“CMA北京模式”中三种不同阵风诊断方案在北京地区大风预报中的评估

数值模式预报是阵风预报的重要途径之一,对“中国气象局北京快速更新循环数值预报系统（简称CMA北京模式）”中AFWA、UPP、IUM三种阵风诊断方案在北京地区大风预报中的性能进行了分析评估。两次大风过程的分析以及各季节大风预报的批量试验检验结果显示:三种方案的阵风预报存在明显差异,IUM方案的阵风预报能力优势明显。IUM方案对冷空气大风和雷暴大风预警都有较好的指示意义。其对2020年3月18日冷空气大风过程中大风起始时间、大风区位置和演变以及过程极大风速均有较好的预报效果,对2020年8月2日雷暴大风过程中大风区范围预报偏大且位置存在偏差,但对大风预警的指示意义最强。IUM方案的阵风风速预报整体偏强,但对各个季节达到或超过5级阵风的等级预报较为准确。总体而言,IUM方案对北京地区大风预报性能较好,基于该方案制作的阵风预报产品可为大风预报提供有力支撑。      

台风大风预报研究回顾

大风是台风引发的三大灾害之一,考虑到现有的台风大风研究相对较少、预报经验也比较不足,因此对其预报方法进行回顾总结具有十分重要的意义。从经验预报、统计预报、数值模式预报及数值预报产品释用等4个方向梳理了台风大风预报技术的研究与应用现状:天气图、卫星云图和雷达图是经验预报中非常重要的工具;统计预报根据方法的不同可细分为回归预报、客观相似预报和气候持续性预报;数值模式预报方面,国内外多家机构都研发了相应的台风大风预报产品;数值预报产品的释用目前则包含了动力释用、统计释用和人工智能释用。同时总结了上述4类预报方法各自的优势和不足。最后,讨论了未来研究与实际业务中进一步提高台风大风预报能力的可能发展方向。     

河西走廊东部大风气候特征及预报

利用河西走廊东部1971—2010年4个气象站大风（≥6级,即10min平均风速≥10.8～13.8m/s）资料,系统分析了该区大风的时空分布、强度和持续性等气候特征。结果表明,河西走廊东部大风天气主要发生在山区和沙漠边缘;年、年代际大风日数总体呈减少趋势,3—5月是大风的高发期,占全年大风日数的34.8%～56.8%,其次是2月、6月和11月;各强度大风日数的变率较大,随着大风强度的增强,大风日数迅速减少;大风天气具有持续性特征,最大风速大多出现在持续大风时段内。采用2003—2007年逐日20时ECMWF数值预报格点场资料,按照Press准则进行预报因子初选,运用逐步回归预报方法进行预报因子精选,使用最优子集回归建立大风预报方程,并用双评分准则（CSC,couple score criterion）确定各季节各地大风预报全局最优的显著性方程,预报方程通过了α=0.01的显著性检验。预报方程回代拟合率为66.7%～73.4%,预报准确率为58.8%～67.5%,达到了一定的预报水平,可为大风的业务预报提供客观有效的指导产品。采用最大靠近原则确定了大风预报临界值和预报、预警的级别。     

基于Logistic模型的干、湿环境下江淮夏季雷暴大风潜势预报研究

利用2009—2015年江淮夏季雷暴大风观测资料和NCEP再分析资料,按整层可降水量将雷暴大风环境划分为干、湿两种环境,结果发现湿环境雷暴大风日约占总雷暴大风日数的86%。基于物理量参数和Logistic回归方法构建了江淮夏季干、湿环境下区域雷暴大风的潜势预报模型。西南区、东南区和北区湿环境雷暴大风的最显著预报因子分别是冰雹指数(CS)、K指数和沙氏指数(SI)。干环境雷暴大风的最显著预报因子是总指数(TT)。相对于大风指数(WINDEX),综合考虑热力学作用和高空水平动量信息的新大风指数(GUSTEX)对江淮干、湿环境雷暴大风的预报指示意义更好。通过历史样本回报确立了预报模型的概率阈值,并利用2016年独立样本试预报检验证明Logistic模型预报效果良好。     

绵阳地区大风的分析预报

绵阳地区地处四川盆地北部,是冷空气入侵四川的门户,大风是常见的灾害性天气。长期以来,大风预报以经验为主,故常有失败。近两年来,我们在总结以往经验的基础上,对大风作了较为系统的分析研究,并建立了较为客观的预报模式,从而使大风预报准确率显著提高。本文仅就我区冬半年(10—5月)大风的分析预报作一介绍。     

淄博市冬季偏北大风的分县预报

在分析淄博市冬季偏北大风时－空分布特征的基础上,首先用ＰＰ法建立了大风的初步筛选预报方程,尔后选用不同的预报判据进行冬季偏北大风的分县预报。经试用,对大风分县指导预报有一定意义。     

淮北夏半年大风预报方法的建立及检验

利用T639业务数值模式预报场和大风观测资料,分别采用I_W雷暴大风指数和多个对流指数方法,计算相对应的指标值,建立淮北市夏半年大风预报方法,得到淮北市大风的短期预报结果,并对2011年的预报应用情况进行检验。结果表明：基于T639业务数值模式的I_W大风指数与多指标的叠加,实现夏半年定量和定性的大风预报。将多种不稳定指标与T639数值模式相结合的叠加预报,当4个指标中有3个满足条件时预报淮北有大风出现,否则没有大风;I_W大风指数的风速预报与实际极大风速较为接近。两种预报方法对淮北市的大风预报具有较好的指导作用,多数大风天气能够预报准确,但是容易空报,不太容易漏报。     

北京雷暴大风气候特征及短时临近预报方法

北京地区雷暴大风的预报准确率低而且时效短.为了提高对这种灾害性天气的预警能力,在气候统计的基础上,研究了潜势预报方法和临近预报算法.对1998-2007年134个雷暴大风过程的统计结果表明,北京地区绝大多数的雷暴大风具有下击暴流特征,而且冰雹的落区附近也是大风的爆发区之一.因此,负浮力的作用和对冰雹具有指示性意义的因子是研究雷暴大风预报方法应主要考虑的因素.500hPa环流背景分析表明,尽管绝大多数雷暴大风爆发时对流层中层有干空气侵入,但是还有少数个例产生在偏南暖湿气流中.目前,对后一类大风产生的机制仍然不清楚.研究表明,当对流层中层有干空气侵入时,有利于雷暴大风出现的环境条件是:下沉气流具有较大的不稳定性,同时对流层低层环境大气的温度直减率较大.此外,还讨论了经验指数--大风指数在北京地区的应用.基于上述的研究,形成了北京地区雷暴大风短时潜势预报方法,还使用相关分析和多元回归分析技术建立了基于雷达观测和环境条件的雷暴大风临近预报方程.个例分析表明,临近预报方程对于飑线和弓形回波等带来的地面大风具有一定的预报能力.     

广西大风短临预报预警方法的研究与应用

分析了大风短临预报的现状、困难和原因,重点介绍数据挖掘技术在广西大风短临预报预警方法研究中的应用,利用2019年7月11日—9月11日期间的数据,对广西大风短临预报预警系统的预报能力进行TS评估和时效性检验,结果表明:该系统对广西89个台站所做的大风蓝色预警、大风黄色预警,以及不分级TS评分检验,预报准确率达到18%以上,具有较好的准确率和提前量。     

我国大风机理研究和预报技术进展

大风作为常见且影响严重的天气现象,可在各类天气系统和地形综合影响下产生。全面认识其机理和预报方法,对风灾防御和风能利用都有很大帮助。本文梳理了我国气象观测和业务预报关于大风定义、大风分布特征以及雷暴、台风等主要灾害性系统大风分布情况。之后简述雷暴、台风、冷空气等系统产生大风的机理,以及复杂地形下垫面的热力和动力作用对局地大风的影响,概括了不同系统大风预报技术的研究进展。最后总结大风研究现状和不足。     

黄渤海大风统计分析和预报方法

根据多年预报服务经验 ,针对海上航运作业所需海上大风预报服务 ,对黄渤海域预报海区的大风气候资料统计分析 ,归纳出 5种海上大风预报模式的预报方法。     

太平机场春季偏南大风统计定量预报

春季经常因大风给飞机起飞着陆造成严重影响,所以准确预报出风速大小对保障飞行安全非常重要。本文根据多年实践经验,利用哈尔滨太平机场6 a的气象历史资料,通过逐步回归法建立春季偏南大风风速的线性回归预报方程,对哈尔滨太平机场春季偏南大风做出客观、定量、快速的预报,为预报员在实际工作中预报春季偏南大风提供了重要参考。     

春季大风短时预报专家系统

大风是酒泉的主要灾害性天气之一,尤其是春季(3—5月)大风比较频繁,对工农业生产危害甚大。关于大风的研究,我台在短期预报方面曾做过大量工作,但对短时预报还是一种新的尝试。本文在挖掘、收集预报员经验的基础上,根据当地大风出现的规律及特点,充分利用上游站实况信息,从天气形势演变入手,整理了一套酒泉市区时效为0—6小时的春季14—20时大风短时预报专     

我国沿海气旋大风天气气候分析

气旋大风是我国沿海大风预报中较难掌握的天气过程,要提高对气旋大风的预报能力,必须了解其气候特征。本文对1949—1978年30年1835个气旋过程和1959—1978年1246个气旋中出现的633次大风过程资料进行统计分析,揭示了我国沿海地区的气旋及其大风朐气候概况和大风天气形势特点。 一、气旋气候特征 我国沿海气旋主要来自黄河气旋、江淮     

近50a阿勒泰地区大风的环流分型及预报

利用1961~2010年阿勒泰地区7个观测站地面大风观测资料,统计分析了阿勒泰地区大风日数的时空分布规律及变化特征,结合2007~2012年35个大风个例的历史天气图、ECMWF和T213数值预报产品,进一步分析了大风天气环流特征,总结归纳出不同天气形势下大风预报指标和预报方法,并进行检验。结果表明:阿勒泰地区年大风日数为30 d,春季最多,冬季最少;各县市大风日数年际变化差异较大,均呈明显减少趋势,就全区而言,其气候倾向率为-8.5 d/10 a;受地形显著影响,西北部为大风多发区,东部最少。根据环流形势特征,该区大风主要分为冷锋型、动量下传型、回流型、中小尺度型4种类型。根据归纳的大风预报指标及预报方法,得出该地区2011~2012年大风预报准确率为77%,效果较好,在预报业务中具有重要的参考价值。     

黄渤海大风统计分析和预报方法

根据多年预报服务经验。针对海上航运作业所需海上大风预报服务，对黄渤海域预报海区的大风气候资料统计分析。归纳出5种海上大风预报模式的预报方法。     

洪泽湖春季大风预报专家系统

洪泽湖是我国五大淡水湖之一,湖面广阔、资源丰富。湖面大风,尤其春季大风是开发利用湖区资源的重要灾害性天气。因此,作好湖面大风预报,成为预报人员一项紧迫的任务。 我们在我市总结的“洪泽湖大风预报方法”的基础上,研制成洪泽湖春季大风预报专家系统。该系统使用BASIC语言,在PC-1500(8K)计算机上通过一些优化措施得以实现。本系统在现有的资料、预报经验和理论水平的条件下,将预报准确率提高一步,达到客观、定量的目的。     

ECMWF细网格数值预报产品在乌鲁木齐东南大风 预报中的释用

利用ECMWF细网格数值预报产品和区域自动站、风廓线雷达等常规观测资料,对乌鲁木齐2013年春季南郊发生的一次东南大风过程进行诊断分析和预报释用,揭示了乌鲁木齐东南大风发生和维持的物理机制,发现细网格资料在预报时空分辨率和预报性能等方面均有提高,对东南大风预报具有指示意义,提高了预报的准确性。分析表明：达坂城至南郊一带东南风频发是由于春季地面蒙古高压部分南掉,形成东西间气压梯度力同乌鲁木齐南郊地形狭管方向一致时,并在“慢坡”重力下滑的共同作用下所形成的回流型东南大风;细网格850hPa风矢量、10m高度上的风、海平面气压场、2m高度上的温度等要素预报,对乌鲁木齐南郊东南大风的起止时间、风速量级及落区的预报有较好指示意义。     

山东WRF集合概率预报对台风“麦德姆” 逐6h精细化预报检验

用山东WRF集合预报72h预报时效内逐6h概率预报产品对2014年7月24—26日台风“麦德姆”影响山东期间产生的强降水和大风进行了检验。结果表明：WRF集合对强降水和大风有较好的预报能力,总体预报效果较好。强降水和大风的概率都是初期预报概率偏小,后期预报概率较高,开始和结束时间比实况滞后6～18h ,前期漏报率高,后期空报率高,总体来说23日20时的预报优于08时的预报。台风低压中心强度和移动路径与实况基本一致,但移速偏慢,这是导致强降水和大风前期漏报后期空报的主要原因。     

MM5模式在三峡工程大风预报中的应用及检验分析

利用基于MM5中尺度模式的短时预警系统的逐小时风向风速预报产品和三峡工程周边自动气象站逐小时观测资料,对2007年1月至2008年5月三峡坝区发生的大风大气进行预报检验分析.结果表明,中尺度模式对雷雨大风基本无预报能力,但对晴卒系统性大风有很强的预报能力,模式可以对晴空系统性大风的出现时间、强度变化趋势和风向提供较准确的预报,对晴空系统性大风的结束时间也有一定的预报能力.宜昌市气象局利用基于中尺度模式的短时预警系统预报晴空系统性大风,用多普勒雷达对雷雨大风进行临近监测,近年来在三峡工程气象保障服务中取得了良好的服务效果.