一次梅雨暴雨预报中的误差演变及可预报性分析

针对2003年7月3—4日淮河流域梅雨暴雨过程,利用AREM模式,在分析暴雨预报对不同来源的初始资料和不同要素初始误差的敏感性的基础上,重点研究了降水过程中误差的演变特征和发展机理。分析结果表明,初始小振幅误差增长最快,而伴随着降水的发生和发展,误差演变特征表现为由局地增长发展为全局传播的过程,且误差最优增长总是出现于雨区,这意味着雨带是误差增长的敏感区域。雨区内存在的初始误差对降水预报误差具有重要贡献,初始湿度条件不仅影响误差的传播特征,还使雨带上中小尺度误差迅速增长并造成更大尺度的误差。基于误差能量公式的计算结果表明,误差增长的能量来源主要由凝结加热提供,因此,从能量角度而言,误差增长和降水增大是同源的,从而使暴雨可预报性受到固有的限制。     

湖北省1996年7月13—17日暴雨预报技术与服务

对１９９６年７月１３￣１７日的连续暴雨过程，武汉中心气象台作出了十分准确的预报，并开展了积极主动的服务，减轻了灾害损失，获得湖北省委、省政府和国家防汛总指挥部的表彰。从数值预报方法及产品的动力统计释用和经验预报集成等方面反映了近年来暴雨预报技术的进步并阐述了开展汛期决策气象服务的一些经验。     

日本数值产品对丹东暴雨预报的天气学检验与误差分析

使用2001年7月—2010年8月日本数值模式传真图资料,以辽宁丹东为代表站点,采用统计学与天气学检验相结合的方法,对日本数值模式暴雨预报性能和误差进行检验和分析。同时,对日本数值模式高空环流形势、中低层影响系统及物理量场预报进行检验。结果表明：1）日本数值模式对暴雨预报的TS评分为21.8%,具有一定预报能力;预报正...     

1994年汛期暴雨数值预报分析

本文着重分析了１９９４年汛期５次暴雨天气过程的雨量数值预报结果，简要阐述了产生暴雨天气的天气背影并把该数值预报结果与日本人的同类数值预报结果进行了比较，发现本系统对暴雨折预报结果明显优于日本的数值预报结果，从结果的分析可以看到，本系统无论是对暴雨范围的预报，还是对暴雨雨量的预报，都是非常令人鼓舞的。     

近二十年来暴雨和强对流可预报性研究进展

大气可预报性研究是开展天气、气候预测的基础科学问题。全球变暖背景下,近年暴雨和强对流等中小尺度灾害性天气频发,如何深入认识其可预报性问题成为了天气领域研究热点,也是制约数值天气预报模式能力提升的重要因素。本文在简要回顾国内外大气可预报性研究历程的基础上,重点对近二十年（1999～2018）国际上关于暴雨和强对流可预报性方面的最新研究进展进行了系统的综述和归纳。主要包括:中小尺度可预报性研究的主要方法和评估手段及其与传统大尺度天气可预报性研究的差异,初始误差增长机制的几种主要观点及其争论（误差升尺度、误差降尺度、升降尺度并存）,数值模式误差和对流环境误差对实际预报性的影响,以及最近的中尺度可预报性科学观测试验进展等。最后,对暴雨、强对流可预报性研究存在的问题、未来发展方向进行了简要的讨论和展望。     

1991年6月12—14日特大暴雨的雷达回波特征

主要使用雷达回波资料,并结合卫星云图进行综合分析,揭示了1991年6月12。—14日特大暴雨的回波演变特征,阐述了一些重要的观测事实,讨论了提高暴雨预报准确度和时效的途径。     

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。      

达州开江一次极端暴雨成因及可预报性分析

利用常规天气资料,新一代多普勒雷达资料,对2021年6月17~18日达州开江的一次极端暴雨过程成因进行了分析。结果表明：此次过程是副高东退南压、低槽东移、配合低层切变和低空急流东移南压,以及地面冷空气的共同影响;低质心的暖云降水回波形成的列车效应是造成极端降水的直接原因;当预报将有强降雨天气发生时,需了解上游降雨实况与影响系统的关系,也需了解模式的性能,结合自身经验对下游强降雨落区和量级进行适当订正;模式本身具有误差,极端降水较难预报,但可以根据最新实况资料对强降雨落区进行有效订正,并及时做好短时临近预报服务,弥补短期预报的不足。     

大庆地区大—暴雨数值预报模式

为开展地市级精细化天气预报，在引进和试验的基础上，设计研制出了大庆地区24～120h区域暴雨数值模式滚动预报业务系统，并于2003年7～8月进行模式试验。结果表明：模式对12～24h区域暴雨具有预报识别能力，48～120h具有指示意义。     

一次江淮梅雨锋暴雨的数值模拟可预报性研究

利用中尺度非静力MM5模式研究不同初始扰动（误差）对2003年7月4—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨数值预报不确定性的影响,并着重分析了提前36h定量降水的可预报性。结果表明,利用常规观测资料和NCEP/NCAR分析资料形成初始场的控制试验能够提前36h做出较好的模拟。扰动温度场的敏感性试验表明,扰动温度的均方差愈大,降水预报不确定性也愈大。误差演变特征和增长机制分析表明,误差增长具有升尺度特征,误差首先在对流层低层和高层增长,然后大值区向对流层中层扩展;湿降水过程是对流层中低层误差增长的主要机制;对流层高层的误差增长是大气干动力与湿过程共同作用的结果,前期以干过程为主,后期以湿过程为主。     

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。     

Forecast Error and Predictability for the Warm-sector and the Frontal Rainstorm in South China

In south China, warm-sector rainstorms are significantly different from the traditional frontal rainstorms due to complex mechanism, which brings great challenges to their forecast. In this study, based on ensemble forecasting, the high-resolution mesoscale numerical forecast model WRF was used to investigate the effect of initial errors on a warmsector rainstorm and a frontal rainstorm under the same circulation in south China, respectively. We analyzed the sensitivity of forecast errors to the...     

桂林暴雨分析与预报

通过分析历年汛期各类暴雨过程的日本数值预报产品资料,统计出桂林历年暴雨过程的天气形势和数值产品要素特征,并检验了日本短期预报产品对各类暴雨的预报能力。然后通过对预报桂林暴雨的各种日本数值产品临界值的分析,挑选出一些相关性较好的要素产品预报因子,统计出桂林局部暴雨过程和致洪暴雨过程预报指标,最后对大暴雨过程预报指标及连续性暴雨过程的数值产品特征作了初步分析。     

东山县6月暴雨客观预报模型

采用文献[1]提出的客观预报技术研制模式,以1990~1999年的42个探空站的常规3层高度资料为依据,研制了本站6月暴雨客观预报模型,并对2000~2005年的实时资料进行了验证,结果表明,暴雨客观预报模型与主观预报准确率相当,且无漏报(主观预报则有一次漏报)。     

广西6月区域性暴雨过程的延伸预测试验

应用NCEP/NCAR的1958-2008年3～6月的逐日20时SLP、850 hPa、700 hPa、500 hPa环流场再分析资料,选取覆盖广西区域的16个格点进行Lamb环流分型,分析造成广西区域性暴雨的主导系统.利用动态相似集成预测方法,制作延伸期内区域性暴雨过程预测.2003-2008年6月的实际预测结果检验表明,预测准确率可达70%,为短期气候过程预测提出了一个新的方法.     

集合敏感性在预报误差及可预报性研究中的应用进展综述

研究大气的可预报性和预报误差产生的原因,对于改进数值预报,提升业务预报技巧具有重要意义。集合敏感性基于具有流依赖特性的集合预报,通过建立预报与初始场或前期预报大气状态之间的统计关系,为揭示与预报对象可预报性相关的动力学特征及理解预报误差来源和传播机制提供了一种新方法。同时,介绍了集合敏感性的定义和度量,并综述了其针对典型天气系统和高影响天气事件研究的进展,并讨论了该方法的优势和局限性。     

豫北“7·9”特大暴雨的短期预报分析和反思

对2016年7月9日豫北特大暴雨的短期预报决策过程进行了总结和反思,主要结论如下:(1)此次降水过程存在明显的对流云团之间的合并及组织化过程,这些过程涉及中小尺度系统相互作用。作为重要业务参考的全球模式(包括确定性和集合预报)均未能提前(24或12h)对此次暴雨过程做出有效预报或提示。(2)高分辨区域模式和快速同化更新系统大多表现出更好的预报能力,可提前12或6h提示预报员豫北地区有暴雨或大暴雨。(3)特大暴雨过程预报失败的主要原因是预报员过份依赖全球模式的结果,缺乏使用高分辨区域模式产品的经验或对这些模式产品信心不足。高分辨区域模式在投入业务运行之前,需加强对预报员的系统性培训,才能更有效地发挥这些模式产品的业务效能。(4)在现有QPF业务流程中逐渐增加概率产品的使用,既符合新技术的发展趋势,也可望对暴雨或极端降水的预报提供更有效支撑。     

黄河三角洲短期暴雨预报系统

在天气学分析的基础上,利用１９９０～１９９５年日本数值预报产品与实时资料相结合,研制黄河三角洲短期暴雨预报系统,经１９９６年使用效果较好。     

近30年中国暴雨时空特征分析

利用1981—2010年全国2400多个站的降水资料,分析了暴雨过程和暴雨日的年、季、月气候分布及变化特征,结果表明21世纪以来南方地区暴雨过程明显增多,但以短持续性强降水过程为主,尽管总暴雨日较多,但总降水量不及20世纪90年代。年(月)降水量与年(月)暴雨日数变化趋势基本一致,但在江南春雨阶段平均雨量大,暴雨日数相对较少。最大年暴雨日数分布与年平均暴雨日数分布极为相似,呈现出南多北少东多西少的特点,但数值上是平均暴雨日数的两倍,甚至更多,并且受地形影响,呈现出多中心特点。由于受影响的天气系统不同,即使是同一省的不同地区最大月平均暴雨日数出现的时间也不尽相同。2000年以后暴雨日数总体呈增加趋势,一年中暴雨开始时间早,结束晚,暴雨出现的时段较以往更长。在近年来极端降水事件及次生灾害频发的背景下,详细了解暴雨的年、季、月平均分布、最大值分布及时空变化特征,可以为定量强降水的预报提供更好的气候背景参考。     

海南岛一次暴雨天气分析与预报概念模型

对海南岛２０００年１２月１１日出现的一次暴雨天气的成因进行了分析，并结合１９６０—２０００年海南１２月份暴雨的普查分析结果，提出了海南１２月暴雨降水率的计算公式及概念预报模型。