全国雷达分钟降水方法在面雨量预报上应用的检验——以巢湖为例

为了解基于全国雷达分钟降水方法在面雨量上的短期预报效果,利用2020年7月25日08:00—28日08:00安徽巢湖及其子流域的实况面雨量数据,依据平均绝对误差、均方根误差、TS评分、漏报率和空报率几项检验指标,对安徽巢湖及其子流域研究时段内逐小时和累计2h面雨量预报结果进行检验评估.结果表明,全国雷达分钟降水方法对巢湖北部平原区子流域的预报效果好于南部丘陵地区子流域;累积2h产品的预报效果好于逐小时产品的预报效果;对小雨量的预报结果优于大雨量的预报结果.     

“单站 EC 细网格”预报平台的准确性与局限性分析

简要分析江西省彭泽县 2016 年 6 月 18 日 20：00-20 日 08：00 出现的大暴雨、局部特大暴雨的强降水过程（简称“6.19”过程）,来验证“单站天气分析和预报平台”（简称“单站 EC 细网格”）预报方法是否适用,为今后彭泽县的强降水预报、气象服务等提供一种简便、直观的预报平台和方法。分析得出“单站 EC 细网格”预报平台在没有装风廓线雷达的地区,属于模拟演算预报,具有一定的代表性;适宜大型大范围的降水天气过程,时间把握比较好,云量的多寡预报准。但是,其不能确定降水量级,不能确定降水的落区。     

“单站 EC 细网格”预报平台的准确性与局限性分析

简要分析江西省彭泽县 2016 年 6 月 18 日 20：00-20 日 08：00 出现的大暴雨、局部特大暴雨的强降水过程（简称“6.19”过程）,来验证“单站天气分析和预报平台”（简称“单站 EC 细网格”）预报方法是否适用,为今后彭泽县的强降水预报、气象服务等提供一种简便、直观的预报平台和方法。分析得出“单站 EC 细网格”预报平台在没有装风廓线雷达的地区,属于模拟演算预报,具有一定的代表性;适宜大型大范围的降水天气过程,时间把握比较好,云量的多寡预报准。但是,其不能确定降水量级,不能确定降水的落区。     

一次灾害性暴雪过程分析

[目的]分析本溪地区一次灾害性暴雪过程。[方法]利用天气常规资料,从天气形势和数值预报产品方面,对2009年12月4日08：00～5日08：00发生在本溪地区的暴雪过程进行了分析总结。[结果]华北气旋在渤海黄海加强形成的低空急流为此次过程提供了充足的水汽供应;对流层中低层辐合和高空辐散导致强烈的上升运动,为此次暴雪的产生提供了有利的动力条件。强降雪出现在850hPa涡度和200 hPa散度大值区内。[结论]850 hPa涡度、200 hPa散度、温度平流的强弱和冷暖过渡带位置对降水的强度和落区有很好的指示作用。     

GRAPES＿MESO模式对郴州一次强降水过程的预报检验

本文利用GRAPES_MESO模式数据、NCEP再分析资料和常规探空与地面资料、自动站资料等,对2019年6月10日郴州一次大暴雨过程的模式降水预报情况、环流形势和物理量等进行天气学检验。结果表明:GRAPES_MESO模式降水量预报随着时效临近,雨带位置和强度误差缩小,短期时效内的降水量预报,能较好地反应本次强降水的位置、范围、强度,整体效果比GRAPES_GFS、EC细网格、日本中尺度模式好;对于9日20∶00—10日20∶00 24h的降水量,模式9日08∶00预报了郴州西部的大暴雨,落区偏西40km左右,中心值偏小30mm左右;对形势场的预报误差随等压面高度降低而增大,在一定程度上表明复杂地形对模式预报影响较大; 850hPa风速辐合的漏报可能是降水量预报偏小的原因之一;模式对中层干侵入位置预报的偏差可能导致强降水位置偏离实况;对物理量场的预报不稳定,在本文检验的几个物理量中,水汽通量散度预报效果最好,而郴州西部水汽通量散度负值中心的预报范围和强度较实况偏小,可能是降水量偏小的重要原因之一;假相当位温的预报效果好于k指数,对涡度和散度的预报效果不太理想,这可能与观测资料较稀疏、无法体现中尺度对流系统的结构有关。     

辽源市暴雨天气分析

本文通过对2019年5月26—27日辽源市首场暴雨过程的环流形势、高低层影响系统、水汽条件、数值预报检验等进行分析,得到以下结论:暴雨发生在阶梯槽合并加强东移的环流形势下,850hpa切边线合并过境带来强降水,是降水主要影响系统。此次过程EC的预报与实况基本一致,但对于地面锋线的预报位置偏西、移速偏快,导致降水落区和强度预报出现较大偏差。而WRF的预报与实况强降水落区更为一致。     

T639数值预报产品在克孜勒苏自治州一次大降水过程中的检验

利用在国家气象中心业务运行的T639模式,对2013年6月16—18日克州地区出现的一次大降水天气进行预报检验,结果表明:T63924h高度场形势预报准确率较高,能较好地预报欧亚中高纬环流的演变特征,T639海平面气压场24~72h预报场较实况场强度偏弱,位置偏北,但移速与实况场基本一致,范围要偏小。从T639降水模式预报检验来看,其较实况场略偏弱,但对此次大降水过程中,降水主要集中时段、降水落区预报有较好的参考价值。T639物理量场中的比湿、水汽通量、温度露点差等预报因子对此次大降水预报也有较好的指示意义。     

娄底市2021年6月9—10日强天气过程分析

利用MICAPS形势场和物理量场资料、数值预报、雷达资料等,分析了2021年6月9—10日湘中娄底地区出现的强降水和强对流天气。探究了9日08:00～10日08:00 24 h降雨量主观预报量级偏小,中雨、大雨以及暴雨漏报的原因。结果表明：6月9日和10日的降水均为原地生成的回波,为局地对流性降水,都不是系统性的降水,这种局地性的对流降水目前预报难度较大,多参考国家气象局3 h的气压场和过程前每小时的地面填图分析,对临近的预报预警有一定的指示作用。今后需加强对局地性强对流天气个例的总结和分析,以提高预报的准确性。     

2016年7月20—23日辽宁地区大暴雨过程分析

本文利用MICAPS实时资料、雷达资料等,对2016年7月20—23日辽宁地区暴雨到大暴雨天气过程进行总结分析。结果表明,黄淮气旋路径、强度变化、副高位置和变化以及二者之间的相互影响作用最终决定了本次暴雨的持续时间、强度和落区;雷达产品是短临预报的必要参考工具,在本次降水过程中反射率因子所对应的降水效率较以往降水明显增强,在具体应用过程中应及时分析总结。     

基于WRF模式对西安夏季不同性质降水的数值模拟检验

[目的]了解WRF模式对西安地区夏季不同性质降水的预报能力。[方法]基于西安地区气象观测站的实况数据、Micaps观测资料、WRF实时预报数据,采用西安市气象台业务化运行的WRFV3.1对2011年7月21日和8月15日2次强对流天气过程及9月5~6日区域性暴雨过程进行模拟分析。[结果]在暴雨预报中,模式对暴雨雨带走向、落区、强度、强降雨中心位置以及强降水出现的时间段均与实况基本吻合,也可以较为准确地预报暴雨中对流层中低层风场的演变;在短时局地强降水中,模式对于降水的落区、发生时间有较为准确的预报,预报时效可达24~36 h。[结论]WRF模式能够对西安地区夏季不同类型降水进行预报,为气象服务提供较为准确的预报支持。     

德惠市一次暴雨天气过程成因及EC预报误差分析

利用常规气象观测资料、区域自动站加密资料、FNL再分析资料、欧洲数值模式（ECMWF，简称EC）资料对2022年7月13日11:00至15日8:00出现在德惠市的一次暴雨过程进行成因分析，并将EC预报的环流形势、物理量场与实况进行对比分析，找出预报误差产生原因，提出夏季暴雨落区和时段预报的订正着眼点。结果表明：此次暴雨受高空冷涡和低空气旋的共同作用，强降水落区主要位于850 hPa气旋附近；降水前期德惠市水汽充沛，降雨过程中上升运动较弱；根据德惠市降雨量强度，此次降雨量分为了4个强降雨时段。此次降雨EC预报的降雨落区和降雨时段出现了明显的偏差，其主要原因包括比湿场强度预报与实况有偏差，EC预报中上升运动的强度偏弱，高空冷涡和低空气旋的南移速度较实况偏快。以上3个方面也是对此次数值预报暴雨落区进行订正的着眼点。     

GPS-PW资料在川西暴雨中的应用研究

利用WRF-3DVAR系统同化常规探空资料及成都4个GPS测站的可降水资料,对2008年9月23～25日一次川西暴雨进行一系列同化试验。结果表明,选用合理的物理过程、积分步长和初始条件,WRF模式可以较好地模拟此次暴雨过程;同化可以改善暴雨落区和强度的预报,同化GPS可降水资料可有效地调节局地及水汽输送下游地区暴雨预报,对北川地区的强降水中心强度及位置预报较好,同化探空资料对雨带形状描述接近实况;同化GPS可降水资料对初始场的湿度场影响明显,而对其他变量场的影响相对较弱;2种资料的单独及同时同化,都改善了预报场的动力结构（垂直速度）,有效地减少了spin-up时间,使得模式在积分初期就能模拟出与实况相近的动力结构;同化试验的温度预报场随时间误差增大,这可能与降水的触发有关。     

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.     

2014年6月19-20日娄底市强降水天气过程分析

利用ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式以及常规气象观测资料,对湖南省娄底市2014年6月19—20日强降水天气过程的环流形势、模式进行对比分析,试图揭示这次强降水天气的成因。结果表明,500 hPa亚欧中高纬为一槽一脊形势,中纬度高空多波动,西安到重庆有低槽东移,影响娄底市西部发生较强降水;850 hPa切变线和低空急流之间对应强降水落区,其维持是造成强降水天气的主要原因;数值模式预报与实况有一些差异,对于19日的强降水落区和强度,主要表现为ECMWF模式和JAPAN模式预报偏小,T639模式预报偏大,对于湘中一线的强降水落区仅T639模式预报准确,但对湘北的预报出现明显空报现象;20日强降水的强度和落区预报, ECMWF模式无论是强度还是落区上都是吻合的,而T639模式和JAPAN模式强度相对也吻合,但落区上有偏差,较实况偏东偏南。     

2012年山西省首场强降水天气过程分析李琳

利用常规观测资料和micaps资料,以及自动站降水资料和T213数值预报产品资料;针对山西省2012年6月28日08:00~29日08::00的强降水天气过程,从环流形势和主要影响系统的演变、物理量诊断分析、FY-2C云图变化、雷达强度回波特征等方面进行了综合分析,由于其降水的局地性强和时段集中,经常引发洪涝、泥石流等严重的自然灾害,造成农作物的大幅减产,对人民群众生产生活造成极大的危害,因此,提高强降水天气的监测、预报和预警的能力,对农业生产的防灾减灾稳产增产具有重要的意义。     

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。     

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。     

MM5中尺度模式在内蒙古地区一次降水过程中的数值模拟

采用中尺度数值模式MM5,嵌套北京大学和中国科学院人工影响天气所改进后的云微物理过程方案,对2016年4月1—2日发生在内蒙古的降水过程进行模拟与验证,将MM5模式的预报产品与实况资料进行对比发现,MM5模式对内蒙古的天气过程具有一定的预报能力。模拟结果表明:针对受高空低槽影响的内蒙古东部地区的降水过程,综合云和降水预报产品的云系发展演变特征、云系宏观特征、云垂直结构和性质、降水场检验分析,模式较好地预报出了此次降水过程。在云系的发展演变、移动路径、云系垂直结构、降水落区和雨量等方面的预报效果较好,而对内蒙古东部地区云系性质、云系覆盖范围、降水范围与观测结果还有一定差距。其中可降水量的预报能够把握住可降水量的大值区和高值中心等;云水含量和冰晶浓度的预报能给出不同高度层上不同位置上的变化情况;云场的预报所涉及的云的范围、边界形状和趋势预报均同实际情况相符,说明模式对云的预报是可信的;降水的预报与实际情况十分吻合,降水的落区、降水的等级以及降水预报的准确率等均能较好地反映出实际的情况。因此MM5模式用于内蒙古地区的降水预报是可行的,但本文中MM5模式对降水的模拟结果与实况相比仍然偏大,其原因可能与模式的初始场和边界条件的处理有关,以及与所用资料的精度也是有一定联系。     

广西冬季2次农业致灾暴雨天气湿位涡分析

为了提高冬季暴雨预报准确率,及时为政府和人民提供准确的预报服务,减少农业生产的损失,利用自动站雨量资料以及NECP FNL分析资料分别对广西冬季两次农业致灾暴雨2016年1月27—28日和2013年12月13—16日进行实况分析、天气学分析和湿位涡诊断分析。结果表明：暴雨发生在MPV1正值区前侧的负值区或0值附近和MPV2负值中心南侧的低值区内。MPV1和MPV2对两类降水落区均具有一定的指示意义,但MPV1中心不能决定锋面暴雨降水落区却对降水具有潜势预报,MPV2对强降水的发生有一定的提前预报。MPV等值线密集区,冷暖空气交汇强烈有利于水汽辐合、垂直涡度发展易产生暴雨。     

2023年8月1日-5日东北地区降雨过程多模式预报与空间检验

以普通的气象预报检验方法和空间检验也就是基于对象诊断评估方法(MODE),对东北地区8月1日-5日的欧洲中期天气预报中心全球模式(ECMWF模式)和中国气象局全球模式(CMA-GFS 模式)的24小时时效预报结论做了详细的评估。针对此次降水过程,选取了较为典型的两个24小时降水时段分别进行了检验。结果表明:CMA-GFS模式在晴雨预测上要优于ECMWF模式,尤其是在中雨及以下量级中拥有较好的效果,但ECMWF模式在大雨及以上的预测中要更胜一筹,空间检验的对象目标相似度也更高。但两个模式在24小时时效的降水强度的预测上均较小。