赤峰市一次暴雪天氣的ECMWF數(shù)值預報誤差分析

1、赤峰市一次暴雪天氣的 ECMWF 數(shù)值預報誤差分析摘要：大尺度數(shù)值預報在冬季降雪中誤差相對要小很 多，降雪過程的大尺度特點能夠在數(shù)值預報中完美的體現(xiàn)出 來。在局地氣候特點方面及降水邊緣的預報量級上數(shù)值預報 仍存在較明顯的誤差，本文利用micaps實況資料、EC粗網(wǎng)格數(shù)值預報資料分析了 2016 年 11 月 20 日晚，出現(xiàn)在赤峰 南部地區(qū)的暴雪天氣過程。 從中對比這次暴雪預報過程中 EC 數(shù)值預報與實況存在的誤差。 實際預報為小雪， 實況為暴雪。 通過對這次過程的預報誤差分析，逐漸加深在數(shù)值預報應用 過程中的誤差訂正，加強經(jīng)驗與數(shù)值預報的緊密結合。該研 究對經(jīng)驗豐富的預報員意義深遠，尤其在夏

2、天強對流預報中 對于數(shù)值預報的訂正顯得更加重要。關鍵詞：暴雪；模式誤差；數(shù)值預報；準地轉(zhuǎn)；大尺度 中圖分類號： P426.63；P457 文獻標識碼： A DOI 編號： 我國數(shù)值預報的誤差研究論文主要集中在 20世紀 80、 90 年代， 近年該方面研究呈遞減趨勢。 數(shù)值預報的飛速發(fā)展 及年輕預報員的經(jīng)驗不足，使得對數(shù)值預報的訂正在實際預 報業(yè)務中很難找到突破口?；A準地轉(zhuǎn)理論的不扎實與預報 經(jīng)驗總結不足，導致在一線預報員的實際工作中災害性天氣 預報能力難以滿足防災減災需要。只有搞清楚數(shù)值預報的性 能，準在哪不準在哪， 才能在實際預報中充分應用數(shù)值預報， 才能抓住災害預報先機而不會被漏掉。本

3、文主要是引起預報 員對數(shù)值預報誤差問題的高度重視及經(jīng)驗預估。1 大尺度分析 中緯度大尺度運動的重要特征是具有準水平、準靜力平 衡、準地轉(zhuǎn)平衡和準水平無輻散的自由大氣。準地轉(zhuǎn)理論是 在渦度方程中，除散度項外其他各項引入地轉(zhuǎn)關系而計算的 大氣大尺度運動。在預報分析中需要充分考慮大尺度準地轉(zhuǎn) 理論高低空相互影響關系，形成立體分析思維，上下連貫， 才能對大的天氣形勢有準確的把握。該次過程選取降雪過程的理由是數(shù)值預報在降雪預報 中性能更加優(yōu)越， 降雪過程更符合大尺度特點， 對流特點少， 范圍廣，系統(tǒng)相對穩(wěn)定。在降雪過程中若能分析到數(shù)值預報 的誤差，那么在暖季數(shù)值預報的誤差分析更應該高度關注。2 ECMW

4、F850hpa 風場預報與高空觀測對比2016年11月20日20時ECMWF850hpa流線場48小時、24 小時與初始場以及高空實況 uv 目錄下的流線疊加對比未 發(fā)現(xiàn)明顯差異，風速大小不超過 4m/s 左右的誤差，風向誤 差未超過 45°。然而與高空觀測 plot 目錄下的風場對比發(fā)現(xiàn)， 樂亭站的實況風速較鄰近格點大了 1 0m/s ，這說明數(shù)值預報 的格點場以及實況資料的格點化對實際觀測數(shù)據(jù)進行了平 滑。在 850hpa 這個層次數(shù)值預報的誤差相對較大，一是本 身的誤差，二是在平滑過程中產(chǎn)生的誤差。本身的誤差訂正 起來較困難，根據(jù)實踐經(jīng)驗，低空急流預報易偏小，風向也 存在較小偏

5、差，冷空氣一側風速預報稍偏大，風向誤差微乎 其微。3 ECMWF 海平面氣壓場在預報中的重要性 在實際預報中地面與高空建立關聯(lián)的立體思維對預報 成敗非常重要。這次過程在 850hpa 風場上代表冷空氣的赤 峰附近格點為西北風，代表暖空氣的北京附近的格點為偏南 風，冷暖空氣必然會在這中間產(chǎn)生交匯形成降雪，但降雪中 心難以確定，預報范圍過大。在這種情況下，需要輔助海平 面氣壓進一步縮小落區(qū)， 大致確定降雪中心， 判斷降雪量級。 在準地轉(zhuǎn)理論中地面系統(tǒng)與高空有很好的對應關系。高空的 上升與下沉運動對地面造成的減壓和加壓十分明顯，因此地 面系統(tǒng)的分析可以有益補充高空系統(tǒng)分析的不足。冷暖空氣 交匯中心的

6、確定對降雪中心的確定有指示意義?？紤]到 850hpa 冷鋒式切變線兩側風速較為接近， 據(jù)此判斷降雪強度 不會太大，實際上冬季降雪強度一般都不大。4 結論和討論 歐洲粗網(wǎng)格數(shù)值預報是目前全球準確率最高的模式，但 模式預報誤差的存在是必然的。科學合理的認識模式誤差并 進行適當訂正意義深遠。多年的應用實踐證明對歐洲粗網(wǎng)格的模式進行適當訂正，可以有效避免很多災害性天氣的漏報。 根據(jù)多年預報實踐經(jīng)驗總結出以下幾條應用方法：一是充分了解各季節(jié)、 各節(jié)氣氣候特點， 理清災害種類， 有針對性地分析災害天氣特點。二是抓住 500hpa 高度場預報的主要形勢，配合海平面 氣壓，驗證 850hpa 風場的準確性，并

7、進行格點平滑誤差的 訂正。三是實況分析時要使用未經(jīng)格點化的高空和地面觀測的第一手資料，暖季突出分析實況探空的TlnP資料，著重弄清楚不穩(wěn)定形勢。四是細致研究局地氣候特點，如赤峰北側在大范圍雨雪 過程中經(jīng)常存在地面高壓阻擋形勢，造成赤峰南北部較大降 水差異。五是在大尺度分析的背景下，進行強對流預報時要配合 地面區(qū)域自動站資料極大風速和最高氣溫的指示作用。六是在確定降水中心落區(qū)時要牢牢把握住降水過程是 冷暖空氣的交匯過程。七是降水預報實質(zhì)為冷暖空氣強弱的辯證分析過程，需 要有辯證的思維方式。參考文獻1 孫繼松，何娜，王國榮，等 .“7.21”北京大暴雨系統(tǒng) 的結構演變特征及成因初探J暴雨災害，20

8、12 , 31 (03):731-744.2 顧清源， 肖遞祥， 黃楚惠， 等.低空急流在副高西北側 連續(xù)性暴雨中的觸發(fā)作用 J.氣象，2009, 35 ( 04): 59-67.3 金巍， 俞小鼎， 曲姝霖， 等.遼寧地區(qū)一次大暴雨過程干侵入和衛(wèi)星云圖演變特征 J .氣象與環(huán)境學報，2015， 31(06): 51-58.4 常煜， 韓經(jīng)緯， 常立群， 等.近 40a 呼倫貝爾市暴雨時空變化特征J.暴雨災害，2012, 31 ( 04): 379-383.5 孟慶濤，孫建華，喬楓雪 .20 世紀 90 年代以來東北暴雨過程特征分析J.?夂蠐牖肪逞芯浚？2009,4( 06): 596-612.6 席寶珠， 俞小鼎， 孫力， 等.我國陣風鋒類型與產(chǎn)生機 制分析及其主觀識別方法J.氣象，2015, 41(02)： 133-142.7 張立祥，李澤椿.