空的水汽垂直輸送通道消失，此時(shí)湘中一線的暴雨過(guò)程結(jié)束。隨后全省的強(qiáng)降水自北向南逐步停止，經(jīng)過(guò)短暫的間歇，12日08時(shí)(圖4c)，28°～30°N 的700 hPa層以下形成大范圍的水汽輻合區(qū)，中心強(qiáng)度為-4×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，隨后快速向南移動(dòng)，強(qiáng)度逐步增強(qiáng)，其上空始終對(duì)應(yīng)一條寬廣的水汽垂直輸送通道，水平寬度達(dá)220 km左右，與湘北、湘東北的暴雨落區(qū)位置一致。12日14時(shí)(圖略)，水汽輻合區(qū)向南移動(dòng)，中心位于27°～28°N上空的900 hPa層附近，強(qiáng)度為 -6 ×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，寬廣的水汽垂直輸送通道整體向南推進(jìn)1個(gè)緯度。12日20時(shí)(圖4d)，湘中以北上空的寬廣水汽垂直輸送通道消失，水汽輻合區(qū)南移至26°N附近，范圍明顯縮小，強(qiáng)度繼續(xù)增強(qiáng)，中心強(qiáng)度達(dá)到-8×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，其上空的水汽垂直輸送通道經(jīng)向?qū)挾让黠@收縮，對(duì)應(yīng)26°N附近出現(xiàn)小范圍強(qiáng)降水天氣，

而湘北、湘東北的暴雨過(guò)程結(jié)束。進(jìn)一步對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，2次暴雨過(guò)程中暖濕水汽通過(guò)西南氣流作為載體，水平輸送至暴雨區(qū)附近輻合上升，在垂直方向上形成水汽垂直輸送通道，其形態(tài)和位置變化對(duì)暴雨有很好的指示作用。“5·9”暴雨始終伴隨一條狹窄的水汽垂直輸送通道，南北跨度1個(gè)緯度，水平移動(dòng)速度緩慢，對(duì)應(yīng)“5·9”暴雨影響范圍窄，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);而“5·12”暴雨的水汽垂直輸送通道寬廣，向南推進(jìn)速度較“5·9”暴雨快，對(duì)應(yīng)“5·12”暴雨影響范圍廣，強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間短。另外，2次暴雨過(guò)程中暖濕水汽的水平或者垂直輸送活動(dòng)在中低層最為活躍，200 hPa層以上的水汽輸送活動(dòng)極不明顯。

圖3 2012年5月8日20時(shí)—12日20時(shí)湘中以北(110°～113°E，27°～30°N)平均 TBB 值和新化大熊山降水量逐時(shí)演變圖

圖4 緯向平均(110°～113°E)的水汽通量(流線為Fv與F-ω合成)和水汽通量散度的經(jīng)向—高度剖面圖(色斑，單位:10-7g·cm-2·hPa-1·s-1)

4.2 熱力及不穩(wěn)定條件

為了更好地反映暴雨區(qū)上空的低層熱力及中低層垂直運(yùn)動(dòng)的情況，對(duì)850 hPa假相當(dāng)位溫和(850～500 hPa)平均垂直速度場(chǎng)疊加分析發(fā)現(xiàn)，8日08時(shí)(圖略)，湖南省處在假相當(dāng)位溫高值區(qū)內(nèi)，積聚了大量不穩(wěn)定能量，假相當(dāng)位溫密集帶(即能量鋒區(qū))位于湖北中部，全省并無(wú)明顯垂直上升區(qū)。8日20時(shí)(圖5a)，能量鋒區(qū)移至湘中以北地區(qū)，在湘西、渝東南及黔東北交界處出現(xiàn)一個(gè)垂直速度上升區(qū)，湘西及懷化北部處在能量鋒區(qū)和垂直速度大值區(qū)內(nèi)，吉首鳳凰、懷化麻陽(yáng)等地開(kāi)始出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣。9日14時(shí)前(圖略)，能量鋒區(qū)位置變化不大，垂直速度上升區(qū)范圍不斷向東擴(kuò)展，覆蓋了整個(gè)湘中地區(qū)，懷化中部—婁底—長(zhǎng)沙等湘中一線出現(xiàn)大范圍強(qiáng)降水天氣。9日20時(shí)(圖5b)，能量鋒區(qū)南壓至湘中偏南地區(qū)，湘西南的垂直速度上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，懷化南部、邵陽(yáng)南部位于能量鋒區(qū)和垂直速度上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)區(qū)內(nèi)，出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水天氣，此時(shí)湘中一線的暴雨過(guò)程趨于結(jié)束。隨著能量鋒區(qū)進(jìn)一步南移消亡，全省強(qiáng)降水自北湘南逐步減弱停止，直到12日08時(shí)(圖5c)，鄂西北存在一個(gè)假相當(dāng)位溫高密集的能量鋒區(qū)，冷空氣勢(shì)力明顯強(qiáng)于“5·9”的暴雨過(guò)程，且移速較快，此時(shí)在能量鋒區(qū)南側(cè)的垂直速度高值區(qū)內(nèi)的湘北地區(qū)出現(xiàn)大范圍強(qiáng)降水天氣。12日14時(shí)(圖略)能量鋒區(qū)迅速移至湘中地區(qū)，同時(shí)湘中以北地區(qū)的垂直速度上升運(yùn)動(dòng)逐步增強(qiáng)，6 h內(nèi)湘中以北地區(qū)又一次出現(xiàn)大范圍的強(qiáng)降水天氣，12日20時(shí)(圖5d)以后，能量鋒區(qū)南壓至華南北部，湘中以北地區(qū)處在假相當(dāng)位溫低值區(qū)內(nèi)，垂直速度上升運(yùn)動(dòng)也明顯減弱，湘中以北地區(qū)強(qiáng)降水明顯減弱停止，此次暴雨過(guò)程結(jié)束。

圖5 850 hPa假相當(dāng)位溫(等值線，單位:K)和(850～500 hPa)平均垂直速度分布圖(色斑，單位:Pa·s-1)

對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，2次暴雨過(guò)程與假相當(dāng)位溫及垂直速度的演變均有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，“5·9”暴雨過(guò)程能量鋒區(qū)較“5·12”暴雨過(guò)程強(qiáng)度偏弱，但在暴雨區(qū)停留時(shí)間前者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者，而2次暴雨過(guò)程的強(qiáng)降水時(shí)空分布特征差異明顯，“5·9”暴雨落區(qū)主要集中在湘中一線，但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累積雨量大;“5·12”暴雨落區(qū)主要集中在湘北、湘東北地區(qū)，雖然持續(xù)時(shí)間稍短，但雨勢(shì)兇猛，最終導(dǎo)致大范圍的暴雨和大暴雨天氣。

5 數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)分析

目前，在預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)領(lǐng)域里提供降水要素預(yù)報(bào)主要有以下幾類模式:T 639、JAPAN、GERMANY及MM5等，對(duì)于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的準(zhǔn)確率情況，地市臺(tái)站的預(yù)報(bào)員大多憑借主觀意念而定，沒(méi)有進(jìn)行過(guò)深入的檢驗(yàn)分析，為了更清晰地了解數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品中要素預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率情況，這里選取平時(shí)主觀感覺(jué)準(zhǔn)確率較高的T 639和JAPAN模式進(jìn)行檢驗(yàn)分析，通過(guò)雙線性插值法將模式格點(diǎn)資料插值到全省97個(gè)站點(diǎn)，以供檢驗(yàn)所用，本次檢驗(yàn)分析以“5·9”暴雨過(guò)程為例，圖6為兩種不同數(shù)值降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品的插值分布情況，與實(shí)況比較，均有較大的差異。

為了進(jìn)一步得出定量的檢驗(yàn)結(jié)果，參考中國(guó)氣象局監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)司制定的《中短期天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法》中關(guān)于降水預(yù)報(bào)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，選擇不同級(jí)別累積降水量檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，主要檢驗(yàn)級(jí)別有:［0.1，10)為小雨、［10，25)為中雨，［25，50)為大雨，［50，∞)為暴雨，這里不對(duì)暴雨以上量級(jí)的降水級(jí)別進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)對(duì)湖南省97個(gè)常規(guī)氣象觀測(cè)站點(diǎn)的TS(報(bào)對(duì)率)、PO(空?qǐng)?bào)率)、FAR(漏報(bào)率)以及預(yù)報(bào)偏差等4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算(表1)，并通過(guò)對(duì)T 639模式和JAPAN模式不同量級(jí)降水的檢驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，T 639模式最高TSk在暴雨的預(yù)報(bào)上，為28.6%，而JAPAN模式則在中雨的預(yù)報(bào)上，為25.9%，2種模式的TSk正確率均偏低。另外，在POk和FARk方面2種模式也存在一些差異，T 639模式最高POk和FARk均在小雨的預(yù)報(bào)上，分別為92.9%和87.5%，而JAPAN模式最高POk和FARk分別在小雨和暴雨的預(yù)報(bào)上，為85.7%和81%。在預(yù)報(bào)偏差方面，T 639模式預(yù)報(bào)偏差最大為暴雨，最小為大雨，而JAPAN模式預(yù)報(bào)偏差最大為小雨，最小為暴雨。綜上對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，2種模式在各種量級(jí)的降水預(yù)報(bào)的正確率均較低，空?qǐng)?bào)率現(xiàn)象最為明顯，另外，在漏報(bào)率方面，JAPAN模式對(duì)暴雨的漏報(bào)率高達(dá)81%。鑒于上述分析，平時(shí)認(rèn)為準(zhǔn)確率較高的兩種數(shù)值預(yù)報(bào)模式產(chǎn)品，在實(shí)際的要素預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)應(yīng)用中還有待訂正提高。

圖6 5月8日20時(shí)24h的T639模式(a)和JAPAN模式(b)降水預(yù)報(bào)對(duì)比檢驗(yàn)

表1 2012年5月8日20時(shí)—9日20時(shí)2種模式的24h降水量檢驗(yàn)

6 結(jié)論

①2次暴雨過(guò)程的大尺度環(huán)流特征存在明顯的差異，“5·9”暴雨在中高緯“兩槽一脊”型穩(wěn)定環(huán)流的背景下，西太平洋副高活躍，中低層切變穩(wěn)定少動(dòng)，降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)產(chǎn)生暴雨;“5·12”暴雨是在中高緯鄂霍次克海阻高建立，橫槽東移轉(zhuǎn)豎的“兩脊一槽”的前提下，槽后堆積的大量冷空氣南下，與華南地區(qū)活躍的西南低空急流在長(zhǎng)江中下游地區(qū)形成南北氣流交匯，從而引發(fā)暴雨。

②2次連續(xù)的暴雨過(guò)程由多個(gè)中尺度對(duì)流云團(tuán)發(fā)展演變?cè)斐?，?·12”暴雨較“5·9”暴雨的中尺度特征更明顯，而TBB的發(fā)展演變對(duì)降水有很好的指示作用。

③暖濕水汽通過(guò)西南氣流作為載體，水平輸送至暴雨區(qū)附近輻合上升，在垂直方向上形成水汽垂直輸送通道，有利于水汽自下向上傳輸，為暴雨的產(chǎn)生提供充沛的水汽條件，而水汽垂直輸送通道的形態(tài)和位置變化對(duì)暴雨有很好的指示作用。

④假相當(dāng)位溫及垂直速度的演變對(duì)暴雨均有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，“5·9”暴雨能量鋒區(qū)較“5·12”暴雨偏弱，但在暴雨區(qū)停留時(shí)間前者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者，對(duì)應(yīng)2次暴雨過(guò)程的時(shí)空分布特征也存在明顯差異，“5·9”暴雨影響范圍較小，但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累積雨量大，“5·12”暴雨影響范圍廣，雨勢(shì)兇猛，但持續(xù)時(shí)間稍短。

⑤T 639和JAPAN兩種模式在各種量級(jí)的降水預(yù)報(bào)中正確率均較低，空?qǐng)?bào)和漏報(bào)現(xiàn)象明顯，在實(shí)際的要素預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)應(yīng)用中還有待訂正提高。

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