喬前東 陳佳義 于波 管曉惠 盧波 王騰飛 鄭陶
摘要ECMWF數值預報資料在縣(區(qū))氣象臺預報服務中應用廣泛,具有形勢場預報較為穩(wěn)定、要素場預報較為精細的特點。隨著服務需求的提高,對中期天氣過程的預測日益重視,因而對ECMWF數值預報的中期預測進行系統(tǒng)的分析至關重要。本文分析了ECMWF數值預報的晴雨、降水季節(jié)、月預報特征,討論了各季節(jié)的中期過程預報的難點,以期為ECMWF數值預報在中期天氣過程中的應用提供參考。
關鍵詞 ECMWF數值預報;晴雨預報;降水預報;中期天氣過程;江蘇淮安;淮安區(qū)
中圖分類號 P456.7
文獻標識碼 A
文章編號 1007-5739(2019)05-0188-03
1EC數值預報晴雨、降水預報分布特征
1.1季節(jié)分布特征
EC數值預報在晴雨預報準確率檢驗中的季節(jié)分布,冬季最高,春、秋季節(jié)相當,夏季最低。而在降水預報準確率檢驗中的季節(jié)分布,隨著春、夏、秋、冬季節(jié)的更迭,降水準確率逐漸升高,春季最低,冬季最高(圖1)。
1.2月分布特征
EC數值預報晴雨預報準確率檢驗中的月分布,2月、5月、10-12月準確率均較高,7月8月偏低。EC數值降水預報準確率月分布,2月、10月準確率較高,3月、7月、8月準確率都較低(圖2)。
1.3夏季24~240h分布特征
通過數據分析,EC在夏季晴雨預報中,24~144h分布穩(wěn)定在70%~80%,而168~240h比前段明顯偏低。EC在夏季降水預報中,24~48h明顯偏高,72~144h變化平穩(wěn),168~240h呈現下降趨勢(圖3)。
2EC數值預報季節(jié)預報業(yè)務的綜合分析
2.1春季
EC數值預報在春季預報業(yè)務中,晴雨預報準確率較高,達到78%,但降水預報準確率較差,僅為44%。由此反映出EC數值預報在春季降水預報中空漏報率較高。
2.1.1冷空氣強度預報偏差造成了降水預報偏差。2017年3月8日起始預報,預報3月11-14日淮安區(qū)有連續(xù)性的降水,實況是無降水。由于預報3月11日開始的冷空氣勢力比實際偏弱,從而造成曖濕氣流預報偏強,錯誤預報連續(xù)性的降水。至11日20:00起始預報,形勢場已經調整,從850hPa風場分析,12日8:00已經有冷空氣滲透南下影響淮安區(qū),暖濕氣流向東伸展受到抑制,不利于降水,預報比較準確。
2.1.2要素場預報上下層配合較差的降水空報。2017年3月23日24h降水預報中,700hPa天氣形勢系統(tǒng)移動快,而低層850hPa系統(tǒng)移動速度慢,上下層濕度配合較差,但仍然預報了本區(qū)有降水,實況無降水。2018年5月25日起始場預報,預報48~120h均有小雨,屬于降水空報。內蒙古有渦旋移向我國東北,850hPa圖水汽較好,但700hPa圖水汽明顯不足,但是仍預報了降水。
2.1.3EC在春季降水預報中,冷渦降水預報仍然是一個難點。2017年4月4日起始場預報,預報216、240h有冷渦南下影響淮安區(qū),分別空報了小雨。2017年5月6日起始場,預報中期216、240h有冷渦影響,有中雨和小雨,預報水汽條件好,屬于空報;到了72h預報,就僅僅預報了0~0.1mm的降雨,與實況較為吻合。
2.1.4天氣系統(tǒng)移動預報偏快導致空報。2017年4月25日起始預報,168~192h預報了弱降水,由于預報天氣系統(tǒng)偏快,造成了空報。
2.2夏季
2.2.1EC數值預報在夏季預報中,副熱帶高壓的位置強度預報的偏差影響中期晴雨降水預報準確率。
2018年6月18日20:00起始場,在7~8d中期預報中空報了較強降水預報6月25-26日500hPa圖淮安區(qū)處于584dagpm與588dagpm之間,且更接近于584dagpm。在700、850hPa存在較強的西南急流,在急流軸的左側,動力抬升強、水汽豐富,所以預報有較強的降水。但是零場實況為6月25-26日本區(qū)處于584dagpm與588dagpm之間,更接近于588dagpm,以輻散下沉氣流為主,為多云天氣。從實況天氣氣圖分析,6月22-24日從渤海灣、山東半島到江蘇東部海域為沿海槽,隨著沿海槽逐漸向東北方向移動,再加上菲律賓處生成了熱帶低壓系統(tǒng),對高壓有頂托作用,所以副高恢復性增強,中期7~8d的預測副高588dagpm偏南,實況為淮安區(qū)6月25日處于588dagpm上,26日又比25日略增強北抬,所以26日實況沒有降水(圖4)。
2.2.2夏季預報中,臺風的位置強度、移動方向的預報偏差,影響中期晴雨降水預報準確率。2018年7月3日起始場,預報168~216h有降水,實況無降水。本區(qū)500hPa圖處于584dagpm到588dagpm之間,700hPa圖中U在70%~90%之間,850hPa圖中U在70%~100%之間,臺灣東北部到日本南部有臺風(8號臺風“瑪莉亞”),預報向北沿著江蘇東部近海域向北偏東方向移動。到了臨近的9日形勢場有較大調整,原來在臺灣東部海域的臺風沿著副高588dagpm向西移動,登陸大陸后向福建江西移動,副高得以增強西伸,淮安區(qū)在10-12日受副高控制,處于588dagpm到592dagpm之間,無降水(圖5)。
2..3秋季
2.3.1EC數值預報在淮安區(qū)秋季臺風倒槽與冷空氣結合形成的降水中期預報偏差大的分析。2016年9月16日淮安區(qū)出現42.1mm的強降水。9月10日預報的16日形勢場:有熱帶低壓從臺灣島、福建、浙江到蘇南、上海(長江口)一帶減弱,沿584dagpm向東北方向移出,預報的蘇錫常一帶降水較大。14日起始預報,預報16日臺風中心移至蘇錫常一帶,北部有冷空氣南下,臺風倒槽與冷空氣共同影響,水汽充沛,垂直速度增強,預報16日降水較大,16-17日都有大暴雨,預報量級偏大。15日起始降水預報,預報16日更為接近,但是16日夜間預報仍有強降水,略偏慢。實況臺風低壓移動速度更快(圖6)。
2.3.2EC數值預報在淮安區(qū)秋季中期降水預報穩(wěn)定性的分析。秋季的中期降水預報,從10月開始副高總體南落,臺風活動少,即使有形成,位置也較為偏南,以西風帶系統(tǒng)影響和冷空氣活動為主,形勢場預報較為穩(wěn)定,晴雨和降水預報也較為穩(wěn)定,準確率較高。2016年10月21日起始場,準安區(qū)處于580dagpm到584dagpm之間,受西南暖濕氣流影響,原20日在臺灣西南有一臺風沿副高邊緣偏南氣流向北移動,21日移動至廣東與江西省交界,22日臺風減弱合并到西風帶系統(tǒng)中,淮安區(qū)仍處于580~584dagpm之間,副高略有南落,23日副高繼續(xù)南退,淮安區(qū)處于576~580dagpm之間,到25日副高略有增強,淮安區(qū)處于580~584dagpm之間,受暖濕氣流影響,26日繼續(xù)增強,淮安區(qū)處于584~588dagpm之間,28日又開始減弱。
2.4冬季
2.4.1EC數值預報在冬季預報中,冷空氣預報的偏差影響了晴雨、降水預報。2017年1月20日中期預報,1月28日有強冷空氣影響淮安區(qū),實況是1月29日受到影響,提前了1d,28-29日的850hPa圖相對濕度預報明顯偏小,U低于50%,在700hPa圖中U預報在80%~90%之間。在冬季冷空氣較為頻繁時,預測難度也大。隨后4~6d的預報,即可預報28-29日的降水過程,48~72h預報就更準確。
2.4.2EC數值預報在冬季連續(xù)性降水預報中,容易將暖濕氣流預報移動偏慢2018年1月2日、24日的起始場預報,預測的屬于連續(xù)降水過程,連續(xù)降水過程EC容易將降水結束的時間延遲,即暖濕氣流移動略偏慢,導致降水的空報一。2.4.3EC數值預報在冬季中期預報中,要素場預報的偏差影響了降水預報。2017年2月10日起始場,預報16日無降水,實況有2.1mm降水,預報有槽線影響,但預報相對濕度不足,700hPa圖中U在70%~80%之間,850hPa圖中U在70%~90%,并沒有預報有降水。實際上,2月14日的預報更接近一些,700hPa圖中U在90%~100%之間,850hPaU在70%~90%之間。
3結語
春季、冬季降水預報準確率受冷空氣強度、移動快慢、上下層水汽配合不好等因素影響。冷渦降水預報仍是春季預報的一個難點。濕度場、垂直速度、渦度場等預報的差異是每個季節(jié)形成晴雨預報降水預報差異性的普遍性因素。秋季進入10月副高總體南落,臺風活動少,即使有形成,位置也較為偏南,以西風帶系統(tǒng)影響和冷空氣活動為主,形勢場預報較為穩(wěn)定,晴雨和降水預報準確率都較高+。
夏季的天氣系統(tǒng)復雜,EC對副高、臺風等天氣系統(tǒng)的預報中期偏差較大,從而影響降水的預報準確率。EC對臺風的移動路徑是近海北上.登陸北上、正面登陸、登陸消失等,對本區(qū)降水預報準確率的影響是不同的。
EC數值預報對24~240h形勢場預報有較高的準確率,24~72h的預報準確率要高于96~240h。EC數值預報隨著季節(jié)以及天氣系統(tǒng)的的變化,準確率有較大的差異,從而影響要素場、降水預報的準確率。在縣(區(qū))氣象臺預報服務中,要把握EC數值預報的特點,提高預報服務質量。
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