庆阳地区大(暴)雨MOS预报方程初试

我局从1983年6月1日起开始接收北京气象传真广播中的各种物理量预报图。为不断总结经验,便于预报人员使用这些图表,我们将接收的十六张预报图(其中物理量预报图有十二张:500毫巴36、48小时涡度,36小时△H_(24),700毫巴36、48小时垂直速度,36、48小时水汽通量,36小时全风速,36小时假相当位温,850毫巴36小时全风速,300/850毫巴36小时散度,500/850毫巴36小     

应用物理量预告图作暴雨预报

1983年5月20日到8月10日,我们共接收北京气象中心播发的物理量预告图325张。通过对这些资料的统计分析和应用,感到它们对县站短期大—暴雨等转折性天气的预报有较好的参考价值。 我们对16张物理量预告图进行了统计分析,从预报时效上看,36小时预告图的时效以24—36小时为宜;48小时预告图以36—48小时为宜。从预报效果来看,700毫巴36小时T-Td图;700毫巴36、48小时和850毫巴36小时水汽通量图;700、850毫巴全风速图;700毫巴36小时θ_(se)图以及700毫巴36、48小时垂直速度等9张图,在降水预报中效果较好。当然,对于某一个天气系统,只用1—2张图是很难报出来的。尤其对强降水天气过程,更应全面分析水汽输送、层结稳定度、垂直速度以及高低空急流的所在位置。     

B模式大雨MOS预报方程

我站从1981年5月开始接收北京气象中心发送的北半球五层原始方程模式(简称B模式)形势预报图(500毫巴48小时预报和700毫巴36小时预报),经过1981年夏天的使用,我们感到在形势预报上效果较好。 我们利用1981年8月份我站大雨较多的机会。根据B模式数值预报图提供的信息,建立了大雨MOS预报方程,拟合了8月份出现的4次大雨,效果令人满意。 一、模式输出因子的挑选 1.副高信息的提取 预报实践证明,造成我县夏季较大降水的主要因素是天气系统的演变。在一般情况下,高原和西北地区的低槽24—48小时内     

2003年淮河上游区域暴雨的水汽特征

利用合成平均天气图资料和T213数值预报产品物理量中的水汽因子,对2003年6～7月出现在淮河上游的5次暴雨过程的水汽条件进行了分析,结果表明水汽分别来自孟加拉湾和南海;暴雨产生前后,850～500 hPa三层中均以850 hPa水汽含量最大,且辐合亦最明显;当850 hPa和700 hPa天气图上分别在桂林到长沙和昆明到贵阳有＞200×10-4kg·s-1·m-1·hPa-1和＞100×10-4kg·s-1·m-1·hPa-1的水汽通量大值中心,且上游风速又大于下游时,可考虑未来24 h淮河暴雨的产生;当T213数值产品中淮河上游区域的相对湿度、比湿和水汽通量的预报值大于诊断量的临界值的绝对值时,亦可作为暴雨预报的参考依据.     

低涡影响下的西北地区东部暴雨个例分析

利用常规气象观测资料、陕西区域自动站观测资料、多源融合逐小时0.05°×0.05°格点降水资料、 NCEP1°×1°再分析资料和卫星探测资料对2019年8月2—4日西北地区东部一次由低涡向东北方向移动引发的暴雨过程进行了诊断分析。结果表明：500 hPa中纬度低槽、副热带高压、低槽携带的弱冷空气及来自台风外围和副高外围的暖湿空气为此次暴雨过程提供了非常有利的条件;大气整层水汽通量及水汽通量散度在本次低涡暴雨预报中具有一定的意义,水汽通量的突增对应降水的增强,水汽通量大值中心叠加强水汽通量辐合区对应强降水落区;500 hPa正涡度平流使低涡移动发展,对暴雨的发展和移动有很好的指导意义,对流层低层温度平流对低涡移动路径方面有良好预报指示作用;对流层上层高位涡向下伸展,分裂的高值扰动可促使中低层气旋涡度发展,影响低涡加强,对流层中低层700 hPa附近上正下负的分布形态促进了不稳定能量的释放,有利于低涡暴雨的发生;暴雨期间卫星云图上表现为逗点型云带,与低涡系统对应良好。     

传真图使用的几点体会

目前我台使用的传真预报图有三种:欧州中期预报中心的48小时和72小时500毫巴形势预报图、日本的24、48和72小时传真预报图、B模式传真预报图。总的看法是欧州中期预报中心传真预报图的预报质量最高,日本的次之。B模式传真预报图的预报质量虽然低一点,但B模式传真图所提供的各种物理量场是提高降水预报质量,特别是提高暴雨预报质量不可缺少的宝贵资料。三种传真图各有所长,配合起来应用,可以取长补短,应用起来效果比较好。     

2014年河南汛期久旱转雨过程分析及模式预报检验

利用常规气象观测资料、土壤相对湿度监测资料以及数值模式预报产品对2014年汛期的久旱转雨过程进行了分析和检验。结果表明:环流调整是久旱转雨过程的必要条件;500h Pa高空槽东移配合中低层切变线和低空急流东伸加强及地面倒槽发展形成了此次天气过程;低空急流发展为此次暴雨提供充沛的水汽,暴雨落区与水汽通量和水汽通量散度以及垂直速度大值区位置相吻合,另外850~700h Pa大于64℃是此次暴雨预报的指标之一。对T639和ECMWF模式产品检验分析表明,两个模式都对稳定性降水预报有优势,ECMWF-THIN模式对降水预报有48小时提前量。     

传真图与单站预报工具的综合运用

我站于1979年底开始试用气象传真机,1980年初正式接收传真图。通过传真图的应用,扩大了我们的预报思路,增加了客观的预报依据,使我站的短期降水预报水平有了提高。现将我们接收日本的700毫巴垂直速度、500毫巴涡度实况分析图和700毫巴T—Td的24小时预告图这三个物理量场,用以制作降水预报;以及用700毫巴形势场与本站暴雨预报工具配合使用的一些体会介绍如下。     

B模式在我区降水预报中的试验

目前,利用数值预报结果作要素预报的方法有两种,一种是模式输出统计(MOS)法,另一种是完全预报(PP)法。根据我台的情况,选用 PP 法作本地36小时区域性降水预报的试验,经1982年5—9月试报,效果较好。一、预报因子的挑选我们普查了1979—1981年三年的自绘历史天气图,针对北京气象中心发送的 B 模式预报图(500mb48小时预报和700mb36小时预报),从中找出了适应 B 模式预报图上应     

寒潮暴风雪天气过程中数值预报产品的检验分析

采用1984－1994年3－5月的B模式物理量预告资料、ECMWF的500hPa高度场、地面气压场预告资料，逐个考察它们对寒潮暴风雪天气的预报能力，结果表明高度场、气压场、涡度、垂直速度、水汽通量、水汽通量散度、温度、全风速、温度露点差等预报量对阿勒泰区域性的寒潮暴风雪天气有较强的预报能力。     

山东夏季强降水的影响系统和物理量特征

应用2009—2013年6—9月山东全省加密自动站资料、地面和探空观测资料,选出了98次区域性强降水过程。统计分析了产生强降水的天气系统特征,把500 hPa天气系统分为6种类型,850～700 hPa天气系统分为5种类型,地面影响系统分为7种类型。统计分析了强降水过程中及前期24个代表大气热力、水汽和动力特征的物理量,给出了最小值、最大值、平均值和各阈值所占百分率。850 hPa 和700 hPa偏南风达到急流（≥12 m·s-1）强度的分别占56.1%和62.2%。对流有效位能（CAPE）≥300 J·kg-1占72.6%。K指数≥30 ℃占86.7%。沙氏指数SI≤0占75.5%。925 hPaθse≥68 ℃占82.2%,850 hPa θse≥66 ℃占74.8%。GPS/MET水汽监测大气可降水量≥55 mm占81.8%。850 hPa和700 hPa的水汽通量平均值分别为8.0和5.9 g·(cm·hPa·s)-1,水汽通量散度平均值分别为-4.6×10-9和-2.7×10-9 g·(hPa·cm2·s)-1。925 hPa、850 hPa和700 hPa的涡度平均值分别为12.6×10-6、12.3×10-6和9×10-6 s-1,散度平均值分别为-5.5×10-6、-3.1×10-6、-3.4×10-6 s-1。850 hPa、700 hPa和500 hPa的垂直速度平均值分别为-4.5×10-4、-7.4×10-4和-11.1×10-4 hPa·s-1。     

传真图在短期降水预报中的应用

我台从八三年6月1日开始接收北京气象中心16个物理量预报传真图,形势预报图接收使用更早一些。在使用中这些预报图对短期天气预报很有帮助,有的效果还很不错。下面粗浅谈一些体会:1、500毫巴48小时预报图上,当河套地区处于脊后或槽前时,则我区48小时一般有降水。     

2003年淮河上游区域暴雨的水汽特征

利用合成平均天气图资料和T2 1 3数值预报产品物理量中的水汽因子 ,对 2 0 0 3年 6～ 7月出现在淮河上游的 5次暴雨过程的水汽条件进行了分析 ,结果表明 :水汽分别来自孟加拉湾和南海 ;暴雨产生前后 ,85 0～ 5 0 0hPa三层中均以 85 0hPa水汽含量最大 ,且辐合亦最明显 ;当 85 0hPa和 70 0hPa天气图上分别在桂林到长沙和昆明到贵阳有 >2 0 0× 1 0 -4kg·s-1 ·m-1 ·hPa-1 和 >1 0 0× 1 0 -4kg·s-1 ·m-1 ·hPa-1 的水汽通量大值中心 ,且上游风速又大于下游时 ,可考虑未来 2 4h淮河暴雨的产生 ;当T2 1 3数值产品中淮河上游区域的相对湿度、比湿和水汽通量的预报值大于诊断量的临界值的绝对值时 ,亦可作为暴雨预报的参考依据     

青海高原夏季降水异常及其水汽输送特征分析

通过对青海高原夏季降水异常及其水汽输送特征的分析表明:(1)青海高原夏季降水的年代际变化总体呈先增后减的抛物线型变化,80年代中期以前没有明显的变化周期,80年代末以后存在较稳定的3年周期,目前正处于一相对多雨时期。(2)青海高原夏季整层水汽通量在50~150kg·m-1·s-1之间,自西界向东界增加,近43年空中水汽收支整体上呈增加趋势。(3)旱年青海高原空中水汽偏少10~40kg·m-1·s-1,水汽通量散度场除北部呈辐合加强外,其余地区均为水汽通量辐散加强区。涝年青海高原水汽输送偏强10~20kg·m-1·s-1,水汽通量散度场表现为整个区域的辐合加强。(4)旱年青海高原空中水汽收支呈“盈余”状态,但比平均状况少2923·3kg·s-1,减幅为21·88%;涝年空中净水汽通量也呈“盈余”状态,但比平均状况多7253·6kg·s-1,增幅达53·99%。     

西南低涡东移引发重庆暴雨的综合诊断

利用NCEP/NCAR Reanalysis 1°×1°格点资料和MICAPS实时观测资料,使用水汽散度垂直通量、湿螺旋度等新型诊断物理量,对2009年8月2~4日发生在重庆地区由西南低涡东移引发的暴雨做了综合分析。结果表明:水汽主要在大气低层850hPa附近积聚,上升运动强,水汽的辐合上升区域与降水大值区较吻合。500hPa湿z-螺旋度负值区水平分布与相应时段降水落区和强降水中心的分布对应较好,垂直分布上:暴雨区低层正涡度、水汽辐合旋转上升与高层负涡度、水汽辐散相配合,是触发暴雨的有利动力机制。      

伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨及其暴雨特征

利用降水实测资料、1°×1°的NCEP格点再分析资料对2000年以来的伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨过程进行统计分析。结果表明:伴有区域暴雨的重庆秋季连阴雨过程主要发生在9月份,重庆西部地区为伴有区域暴雨的连阴雨过程的多发区;可将连阴雨期间区域暴雨就有无台风西进登陆我国分为两类,两类暴雨的影响系统的差异表现为,没有台风登陆时700hPa/850hPa的主要影响系统为切变线或者西南涡;有台风登陆时的主要影响系统则为台风倒槽;24小时变温、低层涡度、假相当位温、整层水汽通量以及比湿对连阴雨期间暴雨的预报有较好的指示意义,同样表征水汽条件的相对湿度的指示意义较差。      

近10年夏季西北地区水汽空间分布和时间变化分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料对近10年(2000-2009年)夏季西北地区整层大气水汽的时空分布进行了分析。结果表明:(1)近10年西北地区夏季大气可降水量和水汽通量分布呈两头多、中间少。700～200hPa的水汽通量值要比地面至700hPa的大,在南疆盆地,地面至700hPa的水汽通量值比700～200hPa的大,水汽通量在600～450hPa之间比较丰富;(2)整层水汽通量散度辐合区对降水落区的预报具有指导意义,除甘肃河西地区外,其他地区低层(700hPa以下)和高层(700hPa以上)的水汽通量散度呈反位相分布。(3)近10年西北地区水汽输送主要来自西风带在青藏高原西侧分为南北两支所携带的水汽、孟加拉湾的水汽随西南风输送以及西风带爬上青藏高原沿高原南边输送,而造成整层水汽通量年变化的主要原因是西风带输送水汽能力的大小。(4)近10年西北地区整层水汽通量呈线性增加,整层水汽通量的年变化趋势基本上可以指示地面降水的年变化趋势。(5)西北地区近10年夏季水汽来源主要以经向输送为主,纬向水汽通量对于西北区水汽净收支起决定作用。     

温州市区5——6月中到大雨短期预报的MOS方法

为摸索日本传真预告图在我市(32°N以南)的预告能力,我们以80—82年5—6月日雨最(20—20时)>10毫米,共34个样本为预报对象,应用JMH台广播的08时FUFE_(502)(500mb高度,涡度24小时预报)、FSFE_(02)(地面气压、降水量24小时预报)和FX FE_(782)中的700毫巴垂直速度24小时预报以     

2012年春末昆明大暴雨的中尺度对流系统特征分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR逐6 h 1°×1°再分析资料、FY 2E红外云图TBB资料、昆明C波段多普勒雷达探测资料,结合中尺度数值模式的模拟结果,分析了2012年5月24日晚昆明大暴雨期间中尺度对流系统演变特征及形成机理。结果表明,此次大暴雨是在高低空系统最佳配置下产生的。降水峰值出现时,低层增暖湿,从地面到500 hPa呈显著的对流性不稳定层结,700～500 hPa垂直风切变达14 m·s-1。纬向结构上,暴雨中心低层东风增强,300 hPa以下纬向风辐合,中心强度为-28×10-5 s-1,150 hPa以下上升气流中心强度为21 m·s-1,近地面水汽通量辐合为-20×10-5 g·hPa-1·s-1·cm-2;经向上,暴雨中心500 hPa以下南风风速辐合,上升气流增强,强度与纬向一致,低层水汽通量辐合中心强度为-30×10-5 g·hPa-1·s-1·cm-2,强于纬向水汽通量辐合。此外大暴雨中地形对南风的强迫也是显著的,抬升速度在0.4~1.0 m·s-1。这次强降水分为初始、加强、回落和衰减四个阶段,昆明近地层浅薄冷空气加强时,引发其东侧对流单体移向昆明,强降水发生;然后南风出现脉动,局地湿层增厚和垂直风切变加大,促使对流单体两度增强并出现降水峰值;第三次峰值则是弱南风脉动及对流单体合并所造成,由于移入的单体较之原地发展的单体弱得多,原地单体作用的降水峰值也明显小于前面两次。对流降水回波属于暖云性质的热带低质心降水回波。     

T639模式对2008年长江流域重大灾害性降水天气过程预报性能的检验分析

利用在国家气象中心业务运行的T639模式、常规观测资料以及NCEP分析资料(1°×1°),对2008年汛期(5-9月)发生在长江流域的重要降水天气过程进行了模拟和检验,结果表明:T639模式对一般性降水的雨区范围、位置及移动趋势都做出了较正确的预报,24 h小雨预报TS评分为56;对主要影响系统如高原槽、低空西南急流及西南涡和亚欧中高纬大尺度环流背景均有较准确的刻画;在各种物理量场检验中,反映暴雨动力结构的涡度场、散度场及全风速的模式预报性能稍差,反映水汽条件的比湿及水汽通量散度场预报效果较好。此工作对该模式的应用及进一步改进提供一些有意义的参考依据。