孫令東

（巴彥淖爾市氣象局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

1 預(yù)報(bào)所用的資料

1.1 天氣圖資料

包括環(huán)流形勢、天氣系統(tǒng)、指標(biāo)站及各等壓面圖上的各種氣象要素和物理量場資料。

1.2 單站資料

多使用本地區(qū)代表站的探空、測風(fēng)和地面資料。一般僅用前期的單站資料做預(yù)報(bào)是不夠的，必須考慮未來的變化，所以常和天氣圖資料配合使用。

1.3 數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品資料

包括各等壓面上的各種氣象要素場和物理量場的數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

1.4 衛(wèi)星云圖資料

主要是根據(jù)云圖上出現(xiàn)的小范圍對流云團(tuán)的亮度和范圍，預(yù)報(bào)降雹的可能性，有的方法根據(jù)云圖提出降雹云系模型和一些預(yù)報(bào)判據(jù)。

1.5 雷達(dá)探測資料

利用雷達(dá)資料制作冰雹的短時(shí)預(yù)報(bào)，其近幾年也有很大的發(fā)展，比如提出了多種識別冰雹云的方法，包括簡單指標(biāo)法、多因子綜合相關(guān)法等；對雹云降雹部位、可能降雹回波的識別及降雹時(shí)間和降雹強(qiáng)度的預(yù)報(bào)也進(jìn)行了很多工作。

2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

預(yù)報(bào)因子的選擇是很重要的，冰雹天氣預(yù)報(bào)的質(zhì)量雖然與預(yù)報(bào)方法有關(guān)，但因子選擇是統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。選擇因子時(shí)，應(yīng)從冰雹形成的物理原因、天氣背景、地理特征、氣候和季節(jié)等因素出發(fā)，以預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)、大量的個(gè)例分析及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果為線索，選用有物理基礎(chǔ)的、相關(guān)較好、歷史概括率高、穩(wěn)定可靠的因子作為預(yù)報(bào)因子。建立指標(biāo)時(shí)，要遵守“指標(biāo)準(zhǔn)確率要高于氣候概率”的原則，最好高于10%以上，否則將失去預(yù)報(bào)意義。由于冰雹形成的環(huán)境是多種多樣的，影響因子很多，所以除了適當(dāng)分型外，還應(yīng)按照冰雹形成的動力、熱力、水汽及云霧物理?xiàng)l件等方面綜合考慮。

近幾年來，許多氣象臺站在日常預(yù)報(bào)中，幾乎使用了所有的常用統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法，比如逐步回歸法、判別分析法、多因子交叉相關(guān)方法；把單個(gè)預(yù)報(bào)因子組成復(fù)合預(yù)報(bào)因子、再組成定性判別的回歸方程，取得了較好的預(yù)報(bào)效果。其中，多張點(diǎn)聚圖通過法、逐次得分判別法、非線性函數(shù)及肯定度函數(shù)法，不僅對小概率事件統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法增添了新的內(nèi)容，而且在理論和方法上也有新的提高和改進(jìn)，對提高預(yù)報(bào)水平起到了一定作用。

3 天氣學(xué)方法

通常情況下，應(yīng)用降雹天氣系統(tǒng)模式預(yù)報(bào)降雹，一般以500 hPa形勢為主，結(jié)合要素分布，建立多種冰雹預(yù)報(bào)模式，其中包括西北氣流型、冷渦型、冷槽型、階梯槽型、橫槽切變型、暖切變型等，模式中的要素有500 hPa急流、850 hPa溫度露點(diǎn)差、500 hPa干舌、850 hPa溫度減500 hPa溫度及地面和低層系統(tǒng)的配置等指標(biāo)。也可利用數(shù)值預(yù)報(bào)資料產(chǎn)品，建立同時(shí)性的冰雹預(yù)報(bào)的天氣學(xué)模式。

4 積云動力學(xué)方法

4.1 物理方法

根據(jù)冰雹生成的原理、過程、條件及降落到地面前的影響因素而建立的預(yù)報(bào)方法。雖然目前對冰雹形成的機(jī)制還缺乏充分了解，但這種方法還是有一定物理基礎(chǔ)的，認(rèn)為冰雹的形成與最大上升速度、過冷卻水滴含量及溫度狀況有密切關(guān)系。近年來，各地的氣象工作者找出了一些適合當(dāng)?shù)氐念A(yù)報(bào)指標(biāo)，利用單站探空曲線，計(jì)算最大上升速度Wmax，并以Wmax和Tmax（Wmax高度處的溫度）為坐標(biāo)，制作點(diǎn)聚圖，預(yù)報(bào)冰雹的有無。

4.2 積云模式法

近年來，已逐步把各種積云模式用到雹暴分析和預(yù)報(bào)中，進(jìn)行冰雹大小和有無預(yù)報(bào)。有的對定常、非定常及考慮地形影響的積云模式進(jìn)行試驗(yàn)，并用一維定常積云模式，計(jì)算與降雹有關(guān)的各種物理量，用于冰雹預(yù)報(bào)，采用點(diǎn)聚圖過濾法，分月份找出冰雹預(yù)報(bào)指標(biāo)。

5 天氣型的模糊集合和模糊運(yùn)算

取Xi（xij）為實(shí)況圖起報(bào)區(qū)上影響系統(tǒng)的模糊集，Yi（yij）為數(shù)值預(yù)報(bào)圖起報(bào)區(qū)上影響系統(tǒng)模糊集。i為模糊集的序數(shù)，j為元素的時(shí)間序列，每次預(yù)報(bào)只要取該時(shí)次的元素參加運(yùn)算即可。

5.1 選取模糊集和隸屬度條件

X1（x1j）：850 hPa有正槽槽線及槽前為非冷平流。X2（x2j）：地面有正槽及鋒面。

X3（x3j）：從低層低槽到赤峰500 hPa為西北氣流。

Y1（y1j）：850 hPa有正槽槽線（由風(fēng)向切變判斷），槽前風(fēng)速＜12 m/s，且△T24≥0℃。

Y2（y2j）：地面有正槽區(qū)，低槽前相應(yīng)的850 hPa西南風(fēng)速＜12 m/s。

Y3（y3j）：500 hPa 在 40～48°N、112～123°E，起報(bào)區(qū)為西北氣流。

Y12（y12j）：700 hPa起報(bào)區(qū)至少部分ω＜0.

5.2 建立模糊運(yùn)算

思路：①850 hPa和地面的條件是等價(jià)的，兩者之一滿足就可以。②使用實(shí)況圖單獨(dú)作預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率在70%～80%，用日本的天氣形勢數(shù)值預(yù)報(bào)圖作預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率估計(jì)在80%左右，可認(rèn)為兩者權(quán)重相同。因此，認(rèn)定其中一個(gè)條件模糊、另一個(gè)條件符合，則預(yù)報(bào)有雹；若一個(gè)條件不符合，另一個(gè)條件符合，則預(yù)報(bào)無雹。③高、低空條件和700 hPa垂直速度條件需同時(shí)滿足。根據(jù)上述思路，模糊運(yùn)算為：

隸屬度規(guī)定為：

同理，建立其它天氣型的模糊運(yùn)算，隸屬度規(guī)定同上。

5.3 前傾槽型

X4（x4j）：同X1.

X5（x5j）：同X2.

X6（x6j）：500 hPa有槽，槽前高壓脊明顯，槽線位置比850 hPa槽線或地面冷鋒超前3個(gè)緯距以上。

Y4（y4j）：同yl.

Y5（y5j）：同y2.

Y6（y6j）：500 hPa 在 40～48°N、112～125°E，起報(bào)區(qū)有槽，槽前高壓脊明顯，槽線位置比850 hPa槽線或地面冷鋒超前3個(gè)緯距以上。

模糊運(yùn)算為：

5.4 冷渦型

X7（x7j）：850 hPa 在 45～50°N、115～120°E（包括貝加爾湖地區(qū)）起報(bào)區(qū)有冷低壓中心。

X8（x8j）：500 hPa在上述預(yù)報(bào)區(qū)內(nèi)有冷低壓中心，且850 hPa中心近于重合，其東南側(cè)氣流的氣旋性曲率比前一時(shí)次加大。

Y7（y7j）：850 hPa 有冷渦。

Y8（y8j）：500 hPa冷渦中心近于和850 hPa冷渦重合。

模糊運(yùn)算為：

5.5 重疊槽和后傾槽型

X9（x9j）：850 hPa有從西北或偏北方向移來的正槽，且槽前為非冷平流。

X10（x10j）：地面有正槽及從西北或偏北方向移來的冷鋒。

X11（x11j）：500 hPa有低槽，槽前高壓脊明顯，500 hPa和850 hPa槽線重疊（水平距離≤2個(gè)緯距）或后傾，且T500＜－6℃。

Y9（y9j）：850 hPa有正槽從西北或偏北方向移來，槽前風(fēng)速＜12 m/s，且△T24＞0℃。赤峰南側(cè)沒有低值系統(tǒng)和正槽結(jié)合。

Y10（y10j）：地面有正槽及從西北或偏北方向移來的冷鋒，赤峰南側(cè)沒有低值系統(tǒng)和正槽結(jié)合，且850 hPa槽前風(fēng)速＜12 m/s。

Y1l（yllj）：500 hPa 有槽。

模糊運(yùn)算為：

上述4種天氣型只要其中一型運(yùn)算結(jié)果為1，則預(yù)報(bào)有雹；如果都小于1，則預(yù)報(bào)無雹。

［1］毛恒青，王建.集合預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)使用現(xiàn)狀和趨勢［J］.氣象，2000，26（06）：24-29.

［2］李澤春，陳德輝.氣象中心集合數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2002，13（01）：1-15.