基于全国站点的日降水预报消空研究

利用ECMWF、GRAPES_GFS、GRAPES_MESO、JAPAN四个模式1-3天日降水量预报结果，并以2402个国家地面气象观测站24 h累计降水量作为观测资料，基于全国站点进行降水预报的消空处理，并与直接插值到站点的模式降水预报值进行对比。结果表明，经过消空处理后，各个模式不同时间起报、不同预报时效无雨空报的现象相比直接插值都得到明显改善，因为晴雨预报准确率更高，空报率更低；20时起报的直接插值空报现象更严重，消空处理后空报现象少于08时起报的；GRAPES_MESO是四个模式中空报现象最少的，直接插值空报现象相对较多的模式经过消空处理后空报改善也更明显。     

集合预报在贵州最低气温中的应用

基于日常预报业务应用的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)和中国气象局(CMA)所提供的地面最低气温预报资料,在贵州境内展开多模式集合预报研究,为使预报效果更优化,进一步将滑动系数应用于预报模型中,并将其结果与简单的多模式集合平均和各业务中心预报进行比较。结果表明,在2013年1月1日~2014年4月30日24~120 h预报中,多模式集合预报(SUP)结果明显降低了预报的均方根误差,结果远优于ECMWF和集合平均预报(EMN),在整个贵州区域中,均方根误差1.5℃的区域远高于ECMWF和EMN;EMN在一定程度上相对各中心预报有所改善,效果与SUP一样优于ECMWF,但在48 h后效果改善不明显。     

WRF数值预报模式气象资料的同化处理与对比分析

应用WRF中尺度数值预报模式及其同化模块（WRFDA）对常规观测资料和青岛市气象台多普勒气象雷达资料进行同化试验。以山东半岛2009年7月8日夜间一次暴雨天气过程为例。首先,以7月8日00：00（文中所有时间均为国际时间）NCEP再分析资料为初始场,对00：00的常规观测资料进行同化,积分36 h;其次,将上述试验积分12 h后对7月8日12：00的常规观测资料和多普勒雷达资料进行循环同化试验,并积分24 h。将以上同化后得到的初始场结果和数值预报场结果分别进行对比分析,结果表明：常规观测数据的同化对初始场各层的风、温度、水汽等要素均有影响,但对雨水混合比影响较小;多普勒雷达资料的同化,使初始场的对流层中低层水汽增加,高层水汽减少,并且使中低层雨水混合比增大;多普勒雷达资料对初始场各层的风均有明显影响。多普勒雷达资料对初始场的调整比常规观测资料大一个量级以上,同时同化上述2种数据后显示,风、水汽、雨水混合比结果明显趋近于单独同化雷达数据的结果。以00：00为初始场同时同化常规观测资料并积分36 h的结果,对较大范围的强降水落区的修正效果最好：同化前降水中心位置和降水量与实际观测结果比较相差较大;同化后降水中心和降水量都与实况比较接近,但模式没有模拟出青岛地区小范围的暴雨天气。同化12：00雷达资料后,模式模拟的青岛地区的降水落区与降水量均与实况接近。试验结果说明,同化常规观测资料对中尺度环流形势有较好的改善,能较好地模拟出大范围的降水落区,但对小尺度的系统模拟效果较差;同化多普勒雷达资料对中小尺度强对流天气的模拟效果较好,但仅适用于短时临近预报;而循环同化可以将两者的优点相结合,综合利用2种资料能改善模拟效果,增加预报结论的可靠性。     

智能网格24h精细预报汛期应用样例分析

基于安徽省凤阳县2020年汛期智能网格24h精细预报资料,选取7月22日至8月12日每日预报产品预报值及对应时次(7月22日09时至8月13日08时共528个时次)实况资料,分别按上午、下午、夜间时段统计气温、降水、风速、相对湿度预报准确度和0.1mm以上降水空漏报情况,分析绝对误差、相对误差分布规律和统计学订正效果.结果表明:智能网格要素预报与实况的线性相关系数自大到小依次为气温、相对湿度、降水量、风速,前2项要素预报的绝对误差与相对误差相对较小,后2项要素预报的各项误差相对较大;气温预报平均绝对误差绝对值不超1.04℃,上午时段预报值较实况偏高占71.97％;相对湿度预报平均绝对误差绝对值不超7.43％,上午时段预报误差较夜间、下午大;风速预报虽然平均绝对误差绝对值不超1.02m/s,但平均相对误差绝对值均超64％;降水预报漏报率均不超6.06％,空报率在4.55％～19.32％,平均绝对误差绝对值不超2.93mm;经线性回归方程订正,大多能减小智能网格预报的系统性误差.     

多种细网格模式在长沙定量降水预报中的检验

采用TS评分、预报准确率、漏报率、空报率及预报偏差5项指标,对2013年6月1日~8月31日欧洲、日本及T639细网格定量降水预报产品进行统计检验。结果表明,欧洲、日本及T639模式不同预报时效对小雨预报TS评分最高,对中雨、大雨及暴雨以上TS评分依次降低,随预报时效延长,TS评分呈下降趋势;小雨预报TS值,24、48、72、96、120、144、168 h,日本模式明显高于欧洲和T639模式,36、60、108、132、156、180~204 h,欧洲明显高于日本和T639;中雨TS评分,欧洲明显高于日本和T639,大雨TS评分,72 h前日本明显高于欧洲和T639,72~168 h欧洲高于日本和T639;暴雨的预报能力差,欧洲、T639的TS为0,日本模式84 h预报TS为0.5。模式对小雨降水预报偏大,对中雨、大雨量级的降水预报偏小。三种模式在各量级预报中对长沙东部地区的预报能力明显优于中部、西部及南部。     

2种降水模式对2次降水过程的对比分析

利用T639模式与日本模式的降水数值预报,对2008年7月的2次降水天气过程进行对比分析。结果发现,日本模式与T639模式的36和60h实效预报情况较好,降水落区和降水强度基本可以信任。2008年7月6日过程T639模式和日本模式东北地区的36h时效日累积降水预报除对暴雨区的位置有偏差外,降水带的落区和量级与实况较为一致;2008年7月24日过程的36和60h实效的预报效果与实况大体一致。但从2次过程的84h预报情况来看,降水落区和降水强度均有较大偏差。     

淮安市淮安区ECMWF数值预报在中期天气过程中的应用分析

ECMWF数值预报资料在县(区)气象台预报服务中应用广泛,具有形势场预报较为稳定、要素场预报较为精细的特点。随着服务需求的提高,对中期天气过程的预测日益重视,因而对ECMWF数值预报的中期预测进行系统的分析至关重要。本文分析了ECMWF数值预报的晴雨、降水季节、月预报特征,讨论了各季节的中期过程预报的难点,以期为ECMWF数值预报在中期天气过程中的应用提供参考。     

一次大到暴雨预报失误及EC模式偏差分析

2017年7月26日大同出现一次强降水空报,降水量级预报失误较大,在分析环流形势场、主要影响系统、数值预报、物理量诊断、云图及雷达资料的基础上,分析了当时的预报思路,指出此次预报失误的原因.对预报出现的失误和偏差进行了总结,得出了大量级降水预报的思路和经验教训,以期对未来的强降水预报提供借鉴,以提高预报服务的效果.     

森林增雨效应的实例分析

对安徽省滁州地区和大别山区的44个雨量站资料进行相关分析.结果表明,森林能增加大气降水,森林覆盖率增加1%,丘陵地区年平均降水量增加7.99 mm,山区年平均降水量增加约16.59 mm.森林对局地降水量影响大,对过程降水影响小.     

沈阳局地暴雨过程预报失误分析

利用实况气象观测资料、欧洲中期天气预报中心细网格预报产品和地基GPS/MET观测网大气可降水量数据,针对2017年8月3日沈阳地区局地暴雨过程进行分析,反思预报思路,探讨模式预报误差,寻求预报着眼点,结果表明:不同起报时刻ECMWF模式预报的700 hPa切变线的位置和两侧风速大小存在明显的不确定性。ECMWF模式预报的降水量主要是由大尺度降水产生,对对流性降水估计明显不足,对降水系统预报不稳定,导致大尺度降水的落区处于不断调整状况,使城区对流环境发生改变,预报城区上空水汽辐合出现在城区东南部,导致暴雨空报。可以利用大气可降水量的监测资料,来判断水汽辐合区。     

SCMOC在德州区域的检验及误差分析

本文收集处理了2014年9月到2015年9月一年的国家精细化指导预报资料(以下简称SCMOC)；利用德州11个县市区的实况资料对其20点起报的日最低气温、日最高气温、晴雨、一般性降水,逐日3h预报气温进行对比分析,检验预报质量。通过研究发现：日最低气温质量较好,不需订正,日最高气温预报质量较差,无直接参考价值需订正,二者都具有明显季节变化特征；通过误差分析探索了误差特点,算出平均绝对误差；逐3h气温预报有明显的日变化以及季节变化特征；一般性降水预报质量不稳定,其中的48h预报质量高于24小时预报质量,降水预报空报率较高。通过研究总结要素误差特点为今后提高预报准确率提供参考。     

2个数值模式在昆明地区气温预报中的准确率比较

从不同气候带地区和不同季节2个方面,对2012年3月—2013年2月24 h预报时效的ECMWF和T639模式2 m气温预报产品进行了日最高、最低气温的预报准确率、平均绝对误差研究。结果表明,2个数值模式2 m日最高、最低气温2℃误差的预报准确率明显比1℃误差的预报准确率高。2 m日最高气温预报准确率,不同气候带地区均是ECMWF模式高于T639模式;ECMWF模式不同季节预报准确率从高到低依次为秋季、冬季、夏季、春季,T639模式不同季节预报准确率从高到低依次为秋季、夏季、冬季、春季。2 m日最低气温预报准确率,北亚热带和中亚热带地区均是T639模式高于ECMWF模式,南亚热带地区ECMWF模式高于T639模式;2个数值模式不同季节预报准确率趋势相同,从高到低依次为夏季、秋季、春季、冬季。     

2014年石嘴山市一次久旱转雪天气过程的数值预报产品能力检验

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）数值预报产品和德国数值预报产品,对宁夏石嘴山市2014年2月4—6日一次久旱转连阴雪天气过程的预报能力进行了对比分析检验。结果表明,此次过程中ECMWF数值预报模式较德国模式的形势场预报准确,随着预报时效的延长,两种模式的预报准确率也均随之降低;从要素预报来看,24、48、72h 700hPa湿度场及850hPa温度场两种模式预报结果均较实况偏差较大,但72h比24、48h预报更接近实况。     

济宁市“8·17”暴雨天气分析与数值预报检验

利用常规天气图,从大尺度环流背景和降水天气影响系统方面,分析2009年8月17日发生在山东省济宁市的一次暴雨天气过程的成因。重点对数值预报产品进行对比分析检验。结果表明:济宁市"8·17"暴雨发生在副热带高压南退过程中西北边缘的5 880 gpm线附近,低层切变线北侧的偏北气流带来的冷空气触发了高温高湿的不稳定能量的释放,是一次典型的副高边缘的热对流降水。欧洲中心的高层环流形势的预报可参考性较大;T639模式定量降水预报对此次过程预报可参考性不大;在对副高5 880 gpm线边缘的热对流降水预报时,日本传真图降水量级的预报仅作为参考,但不能用其量级直接预报降水。     

广州GRAPES模式与EC模式广西地面要素预报检验评估——以2019年汛期为例

采用TS评分、ETS评分、漏报率、空报率和预报偏差等方法对2019年4—9月GRAPES广州华南中尺度模式和ECMWF模式20∶00起报的0～24h (简称24h)和24～48h (简称48h)累积降水进行对比检验评估,同时应用平均误差、平均绝对误差、均方根误差和预报偏差等方法对2个模式地面温度和风进行对比检验评估。结果表明:GRAPES对小雨的预报能力明显优于EC,而中雨以上降水,EC效果较好;对于24h大雨以上降水的发生频率,EC预报更接近实况,对于24h和48h其它量级降水的发生频率,GRAPES具有更好的参考性;对于地面气温预报,2种模式总体均比实况偏低,白天时段GRAPES预报效果好于EC,夜间时段EC更好;对于地面风的预报,EC效果好于GRAPES,2种模式均为u风预报偏小,V风偏大。     

2022年延边一次雨雪天气的预报偏差成因分析

2022年10月9日-10日延边州出现了明显降水，山区出现了雨夹雪。分析本次过程的大尺度环流形势及模式预报偏差成因，发现：气旋入海后爆发性发展配合偏东回流的长时间影响是本次降水量级较大的关键；模式大尺度环流形势预报基本准确；降水量级预报中，EC、CMA-GFS与实况最接近，EC模式稳定性更高，两家模式均在最近时次的预报更准确。降水相态的预报离不开气温的预报，EC气温预报与实况偏差较小，CMA-GFS预报的850hPa气温和2m气温均较实况偏高，在今后的气温预报中要更多参考EC的预报。通过检验雷达ROSE2.0降水产品，发现降水最强时刻，距离雷达较近处，降水会被过高估计；在距雷达80km以外地方的降水被过低估计，其他区域估计的强降水对实际强降水落区有较好的指示作用。     

基于全国站点的日降水预报消空方法研究

利用ECMWF、GRAPES_GFS、GRAPES_MESO、JAPAN 4个模式1～3 d日降水量预报结果,并以2 402个国家地面气象观测站24 h累计降水量作为观测资料,基于全国站点进行降水预报的消空处理,并与直接插值到站点的模式降水预报值进行对比。结果表明,经过消空处理后,各个模式不同时间起报、不同预报时效无雨空报的现象相比直接插值都得到明显改善,因为晴雨预报准确率更高,空报率更低;20:00起报的直接插值空报现象更严重,消空处理后空报现象少于8:00起报的;GRAPES_MESO是4个模式中直接插值空报现象最少的,直接插值空报现象相对较多的模式经过消空处理后空报现象改善也更明显。     

2016年新疆一次大降水天气过程分析

利用中国气象局MICAPS资料,对2016年7月31日—8月2日新疆一次大范围的大降水天气的形势场、高低空配置、风场、云图、雷达特征及预报检验进行了分析.结果表明,造成这次大降水的主要形势场是南北两支低槽结合,存在高空偏西急流、中层偏南急流和850 hPa配合有偏东风,3支气流的维持加强,为大降水提供了充沛的水汽条件.降水区雷达回波维持时间长,存在辐合区,位置稳定;短时强降水的时段,有逆风区存在,回波顶高达到12 km.EC细网格预报72 h内在降水落区、降水量级、暴雨落区的位置和范围方面较WRF准确率高,但对伊犁北部降水量预报较实况量级偏小.     

2008年夏季4次暴雨过程的数值预报产品检验分析

分析了2008年夏季4次暴雨天气过程,利用高空、地面实况场以及降水资料对Fax、Ecmwf的预报场和降水量预报进行具体对比分析,结果显示Ecmwf48～120h的天气形势场预报可信度较高,Fax24～48h降水量级明显偏小;通过不断地对数值预报产品进行检验分析,找准预报偏差从而更好地解释应用数值预报产品,提高暴雨预报的准确率。     

2009年2月抚顺一次雨转暴雪天气过程分析

利用常规气象资料,分析了2009年2月12～13日抚顺一次历史罕见雨转暴雪天气过程的环流背景、影响天气系统、卫星云图和雷达资料,并对数值预报产品进行了释用检验。结果表明：该次强降水产生在欧亚中高纬度呈一槽一脊径向环流形势下,500hPa北涡、南支槽、地面江淮气旋、850hPa切变线是主要影响天气系统。强降水发生在低层辐合、高层辐散的有利动力条件下。该次降水过程有2支低空急流在辽宁汇合,水汽条件充沛。冷平流由低层侵入,低层冷暖空气交汇形成强锋区,为强降水产生提供了动力条件。低层高温高湿的不稳定能量为雷暴和强降水的发生提供了热力条件。该次降水预报过程中,欧洲、日本形势预报、降水预报稳定且准确,德国降水预报前期48h预报偏小．24h预报与实况接近．中尺度预报过程降水量级偏大。