由河南“75·8”特大暴雨引发的思考

"75·8"特大暴雨在我国暴雨领域是一个非常典型的个例。40 a来还发生了其他类型的极端暴雨和突发性暴雨,都加深了对我国暴雨研究与业务的认识,引发了一些思考。暴雨是我国最主要的灾害天气,关系到国家安全、社会稳定和经济的可持续发展。暴雨预报也是我国乃至全球天气业务的重点之一,各级领导应该高度重视,加大对暴雨形成机制的研究,提高暴雨预报的准确率,减小由于暴雨灾害带来的巨大损失。近20 a来,得益于各种常规和非常规观测资料、高分辨率数值模式的发展及诸多先进科研成果的应用,我国暴雨预报业务步入崭新的发展阶段。但由于我国地域辽阔,受季风和多种气候带天气系统的影响,地形地貌多样,暴雨形成机理复杂,预报准确率和精细化程度仍达不到防灾减灾需求。近期我国暴雨预报业务发展的主要思路包括:加强对我国不同地区、不同影响系统的典型暴雨特别是极端性暴雨和局地突发性暴雨个例的分析研究,加深暴雨形成物理机制的认识;提高数值模式尤其是区域中尺度模式和集合预报系统对暴雨预报的性能;加强对模式物理过程和预报性能的了解,充分发挥各地各级预报员认识当地暴雨机理和积累预报经验的作用;提高多源资料综合应用能力,提高短时临近预报能力;建设现代化人机交互式预报业务平台,提升暴雨预报能力;加强对暴雨研究长期持续定向的投入,稳定预报员队伍建设;建立科研和业务的新型结合。     

我国暴雨形成机理及预报方法研究进展

本文分别从华南前汛期暴雨、江淮流域梅雨锋暴雨、华北和东北暴雨以及暴雨预报方法等方面回顾了我国近年来在三大主要雨带的观测、数值模拟、动力机理及诊断分析和预报方法方面取得的进展,指出了华南前汛期暴雨、江淮梅雨锋暴雨及华北东北暴雨研究取得的新认识,认为华南前汛期暴雨的形成机理主要是发生在低空南风向北推进过程中,由海岸线及地形抬升而产生位势不稳定造成强上升运动,以及由于南风低空急流向北发展时产生急流前部的辐合而发生流线分叉使低层低涡发展,促进垂直运动加强或使正涡度集中促使垂直运动发展而造成暴雨;江淮暴雨生成机制主要与对称不稳定、涡度场变化及β中尺度对流线有关;而华北东北暴雨过程中的非均匀饱和引起的局部湿度集中特点较为明显,中高层干冷空气入侵引起的不稳定和动量下传及高空中尺度急流增强引发的高层局地辐散增强对暴雨发生有重要作用。目前,新型探测资料已经用到暴雨研究和预报中,具有自主知识产权的GRAPES-MESO和GRAPES-GFS系统已经实现业务化,并在集合数值预报方面取得显著进步,且动力因子暴雨预报方法在很多省市气象台得到推广应用。虽然暴雨机理研究和预报已经取得以上诸方面的长足进步,但是也还存在不少问题,需要加强基于观测的暴雨中尺度系统的理论研究、数值模式动力框架和物理过程描述的改进、资料同化理论技术的发展及人工智能技术如何用到大气科学的研究和业务应用等,以期在我国暴雨中尺度系统的三维精细结构、发生发展机理和预报理论和方法研究方面取得更大进步。     

湖南台风暴雨的特征及其预报

本文对建国以来历年影响湖南省的台风暴雨过程作了比较系统的分析总结。着重研究了影响湖南的台风路径、暴雨等问题,并对台风的气候规律和环流分型、暴雨特点以及统计预报和相似预报结果等都进行了分析研究。在此基础上建立了湖南省台风暴雨预报业务系统,使用效果良好。     

中央气象台暴雨预报业务的发展及思考

暴雨是影响我们国家最重要的灾害性天气之一,暴雨预报既是业务中的关键点也是难点。本文论述了目前中央气象台的暴雨预报业务已经由基于天气学、统计学等在天气图分析的基础上进行主观外推的传统预报向基于数值预报的现代天气预报发展,强调了暴雨预报的科学问题是从预报实践中提炼出来的,而不是从参考文献中找出来的,突出了预报员是暴雨科学问题的提出者和解决实际问题的第一参与者,阐明了预报与服务工作紧密结合是中国特色气象事业的重要组成部分,充分肯定了中央气象台和中国气象局暴雨研究所等科研单位在暴雨预报、研究和我国应对突发自然灾害中发挥的重要作用,明确了暴雨等灾害天气的预报是以服务人民、社会、经济发展和国家安全为最终目标。并从预报员科学研究与实践能力的培养和提高、多源观测资料应用、区域中尺度数值预报模式和集合预报技术的发展及订正能力的提高、人工智能技术的应用等几个方面对如何提高暴雨预报准确率提出一些思考。     

聚类分析在暴雨预报和环流形势分型中的应用

数值预报投入业务运行以来，高空形势预报具有较高的准确率，要素预报的准确率也在不断提高，对数值预报产品的释用是近年来人们极为关注的问题，作者早用数值预报５００ｈＰａ高度场及降水实况资料，采用聚类分析法，研究暴雨落区预报和我国暴雨环流形势特征，所得结果在暴雨预报业务中有一定参考价值，同时也给出我国暴雨环流型。     

一种基于可预报性的暴雨预报评分新方法Ⅰ:中国暴雨可预报性综合指数

针对当前暴雨预报检验采用二分类事件检验方法存在的双重惩罚导致评分过低,没有考虑到中国暴雨可预报性时、空分布不均,不便于对比分析不同区域暴雨预报能力差异等问题,为了发展基于可预报性的新型暴雨预报评分方法,在综合分析影响预报员暴雨预报信心的主要因素（暴雨气候统计特征、天气影响系统运动尺度特征及数值模式预报能力等）基础上,利用2008—2016年4—10月中国国家气象信息中心5 km×5 km分辨率的多源降水融合格点分析资料、站点降水观测资料和中国国家级业务区域模式降水预报资料以及扩展空间暴雨样本统计方法,构建了一种新型的中国暴雨可预报性综合指数（Synthetic Predictability Index of Heavy Rainfall,以下简称SPI）数学模型,以定量描述中国各区域的暴雨可预报性特征。SPI数学模型由暴雨气候频率、暴雨面积比率和模式暴雨预报成功指数（Threat Score,TS）3个分量组成,计算了2008—2016年4—10月SPI的3个分量及其时、空变化特征。分析结果显示:暴雨面积比率对SPI的时间和空间变化影响最大,两者偏相关系数大于0.9;其次是暴雨气候频率的影响,两者偏相关系数值为0.8左右;第三是模式暴雨预报TS评分的影响,两者的偏相关系数为0.7左右。分析还发现,SPI大值区随季节而变化,空间分布不均匀:4—5月,可预报性大值区主要分布在华南地区;6—7月,主要分布在江淮流域;7月中旬至8月,大值中心从江淮北部移到华北和东北地区;9月,副热带高压南撤,大值中心也相应南撤。      

暴雨型滑坡灾害预报预警方法研究评述

滑坡灾害对人类和社会经济的影响已成为仅次于地震的第二大自然灾害。暴雨诱发的滑坡占滑坡总数的90％左右。从滑坡预报方法、暴雨型滑坡灾害时空预报预警、降雨和滑坡机制及稳定性、GIS在滑坡预报中的应用等几方面,分析了国内外动态及发展趋势。分析结果认为,现代数理科学新理论在滑坡预报中的综合应用得到了较快发展;“3S”技术作为滑坡监测预报手段,仍存在没有开发出来的较大潜力;从理论上,机理研究与区域统计研究结合程度有待进一步发展和突破;已建立的滑坡灾害预测预报模型具有很大的地域性、分散性以及由于监测资料不足带来的不稳定性,有必要进行更加系统深入的探讨,尤其要着力建立基于滑坡灾害发生机理的宏观区域预警模型;降雨-滑坡关系需有更准确的模型;受降水影响的土体含水量和孔隙水压力的测量方法应更精确、有效;基于Web-GIS平台建立区域滑坡灾害实时预警预报系统十分必要。     

中国暴雨的科学与预报：改革开放40年研究成果

总结了改革开放以来中国学者在暴雨科学与预报领域取得的重要研究进展和主要成果。其中,暴雨机理研究成果从重要天气系统、中国主要区域的暴雨、台风暴雨等3个方面分别进行综述,而暴雨预报技术研发与应用则从中国数值天气预报发展和暴雨预报客观方法两方面进行归纳。      

临汾"8.26"区域性大暴雨过程分析

利用micaps业务平台常规资料、数值预报产品、卫星云图，对临汾市2003年8月26日区域性暴雨和大暴雨的环流背景、影响系统、热带低压登陆副热带高压东退以及物理量条件进行了诊断分析，探讨了副热带高压进退及台风登陆位置在这次大暴雨过程中起到了非常重要的作用。分析结果在暴雨预报业务及暴雨研究中有一定的指示意义。     

基于两次副高边缘川西暴雨的预报思考

对于发生在副高边缘的川西暴雨,由于开始期影响系统不明显,暴雨云团完全由盆地内部自身生成并发展,预报难度较大。利用过程开始前能够获得的常规观测资料和数值预报资料对发生在副高边缘的两次对流性川西暴雨个例进行对比分析。分析指出:这类暴雨一般发生在中高纬度盛行纬向环流,巴湖-贝湖为宽广槽区,中低纬度维持稳定而强盛的东西向副热带高压环流背景下;高能不稳定及高湿区是这类暴雨易发的温湿能背景条件;当四川盆地以北、以东为高气压区,四川盆地内为低气压区时,有利于此类暴雨的发生。分析又指出:850hPa河套偏东气流的形成与维持以及武都、汉中、安康站和盆地出现3℃左右温差对此类暴雨的发生有提前意义;500hPa北支锋区前沿南压到达青海中部,副高西界东退到盆地西部边缘或北界南落到盆地北部边缘对过程开始具有指示意义。在认识这类暴雨发生背景基础上,合理应用数值预报产品是提高这类暴雨预报准确率的有效途径。      

《暴雨灾害》征稿简则

《暴雨灾害》主要报道内容：暴雨机理与成因、监测预报技术与应用研究;暴雨洪涝灾害及其他气象灾害成因、预测与减灾对策;新的探测技术和资料在暴雨等灾害天气分析研究中的应用;国内外暴雨、灾害科学研究与发展综述。     

1994年6—8月中央气象台暴雨预报检验

１９９４年６—８月中央气象台暴雨预报检验林明智，毕宝贵，乔林（国家气象中心北京，１０００８１）１前它近年来，我国气象工作者对暴雨预报方法和暴雨预报评估技术研究取得一些进展［１－３］，在暴雨预报评估方面提出了划分三个评估等级（暴雨过程预报、落区预报和落...     

吉林省暴雨客观预报业务系统应用效果检验分析

本文依托气象行业专项GYHY200906011“华北、东北暴雨发生发展特点及预报技术研究”项目及相关课题研制的“多模式变权集成预报业务系统”和“吉林省暴雨物理量诊断客观集成预报业务系统”,对2010年-2012年6—8月、2013年6—7月的区域暴雨过程预报进行了检验分析,结果表明：两系统对暴雨预报均有较好的指示意义,其中“多模式变权集成预报业务系统”空报率较低,“吉林省暴雨物理量诊断及客观集成预报业务系统”漏报率较低。从暴雨的影响系统来看,两种客观的暴雨预报方法对台风暴雨预报效果最好,副高后部暴雨次之,冷涡暴雨预报误差与前两系统相比稍差些。     

暴雨业务数值预报发展中有关问题的探讨

根据国际，国内业务数值天气预报的发展以及我国暴雨预报方法的现状，评价了暴雨业务数值预报发展中的几个关键问题，探讨了暴雨预报的综合思路。     

鹤壁市区7～8月暴雨分型预报方法

利用１９８４￣１９９１年７￣８月历史气象资料，分析了鹤壁市暴雨天气的产生与西太平洋副热带高压活动的关系。结果发现，暴雨与副高的位置密切相关，暴雨日前一天１４ｈ单站Ｔ、ｅ及ΔＴ２４、Δｅ２４对暴雨的产生具有较好的指示意义，基于此，根据副高活动的不同特点进行分型，并选择单站Ｔ、ｅ，ΔＴ２４，Δｅ２４作为预报因子，制作了暴雨的分型预报方法。     

973"中国暴雨"项目成果在2003年汛期降水预报中发挥作用--中尺度暴雨数值预报模式系统准业务试验

“我国重大天气灾害形成机理及预测理论研究”经过几年的努力，在中尺度暴雨数值预报模式及三维变分同化系统研究方面都取得重大进展。项目在原LASG-REM模式基础上，改进和发展了一个适合我国地区特点的中尺度暴雨预报模式（AREM），并研制了一个常规，非常规资料三维变分同化系统。     

《暴雨灾害》征稿简则

《暴雨灾害》主要报道内容：暴雨机理与成因、监测预报技术与应用研究;暴雨洪涝灾害及其他气象灾害成因、预测与减灾对策;新的探测技术和资料在暴雨等灾害天气分析研究中的应用;国内外暴雨、灾害科学研究与发展综述。一、投稿注意事项,1．来稿论点明确,文字精炼,数据可靠。     

2006-06-03突发性暴雨预报讨论及成因

对2006-06-03西安、咸阳突发性暴雨天气进行预报讨论及成因分析,结果表明:①预报失误的原因主要是环流形势非常复杂,天气系统演变规律难以把握,对造成影响的中小尺度系统很难捕捉;高原东部低涡、切变突生机理认识不清;冷空气强度及入侵路径不明晰。②这次突发性暴雨天气是由贝湖冷涡东移、高原上多短波槽活动,东高西低形势建立,提供了大降水发生的背景条件;高空冷槽、上升运动、低涡辐合区汇合并叠加在西安、咸阳,为该地中小尺度系统生成和发展提供有利条件;突发性暴雨产生在深厚的水汽层结、水汽辐合及强烈的持续上升运动区,在高层辐散、低层辐合的形成区,对流发展,强烈的低涡辐合触发不稳定能量释放,产生突发性暴雨;低涡辐合形成与暴雨过程同步,辐合中心出现突发性暴雨。低涡辐合是造成突发性暴雨的直接影响系统。

     

华南暖区暴雨预报失误及可预报性探讨

由于暖区暴雨产生的环境条件复杂和触发机制难以捕捉,数值模式对其预报能力弱,给预报带来困难,经常导致预报失误,是短期预报中的难点。2016年4月19—20日广西出现了一场暖区暴雨天气过程,预报员及数值模式预报出现较大失误。利用业务预报中的数值预报产品、地面中尺度自动气象站观测、常规地面及高空观测、新一代天气雷达及FY-2G卫星探测等资料对此次暖区暴雨预报失误进行剖析。结果表明:中低空急流增强及西南暖低压发展,为越南北部至广西中南部提供了高温、高湿、高能的环境条件,地形性辐合及涡旋触发了对流的发生,中尺度辐合线有效组织了对流的发展,雷达回波具有质心低、降雨效率高等暖云降雨的特征。预报员和数值模式短期时效内对暖区暴雨缺乏预报能力,未能准确把握可触发对流的机制,是预报失败的原因。预报员通过分析上游地区对流云团、地面中尺度辐合线演变及地形作用等触发条件,可以在短时临近时效内对暖区暴雨部分做出定性预报,发布预警信息,弥补短期预报的不足。因此,加强对暖区暴雨形成机理的认识,在预报中做好精细分析,是提高暖区暴雨预报能力的有效途径之一。     

山西暴雨数值预报系统

山西暴雨数值预报系统冀春晓，赵放（山西省气象台０３０００６）１引言多年来，暴雨的预报一直是很难解决的问题之一。随着科学技术的发展和计算条件的改善，数值预报渐渐成为气象预报的主要发展方向，而根据实际计算条件，研究适合本地区暴雨数值预报模式系统就显得非常...