EC-thin降水预报与极端天气预报指数在浙江暴雨预报中的检验与释用

利用ECMWF模式降水和极端天气指数资料,以及浙江省68个气象站降水观测资料,评估了ECMWF细网格模式(EC-thin)和降水极端天气指数(EFI)对浙江2018—2020年梅汛期暴雨预报效果。研究表明：对于同一预报时效,随着阈值的增加,EC-thin和降水EFI的暴雨预报评分都呈现“先增加、后减小”的趋势,对于不同预报时效都存在某一阈值使得暴雨预报评分达到最大。从24 h时效到72 h时效,EC-thin的降水预报阈值从45 mm逐渐下降到25 mm,而降水EFI的暴雨预报阈值从07下降到06。EC-thin和降水EFI对暴雨预报的空报率随着阈值的增大而减小,漏报率随着阈值的增大而增大。对于不同预报时效,通过合理组合EC-thin降水阈值和降水EFI阈值,可以得到更好的暴雨预报效果,其评分高于单独使用降水EFI阈值或EC-thin降水阈值得到的评分。     

COMBINATION OF ECMWF REANALYZED DAILY RAINFALL AND PENTAD CMAP IN CHINA

In this study, 16 combinations of the ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecast) reanalyzed daily rainfall and the pentad CMAP in China for the period 1980- 1993( 1May - 31 Dec. ) were calculated. Correlation analysis was used to roughly evaluate daily rainfall for the whole of China and a combination of RPC (rotated principal component) and wavelet analyses was applied to data on observed and combined daily rainfall to obtain a detailed evaluation of the quality of these combined datasets in 6 selected major rainfall regions of eastern China. The results showed that except for intraweekly fluctuation, the best combination was roughly similar to or accorded well with observation in the aspects of space variation patterns and long period rainfall fluctuations related to monsoon onset and serious meteorologic disasters, indicating that this combination yielded better values of long term daily mean and standard deviation through the pentad CMAP ( CPC Merged Analysis of Precipitation), and can also represent rainfall fluctuations through the reanalyzed daily rainfall.     

基于欧洲中心细网格预报资料和观测资料的浙江省春夏降水性质分类指标

利用浙江省2004~2013年3~8月Micaps（气象信息综合分析处理系统）地面填图数据和T-logP数据研究杭州、衢州和台州三市的阵雨和雷雨个例,同时选取能表征雷雨并能区分阵雨与雷雨的气象预报因子:对流有效位能、850 hPa与500 hPa的温差、K指数、地面2 m温度,用临近探空的分析方法和决策树的分类方法初步建立了一个适用于浙江省春夏季降水性质分类指标。利用欧洲中心（ECMWF）细网格预报资料,对历史样本和2016年春、夏季分别作了检验。结果表明:除去有降水预报误差个例后,指标TS（Threat Score）评分超过0.53,雷雨阵雨综合命中率达到71%,空报率阵雨（10%）小于雷雨（43%）,在不同地区和季节稍有区别;同时对浙江省2016年春夏两次典型大范围阵雨雷雨过程进行预报,效果很好。此方法不仅可以依据预报数据在短期内做出精细化降水性质分类预报,在中长期预报上也有表现力。     

Inter-Comparison of Numerical Model Generated Surface Winds with QuikSCAT Winds over the Indian Ocean

The accurate surface wind in the equatorial Indian Ocean is crucial for modeling ocean circulation over this region. In this study, the surface wind analysis generated at the European Center for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF) and the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) are compared with NASA QuikSCAT satellite derived Level2B (swath level) and Level3 (gridded) surface winds for the year 2005. It is observed that the ECMWF winds exhibit speed bias of 1.5 m/s with respect to QuikSCAT Level3 in the southern equatorial Indian Ocean. The NCEP winds are found to exhibit speed bias (1.0–1.5 m/s) in the southern equatorial Indian Ocean specifically during January–February 2005. The biases are also observed in the analysis when compared with Level2B product as well; however, it is less in comparison to Level3 products. The amplitude of daily variations of both ECMWF and NCEP wind speed in Bay of Bengal and parts of the Arabian Sea is about 80% of that in QuikSCAT, while in the equatorial Indian Ocean it is about 60% of that of QuikSCAT.     

2011年6—8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为更好地应用数值模式中期预报产品,对2011年6—8月T639模式进行天气学检验,并与ECMWF、日本模式进行了对比分析。结果表明：三家模式均对亚洲中高纬环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。综合来看,ECMWF模式对大尺度环流形势、影响天气系统及要素的预报最接近实况;日本模式和T639模式稍差,稳定性也不如ECMWF模式。对1109号台风梅花（MUIFA）的路径及强度预报,三家模式的预报效果均不理想,T639模式对＂梅花＂登陆后的预报与零场较接近,而ECMWF模式及日本模式预报相对较差。     

ECMWF再分析日降雨量与CMAP候降雨量在中国境内的数据整合

将中国境内1980～1993年ECMWF再分析日降雨量和美国环境预报中心CMAP候降雨量按16种方案整合后,再与实测资料做相关分析得出粗略的质量评估;并应用旋转主成分分析结合复变量莫莱特小波变换分析方法就其在东亚季风区的空间模态和不同频率下变化的时间序列得出具体的质量评估。结果表明:由最好的整合资料算出的6个旋转空间模态与实测资料比较除顺序有所改变外二者惊人地相似,不仅其14 a日均降雨量和标准偏差借助遥感候降雨量较再分析数据大有改进(尤其在四川盆地),而且还保留了再分析日降雨量再现不同时间尺度下实测降雨量波动的能力。除周内波动有所不同外,与夏季风爆发和洪涝灾害关系密切的周际以上波动与实测资料大致相符或基本吻合。     

1999年欧洲圣诞节风暴数值模拟分析

对1999年圣诞期间发生在欧洲中西部的圣诞节风暴进行了分析,认为4个主要的低气压系统中的第二个给法国北部带来了强风暴雨,巴黎的Orly机场阵风速度〉47m／s;第四个低压系统沿法国西海岸产生相似的恶劣天气,并在西班牙的北部海岸及地中海沿岸国家造成了毁灭性的破坏。在法国中部风暴最剧烈的时候,最大阵风〉41m／s;在法国和德国之间的区域,达55m／s。圣诞节风暴造成欧洲国家大约140人死亡,其他损失包括树木、街道和房屋被毁,电力系统和电话中断时间长达数天,受影响的人数大约为1000万,财产损失大约为80亿美元。由于风暴的极端强度和快速发展速度,欧洲大多数国家的数值预报中心没有对这次剧烈天气提供足够的预警。为此,利用中尺度数值预报系统（RAMS）模拟圣诞节风暴,并与ECMWF分析资料以及实况观测资料进行了对比分析。结果表明,RAMS模式能够准确模拟风暴的主要特性、低气压的演变和位置移动、发展的关键时间点、风暴演化期间的平均风场;模拟的平均风场和气象观测网的观测结果相一致;模拟的风暴移动时间和主要新闻媒体的报道相吻合;模式计算的一些特定地区平均风速的时间趋势显示,在阿尔卑斯山脉地区,无论是上风区还是下风区,风暴的时间都被准确地预测;模拟的第一次风暴最低气压值较实际值偏低。     

2006年9—11月T213与ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了验证T213模式秋季中期预报产品的性能与质量,对2006年9-11月T213模式96小时中期数值预报产品进行了天气学检验,并与ECMWF、日本模式96小时预报性能做了对比分析检验.结果表明,T213、ECMWF、日本模式对亚洲中高纬度地区大尺度环流形势演变和重大调整过程的96小时预报能力均较强,因此对重大灾害性天气的预报有较好的指示意义.三种模式相比,ECMWF模式对西风指数、850hPa温度、南支槽东移的预报较为准确;2006年11月4-6日的过程预报以日本模式最为吻合;T213模式对具体影响系统的强度、位置、影响时间的预报还存在一定误差.     

2017年6—8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2017年6—8月T639、ECMWF及日本（文中简称JP）数值模式的中期预报产品进行了分析和检验,结果表明：三个模式对欧亚中高纬环流形势的调整和演变均具有较好的预报性能,能较准确地反映出欧亚地区中高纬大尺度环流形势的演变和调整,表现出较好的中期预报能力。ECMWF和T639模式在中期时效能够较好地对副热带高压的南北摆动和东西移动趋势进行预报,其中ECMWF的预报偏差更小且模式对于盛夏副热带高压西伸脊点的预报优于初夏。ECMWF和T639模式对全国大部分地区温度预报偏低,ECMWF模式的预报效果最好,而JP模式温度预报偏差相对较大,各模式对温度的升降波动预报较为准确。对强台风天鸽,三个模式对台风强度的预报均偏弱,其中ECMWF模式相对更准确地把握了台风的强度变化和移动路径,综合预报效果最好。     

江苏暴雨概率预报及其业务应用

以未来12~36 h、36~60 h和60~84 h的暴雨预报为目标,利用2011年—2013年夏季6—8月欧洲细网格数值模式预报产品分析了江苏夏季暴雨的可能预报因子。通过对各因子进行相关性、敏感性和代表性分析后,优选了22个对不同强度降水具有较好区分能力的暴雨预报因子。以这些因子为基础建立了一种简单的江苏省暴雨概率预报方法。其预报产品已在江苏省气象业务一体化平台上投入业务使用。该方法在2011—2013年7月,针对提前12 h预报的历史回报试验中,TS技巧评分平均为13.6,明显高于EC细网格24 h降水预报产品(平均TS评分仅为4.5)。在2014年梅汛期的6月25—26日、7月1—2日和7月4—5日三次区域性暴雨个例的预报试验中,提前60、36、12 h的预报效果均较好,其平均TS评分(44.6)也明显高于欧洲细网格数值模式的降水预报(20.4)。