月动力延伸预报产品在西北地区月降水预测中的释用

利用西北地区较密的163个气象观测站点逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料500 hPa逐月高度场和月动力延伸集合预报500 hPa高度场资料, 进行了气候预报、持续性预报、实况解释检验和月动力延伸预报产品释用预测试验的比较。结果表明:实况解释检验结果的准确率 (PS) 评分最高, 气候预报平均PS最低, 月动力延伸预报解释应用方法略低于实况解释检验, 高于气候预报和持续性预报。PS的空间分布表明, 月动力延伸预报解释应用结果和实况回报试验的分布非常相似, PS最大值分布在青海南部、陇南和陕西大部等各月降水气候值相对较大的地区, PS较小的地方则在新疆部分地区、甘肃河西西部等各月降水气候值相对较小的地区, 西北其他地区PS值相差不明显。此外, 利用密集站点资料进行解释应用的效果高于利用稀疏站点资料的结果, 表明更多观测信息的应用有利于改善预测技巧。     

太原雷暴大风潜势预报方法研究

利用太原市7个国家观测站实况、探空以及MICAPS等资料，对1998—2018年5—9月太原的雷暴大风进行天气学分型，选取雷暴大风的消空因子以及不同天气型下的预报因子并确定其阈值，利用指标叠套法，建立雷暴大风潜势预报方法，并进行预报检验。结果表明：(1)选取700 hPa温度露点差、850 hPa与500 hPa的温差、条件性稳定度指数和混合相层4个环境参数作为消空因子并确定了消空阈值。（2）将雷暴大风分为高空槽型、冷涡型、切变线型、西北气流型和副高边缘型5类，选取了5类天气型下雷暴大风的预报因子，利用指标叠套法，建立了太原雷暴大风潜势预报方法。(3)运用雷暴大风潜势预报方法开展历史样本回报检验和2019-2020年试预报检验，取得了较好的预报效果。     

DERF2.0模式11-40天逐日环流预报效果评估

利用1983-2013年DERF2.0模式预报资料和ECMWFERA-Interim逐日再分析资料,评估了DERF2.0模式未来11-40d环流预报效果,结果表明:200hPa高度场预报平均效果最好,预报与实况的距平相关系数(ACC)通过显著性检验达到17d,500hPa高度场为13d,200hPa纬向风场仅11d,200hPa经向风场和850hPa纬向风场预报效果最差,预报与实况的ACC均未通过显著性检验。热带地区200hPa和500hPa高度场预报效果最好,11-40d预报与实况的ACC均通过了显著性检验。     

华北地区雷暴大风的时空分布及物理量统计特征分析

利用2011—2015年4—9月华北地区主要区域(北京、天津、河北、山西)的重要天气报和雷暴观测资料,统计分析了该地区雷暴大风的时空分布等特征。结果表明,华北地区雷暴大风出现最多的月份为6—7月,最多的时次为下午到前半夜,大范围雷暴大风天气过程起始时间多为13:00(北京时,下同)-15:00,持续时间为4~8 h,高海拔地区出现雷暴大风的频次大于低海拔地区。在将华北地区站点分为高海拔站点和低海拔站点的基础上,使用2011—2013年4—9月的NCEP物理量分析场对雷暴大风过程的指示性进行统计分析,结果表明:多数常用的热力指标需考虑季节因素;下沉对流有效位能阈值基本不随季节变化,并对高海拔和低海拔区域的雷暴大风的出现及其范围均有一定的指示性;对流抑制能量、0~3 km垂直风切变、低层散度、500 hPa风场、整层可降水量、500 hPa相对湿度08:00—14:00变化等物理量在一些具体方面对于雷暴大风的出现及范围有一定的指示性。主要发生在高海拔地区的雷暴大风天气过程,850 hPa的相对湿度均在50%以下;主要发生在低海拔地区的雷暴大风天气过程,850 hPa的相对湿度基本在50%以上;850 hPa相对湿度较大的大范围雷暴大风天气过程,850 hPa和500 hPa的温差在24~28℃,850 hPa相对湿度较小的大范围雷暴大风天气过程,850 hPa和500 hPa的温差则常常达到30℃或以上。     

台风“浪卡”（2016）暴雨成因及数值预报模式偏差分析

利用常规气象资料及NCEP再分析资料,采用天气学分析和检验方法,对2020年第16号台风"浪卡"造成广西暴雨的成因及数值模式预报偏差原因进行分析。结果表明:(1)南亚高压快速西移使高层辐散加强,500 hPa台风倒槽加强,低层东南急流形成的水汽强辐合,地面冷空气侵入的触发抬升是造成此次台风暴雨的主要原因;(2)副热带高压加强西伸使台风与高压之间气压梯度增大,高原东侧低压槽与台风倒槽的结合是造成500hPa台风倒槽发展加强的重要原因;(3)登陆越南后路径预报偏南、登陆后副高强度预报偏强、低空偏东风急流漏报以及地面冷空气预报偏强是EC数值模式暴雨落区预报偏差的原因。     

长江上游大范围致洪暴雨的成因分析

使用1981～1996年6～8月长江上游19站日降水资料以及同期500hPa、700hPa、850hPa天气图资料，分析了其间长江上游113个暴雨日的主要影响系统。结果表明，按500hPa环流形势划分，可将长江上游大范围致洪暴雨分为北槽南涡类、低涡切变类、河西小槽类等三种类型，其中北槽南涡类和低涡切变类对长江致洪影响极大。同时，以1981～1996年6～8月08时500hPa、700hPa、850hPa资料为初始场，结合日本数值预报产品，归纳出了长江上游未来24小时内大范围暴雨的预报判据。     

对ECWMF和T639数值模式产品在新疆暴雪影响系统预报能力中的检验

本文使用2009～2012年新疆冬季43场暴雪天气过程中ECWMF和Ｔ639L60（2.5*2.5）数值预报产品预报场资料,通过天气学检验方法,对新疆主要影响系统,即西西伯利亚低槽、乌拉尔山大槽、北方横槽、中亚低值系统和其对应的高空500hPa形势、海平面气压做72小时内的滚动预报场与相对应实况场的检验。检验结果表明：两家模式对于高空500hPa形势场预报都比较好,尤其是48h之内,ECWMF的准确率略高于T639;海平面气压场两家模式的预报准确率均低于500hPa形势场,T639要优于ECWMF,尤其是48h之内,一般海平面气压中心强度的预报值较实况会有偏小3～5hPa的误差,以上结论可较好地指导预报业务。     

集合预报在渤海极大风预报中的应用

利用2015年2月至2018年2月地面气象常规观测中逐小时极大风及欧洲中期天气预报中心集合预报中6 h极大风预报数据,选取渤海海域代表站点,对集合预报极大风产品进行预报误差特征分析。分析表明:集合预报极大风产品的离散度明显偏小于均方根误差,各个预报成员的预报结果集中与否并不能反映出预报可信度。受模式预报能力所限,无法简单通过集合预报选取出最为可信的预报结果。集合平均、第75%分位值、最大值在极大风预报中各有优劣,因此基于以上三个统计量及不同量级风速发生的频率建立了渤海极大风预报客观订正方法,试验对比分析表明,该订正方法可以使极大风预报准确率有效的提高,为大风天气过程预报提供重要参考。     

6—7月江苏区域5天暴雨趋势中期预报系统

本文介绍了江苏省气象台研制的区域暴雨中期预报系统．该系统选用距离系数相似法、指数相似法等统计方法将欧洲中心预报的500hPa高度场与历史上500hPa高度场找相似，及中期暴雨天气过程概念模式制作预报．从天气学意义出发，用ECMWF预报的500hPa高度场、850kPa风场、温度场建立了一系列的中期时效的暴雨预报指标。该系统从ECMWF的格点资料处理到预报结果的给出，全部是由计算机自动连续进行的，在日常业务工作中使用有迅速、及时、准确的优点。     

基于MOS的广西北部湾沿海秋冬极大风速精细化预报

采用北部湾北部沿海6个自动站实况资料和欧洲中心细网格数值预报产品,根据模式输出统计法(MOS),对广西北部湾地区2012年—2016冬半年(9月到次年2月)日极大风速建立站点秋冬季不同预报时效的多元线性回归方程,并用2017冬半年的数据进行TS检验评分.结果表明,秋冬季日极大风速和代表引导气流的500hPa蒙古槽、代表...     

1986－2006年抚顺大风特征分析及预报

选取1986－2006年抚顺地区3个测站地面自记风资料,探讨抚顺地区大风的时空分布规律。结果表明：近20 a抚顺地区大风有多个高值年和低值年,平均7－8年为1个波段,2002年后大风日数明显减少。春季大风最多,冬季最少。根据环流形势特征,将大风分为两高夹低型、东高西低型、西高东低型和中小尺度型4种天气环流类型。建立了偏南大风、偏北大风和中小尺度型大风的预报指标和预报方法,为大风预报提供依据。选取2001－2006年40次大风观测数据进行预报效果检验,预报正确率为62％,检验效果较好。     

1986-2005年抚顺大风特征分析及预报

选取1986-2005年抚顺地区3个测站地面自记风资料,探讨抚顺地区大风的时空分布规律。结果表明：近20a抚顺地区大风有多个高值年和低值年,平均7—8a为1个波段,2002年后大风日数明显减少。春季大风最多,冬季最少。根据环流形势特征,将大风分为两高夹低型、东高西低型、西高东低型和中小尺度型4种天气环流类型。建立了偏南大风、偏北大风和中小尺度型大风的预报指标和预报方法,为大风预报提供依据。选取2001-2005年40次大风观测数据进行预报效果检验．预报正确率为62％,检验效果较好。     

多时次多尺度波谱相似预报风要素

利用1975～2004年500hPa高度和850hPa温度格点场的历史资料,分别计算出不同纬度带的超长波和长波合成波,以此作为风要素预报的基本资料。根据谐波分析原理,结合相似系数法和相似距离法建立一套多时次、多尺度波谱相似预报模型,并提出相似离度概念。经过近两年的运行试验,该预报模型运行稳定,检验结果表明,对于由风压定律制约的风要素预报具有较大的参考作用,在大尺度天气形势控制下,与当地地形、地貌结合形成的风要素预报不失为一种简便易行的风向风速预报方法。利用多时次多尺度动态相似法制作风要素预报既考虑了物理量场不同尺度的空间相似,又考虑了连续时间的过程相似,因此这对中期天气过程的预报是有意义的。     

俄罗斯探空观测减少对GRAPES模式的影响分析

在观测资料同化系统中,探空资料是重要的资料之一。由于俄罗斯探空观测在2015年1月进行了调整,分别在0000UTC和1200UTC减少部分探空观测,为检验探空观测调整对GRAPES模式的影响,选取2014年1月从中国气象局国家气象信息中心数据库中检索到的探空资料进行了影响试验。从分析检验结果来看,俄罗斯探空站点减少后GRAPES模式对俄罗斯大部地区的风场分析变差,对其他地区风场分析影响不大;俄罗斯地区和东亚地区的高度场分析略有变好,这与缺失站点高度场观测质量有关。从500hPa高度预报场的距平相关系数变化来看,减少观测对东亚地区5d以后的预报略有改善,其他地区预报影响变化不大。     

阿图什地区春季大风的影响系统分析

为了提高大风预报水平，对造成阿图什地区1980─1989年3—5月中96次大风天气个例，进行了500hPa、700hPa、地面影响系统的普查，并以500hPa影响系统为基准，从不同角度，对应分析了500hPa、700hPa、地面影响系统之间的关系。得出，500hPa和700hPa出现最多和次多的影响系统均为南支槽、巴尔喀什湖槽；地面影响系统最多为哈萨克丘陵地区高压，次多为中亚地区高压、乌拉尔山高压。不同的大风天气个例，在各层出现的影响系统也不尽相同；在同一次大风天气过程中，50OhPa和700hPa的影响系统也不是完全相同，即使在500hPa或者700hPa的影响系统类型相同，对应于地面的影响系统类型也不是固定不变的。各层影响系统多以东移为主，移速自下而上逐渐减小，且影响系统以深厚系统居多。     

登陆台风站点大风预报的人工神经网络方法

利用数值预报格点资料预报登陆台风影响时,沿海地区站点风的预报是各站点的定时二分钟风向风速。通过对MICAPS站点资料进行整合、分析,选取了沿海地区400多个资料比较齐全的站点和海岛站作为预报站点。用NCEP再分析场的格点资料做相关性分析,选定9个预报因子。运用BP网络对每个站点分别建立纬向风和经向风人工神经网络模型,拟合风速的绝对值误差是1.3 m·s~(-1)。独立样本检验,风速绝对误差在2 m·s~(-1)以内。     

梧州副高边缘午后局地性短时雷暴大风潜势预报初步

通过对2007年5～9月当梧州处于500hPa副热带高压边缘(本站500hPa高度≥585gdpm)时午后出现的多次短时雷暴大风天气进行分析,利用本站的地面、探空资料和T-lnP图,初步做出梧州处于副热带高压边缘时午后易出现短时雷暴大风潜势预报的预报指标.     

基于ERA5再分析资料的余姚地区阵风预报模型探究

利用2007—2017年余姚地区44个气象自动站观测数据和欧洲中心ERA5再分析资料,对余姚地区日极大风分布进行了统计分析,并提出一种本地化的经验阵风预报模型(雷暴日除外)。研究发现:余姚地区日极大风呈正态分布,风力峰值为4～5级,平均每年大风日占比达7.03%,累计大风时次占比3.32%,年平均大风日26 d。风力越小,阵风与平均风之间的线性拟合效果越好。影响阵风预报的因子主要有10 m平均风速、925 hPa风速、地面粗糙度、摩擦速度和3 h变压。6级及以下阵风预报中,业务中的阵风经验系数1.4容易造成余姚本地阵风预报偏低,适用于余姚本地阵风预报经验系数为1.775;6级以上阵风预报经验方程考虑了平均风速、垂直动量下传、水平动量传输、地面摩擦和海拔高度订正,其与925 hPa风速的平方呈正相关,与摩擦速度呈自然指数相关,经验方程相对于经验阵风系数的预报拟合优度提升了59.61%;经验阵风预报方程通过了2018—2019年的数据检验,该方程对1～2级阵风预报偏高,3～5级效果最好,6级阵风的预报偏低;6级以上的阵风等级预报准确率达55.2%。地形摩擦作用在冷空气大风与台风大风过程中尤为重要,这两类过程阵风系数分布类似,但台风带来的动量下传比冷空气更为明显。     

山东省雷暴大风天气学分型与物理诊断量统计特征

使用MICAPS地面气象观测资料和探空资料,对山东省2009—2016年4—9月产生的雷暴大风以500 hPa天气系统为主进行分型,并以低层(850 hPa)中尺度天气系统和地面天气系统为辅对各型雷暴大风进行分类。然后,采用百分位数法统计分析各型雷暴大风发生时的物理诊断量,并给出各物理诊断量的临界值。结果表明:(1)基于500 hPa天气影响系统配置,山东省雷暴大风分为槽前型、槽后型和副高边缘型,再根据雷暴大风落区与850 hPa天气系统的位置关系,又分为切变线辐合类、偏南气流辐合类和偏北气流辐合类3种类型,而根据海平面气压场中天气系统与雷暴大风的位置关系,则将产生雷暴大风的地面天气系统主要归纳为6种类型。(2)将山东省划分为内陆地区和半岛地区,4—6月内陆地区雷暴大风的适用物理诊断量为850 hPa与500 hPa温差(DT_(850-500))、500 hPa与850 hPa风速差(DV_(500-850))、风暴强度指数(SSI)和大风指数(WI),半岛地区代表大气热力和动力综合特征的物理诊断量SSI和WI对雷暴大风的指示性较好。(3) 7—8月山东全省,代表大气热力不稳定的物理诊断量即对流有效位能(CAPE)、K指数、抬升指数(LI)、700 hPa与850 hPa假相当位温差(Dθ_(se700-850))、强天气威胁指数(SWEAT),对雷暴大风有较好的指示性。(4) 9月山东省雷暴大风主要发生在半岛地区,Dθ_(se700-850)、SSI、SWEAT和DV_(500-850)对雷暴大风具有较好的指示性。     

阿勒泰地区一次强寒潮天气成因分析

利用常规观测资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)预报产品及T639数值模式的初始场和预报产品,运用天气动力学诊断方法对阿勒泰地区2014年4月23—24日寒潮天气进行诊断分析和检验。结果表明:欧洲脊向西北方向强烈发展,脊前西北急流带建立加强,引导新地岛附近的强冷空气东南下到西西伯利亚地区堆积增强;欧洲脊顶部受冷空气侵袭,快速向南衰退,促使西西伯利亚强冷空气大举南下,形成寒潮天气。850hPa强冷平流及前期地面气温异常偏高是形成强降温的主要原因;强冷平流和高空动量下传是造成强风的主要原因。08时起报的ECMWF 850hPa温度预报较20时的稳定;ECMWF对于96h内850hPa温度预报误差较小;ECMWF对于大风区预报能力较T639的略强,但对于极大风速出现时间、大风的起风时间、大风持续时间的预报,两个模式在实际中均有较高的参考价值。