副高偏北形勢下的斜升氣流對稱不穩(wěn)定強降雨的預報流程及其他0817

開場問題客觀數(shù)值模式在特定降雨類型中有多大成效？預報員在特定降雨類型的模式訂正中作用？了解東港市北山和西山地形對特定天氣的響應？山地—平原過渡區(qū)平原—海洋過渡區(qū)3臺階2過渡123地形特征：東港—丹東—遼寧—中國地形輪廓：金元寶—大白菜—豬后腿—大公雞年降水量：東港、丹東、遼寧、全國、東亞天氣分析流程：尺度，大-中-小地形尺度、天氣尺度、分析流程三匹配副高偏北形勢下的斜升氣流對稱不穩(wěn)定強降雨的預報流程及其他（所謂“副高后部暴雨”）2023年8月一、回顧與線索追述（一）基本實況提供給我們的線索16日：移動性冷渦，東南部，斜升氣流對稱不穩(wěn)定，暖區(qū)降雨，漏報莊河東部---東港北部---市區(qū)北部一線降雨集中區(qū)，九連城暖區(qū)暴雨（142.5毫米）22日：高空槽（低空冷鋒）前部降雨，遼西達到暴雨，槽距離丹東較遠，遼東丹東未達到暴雨，不是對稱不穩(wěn)定降雨，是分散暖區(qū)降雨，冷鋒過來時沒有形成對稱不穩(wěn)定結構；

一、回顧與線索追述（一）基本實況提供給我們的線索26日：超短波槽（合適的位置和強度）東南部，斜升氣流對稱不穩(wěn)定，暖區(qū)降雨，漏報莊河東部---東港北部---市區(qū)北部一線降雨集中區(qū)，但預報沒指出點位，與16日屬于同類型降雨；一、回顧與線索追述（一）基本實況提供給我們的線索27日22時至28日19時：移動式北推，分散，不成一線；一、回顧與線索追述（一）基本實況提供給我們的線索28日20時至30日07時：比26日更強的西風波動緩慢東移，合適的位置和強度）東南部，斜升氣流對稱不穩(wěn)定，暖區(qū)降雨，漏報莊河東部---東港北部---市區(qū)北部一線降雨集中區(qū)。與16日屬于同類型降雨；一、回顧與線索追述（一）基本實況提供給我們的線索8月4日-5日：北部：鋒面降雨；南部：暖區(qū)降雨，莊河東部---東港北部---市區(qū)北部一線降雨集中，與16日屬于同類型降雨；一、回顧與線索追述（一）基本實況提供給我們的線索小結：5次過程中，有4次過程有暖區(qū)暴雨發(fā)展（16、26、28日至30日、8月5日）；一、回顧與線索追述（一）基本實況提供給我們的線索有2次過程有移動式冷鋒或槽線（關鍵是有移動、而非準靜止，22日、8月4-5日）（二）地理空間分布、系統(tǒng)分布特點：有共性嗎？通過前述分析，發(fā)現(xiàn)雨區(qū)分布各有其主：1、隨天氣系統(tǒng)空間分布：與明顯鋒面或槽線對應的：22日、8月4-5日，在地區(qū)或遼北，是否是意味著這種槽一旦直接到丹東地區(qū)，暖區(qū)暴雨維持時間短？；與鋒面或槽線對應不明顯的：16、26、27、8月5日（二）地理空間分布、系統(tǒng)分布特點：有共性嗎？通過前述分析，發(fā)現(xiàn)雨區(qū)分布各有其主：2、地理空間分布：16、26、28-30、8月5日山-海平原抬升觸發(fā)，地形動力抬升，觸發(fā)條件對稱不穩(wěn)定達到對稱不穩(wěn)定爆發(fā)-穩(wěn)定單體群現(xiàn)狀對流暴雨（無大風、弱雷電、短時降雨占比達的持續(xù)降雨）（三）降雨分布給我們的一般規(guī)律性啟發(fā)實況分析或模式場分析流程六步法原則：從大到小、從定性到定量、從云雨到溫度、從預報到影響大尺度形勢及各個系統(tǒng)分布：大模型、分析場；天氣尺度直接影響系統(tǒng)：順時針記憶、低緯度高緯度；處于天氣尺度直接影響系統(tǒng)何部位：部位不同、天氣不同、衍生的中小尺度系統(tǒng)不同；此部位能否發(fā)生中小尺度天氣系統(tǒng)（關鍵步驟）：對流降雨、穩(wěn)定降雨、混合降雨：干對流、濕對流：分散單體、多單體聚合、超級單體、颮線、龍卷：位勢（對流）不穩(wěn)定、CISK、對稱不穩(wěn)定：線狀對流、團狀對流、分散對流、嵌入型對流（如鋒區(qū)中）：單體或群縱向移動、橫向移動：移速、移向：空飄直線移速，例：天氣尺度（波槽雨區(qū)）每天移動10度經度，每小時約42公里；大連—丹東7小時；中尺度：20-50公里不等，典型25公里，還有準靜止動態(tài)更新的；此部位對應的天氣：天空狀況、天氣現(xiàn)象、氣象要素（氣溫）等；此部位可能引起的“三性天氣”及其帶來的影響；大尺度形勢—2、天氣大尺直接影響系統(tǒng)—大尺度形勢——1、大尺度形勢—大尺度形勢——3示例：2、對過程降雨和氣候降雨分配的認識獨立天氣系統(tǒng)內部靜態(tài)分配。靜態(tài)天氣系統(tǒng)三維結構：溫帶氣旋（鋒面）、東北冷渦、晴空積云對流等。獨立天氣系統(tǒng)空間動態(tài)分配。慣常移動路徑、實時移動路徑有關：旋轉冷渦、平推鋒面、槽線東移等空間分配。列車效應：多個單體縱向排列一線、近縱向移動；旋轉冷渦：多日多輪雷雨；時間分配。停留時間長短，時間重疊等：圓形系統(tǒng)如氣旋相對慢，線型系統(tǒng)如波槽相對快，午后山區(qū)熱對流積云單體更替似靜止；下墊面作用再分配。途經區(qū)域下墊面動力、熱力狀況遼東半島東部，北方年降雨量中心；距離海岸線的陸地午后熱對流；山峰對流強（冰雹）、平原對流弱（少）；（三）降雨分布給我們的一般啟發(fā)3、對雨強、雨量的具體感受認識雨強超過20毫米/小時的系統(tǒng)有哪些：積云單體、多單體聚合、超級單體、颮線、龍卷、層積混合的（鋒內中尺度雨區(qū)、氣旋錮囚鋒附近等），以中尺度對流系統(tǒng)為主。持續(xù)時間長、累積雨量大：江淮氣旋、河西倒槽、冷渦東南象限、臺風降雨，準靜止鋒等，以穩(wěn)定性、持續(xù)時間在24小時以上為主。小時雨強--大、持續(xù)時間---長（關鍵）：斜升氣流對稱不穩(wěn)定：2小時左右-12小時不等，可以短暫減弱，然后再啟動，累積可達3天以上。（致災性強）。天氣系統(tǒng)部位、地理空間位置、降雨靜態(tài)動態(tài)分布決定了它：雨強大、持續(xù)時間長主要是高能（假相當位溫高值軸與低空急流疊加），通常是兩個以上系統(tǒng)的組合，常見的是：副高邊緣濕熱氣流配合弱西風帶系統(tǒng)上升區(qū)，如上述四次過程根據你預報的降雨量和持續(xù)時間，估計雨強和集中時段：如24小時大暴雨120毫米，平均5毫米/小時，如集中時段長度6小時，每小時近20毫米！因為集中時段占比總雨量很大！再看看這種系統(tǒng)是否可能？（三）降雨分布給我們的一般啟發(fā)二、焦點問答為了集中解答問題，采用簡潔的問答方式來討論，也可以隨時提出問題。（一）相關天氣過程回顧和體會主要天氣過程

4次：7月16日06時前后-17日9時前后：漏7月22日08時-23日07時：空7月26日21時-30日07時暖區(qū)暴雨過程三階段：累積較大降雨（實況超量）7月26日21時-27日21時：（輻合區(qū)雨區(qū)僵持階段）7月27日22時至28日19時：（輻合區(qū)雨區(qū)北推階段）7月28日20時至30日07時：（輻合區(qū)雨區(qū)南下階段，實際29日1點開始，20時峰值過去）：8月4日至5日：（是否指定東港北部暖區(qū)暴雨?）東港北部還有一個東西帶狀暴雨區(qū)，北進南退過程，共性?。?月13日，槽線+低渦暴雨，穩(wěn)定層結，央臺預報最好）小結：近期大尺度和天氣尺度形勢是操盤手，負責操盤布局。設定風場（物質流，組成物質是水）、并賦予屬性，即熱力指標如溫度、含水量等，動力指標如速度，輻合輻散，不穩(wěn)定（含位勢條件不穩(wěn)定或對流條件不穩(wěn)定、CISK、條件性對稱不穩(wěn)定）（二）4次相似過程的概念模型和經驗指標二、焦點問答主角1（氣候操盤）：穩(wěn)定副高（或類副高氣團）偏北主角2（天氣擇日）：平直穩(wěn)定西風帶波動（小波谷過境）配角1（物能供應）：700百帕以下南風+340K以上假相當位溫軸向夾角小于90度。配角2（動力深厚）：200百帕急流軸入口右側。影響區(qū)域（落區(qū)確定）：丹東位于584-588線之間，低空偏南風大值軸的左前方，340K區(qū)域內。穩(wěn)定持久（累積效果）：冷空氣位于584-576線之間。（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品二、焦點問答為了集中解答問題，采用簡潔的問答方式來討論，也可以隨時提出問題。實況分析場（實況天氣圖+模式初始場）：六步法+概念模式

，確定操盤手是否出現(xiàn)！中尺度模式產品：確定單體雨型、對流降雨占比、對流降雨區(qū)域風場和假相當位溫場（340K）：確定對稱不穩(wěn)定發(fā)生列車效應，大降雨發(fā)生超過模式預報量觸發(fā)地，三級臺階分配（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品二、焦點問答為了集中解答問題，采用簡潔的問答方式來討論，也可以隨時提出問題。16米+-/秒低空風速200百帕急流軸斜升氣流不穩(wěn)定二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品對流有效位能相對小、K指數(shù)大值區(qū)、PW大值區(qū)對流有效位能相對小、K指數(shù)大值區(qū)、PW大值區(qū)二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品對稱不穩(wěn)定斜升氣流實景云：降雨量產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品有了前述概念模型、關鍵物理量分析后，降雨量則是個需要進一步選擇確認的量：否定、修正、采納，時間、落區(qū)、量級均可以改變。比如用你的統(tǒng)計事實改變它。注意：模式輸出產品量大，但他們是相關性的，可以分成幾組動力、熱力、對流等，看關鍵指標對比1：對比2：降雨量產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品降雨量產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品對比3：降雨量產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品對比4：降雨量產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品對比5：降雨量產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品對比5：尋找大降雨的線索：總雨量是單體對流雨量的累加……降雨量產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品通過對比我們可以看到：數(shù)值模式降雨量預報產品并不和其他場量產品完美耦合；中尺度模式在預報有對稱不穩(wěn)定降雨過程時，性能遠大于天氣尺度模式。（積云）通過大尺度模式和中小尺度模式降雨量的時空分布、累積過程、單體降雨細節(jié)活動等的觀察，可以反過來印證對概念模型、經驗指標等的性能判斷和預報結論支持與否，做出肯定或否定模式降雨量預報、上級指導降雨量預報等。數(shù)值模式需要人去做取舍，人的作用好比是現(xiàn)在的大模型，人的作用現(xiàn)在也被大模型在模擬，或可超越。數(shù)值模式+大模型是大趨勢。但機器學習大模型開發(fā)正是需要人的經驗作用。還是離不開人！更不用說具體服務過程了！EC+華為盤古大模型TlogP圖實況和逐時預報產品二、焦點問答（三）類似過程中如何使用數(shù)值模式產品特點：弱位勢不穩(wěn)定、抬升凝結高度低、濕層厚、、自由對流高度低、無冰雹、無雷暴大風、霧低云+大陣雨轉換頻繁（四）如何及時地改正發(fā)現(xiàn)降水性質苗頭，調整預報1、為何總在黑溝---長安—古樓子？空間統(tǒng)計平均線：海面—平原觸發(fā)生成；平原—山區(qū)輻合發(fā)展靜止更替大尺度模式分辨率短板2、雨量為何超過模式幾倍？這里的模式基本上是大尺度模式（EC、Grapes等），幾倍到十幾倍。漏網之魚都很大！，小網撈大魚！空間個頭不大，累積量級大、大雨強持續(xù)時間長！3、為何持續(xù)不斷、穩(wěn)定維持？位置相對穩(wěn)定重復、氣候位置基本穩(wěn)定（2010年一樣）天時地利：盛夏季節(jié)時間、天氣系統(tǒng)位置、地理地形位置。4、天氣形勢、數(shù)值模式輸出雨量與實測雨量關系？與中尺度模式趨向一致，與大尺度模式差距大，與天氣形勢緊密相連：二、焦點問答天氣形勢概念模型（斜升氣流對稱不穩(wěn)定暴雨）關鍵物理量指標模式輸出雨量分析天氣系統(tǒng)和氣候地理落區(qū)統(tǒng)計精確到若干鄉(xiāng)鎮(zhèn)的落區(qū)預報和量級預報（含對流判斷、強度判斷等）小結（五）歷史同類天氣過程舉例二、焦點問答

時段雨量（單位：毫米）1951年以來歷史極值2010年1小時97.0（東港氣象站數(shù)據）90.6（以下五龍背鎮(zhèn)氣象數(shù)據）3小時259.7（以下黑溝水庫水文數(shù)據）211.06小時386.1299.712小時643.3442.224小時657.9497.33天794.3558.1（8.19-8.21）2010年8月20日20時至21日20時降雨量（紅旗站故障）2010年市氣象臺全臺總結文章：參見U盤內《2010年8月20日至21日丹東暴雨預報技術總結》（白華等）（五）歷史同類天氣過程舉例二、焦點問答對于降水，各個產品均預報了這次過程，但預報中心、強度都有一定的偏差，預報中心比實況偏北，降水強度偏弱，MM5對本次過程預報效果最好，雨帶形狀較準確，但是位置偏西南，強度偏弱，韓國中尺度預報也偏北，T639、日本對于本次過程預報位置偏北，且雨帶分布與實況相差太遠，對于高空場形勢預報，各數(shù)值預報模式在72小時內預報均較準確，尤其以EC模式最為穩(wěn)定，但是對于3天以后的預報偏差均有較大誤差，也是EC模式最穩(wěn)定。（……前略）四、存在不足及工作建議本次天氣過程，反映出了數(shù)值預報產品在預報副高后部降雨時的諸多問題與不足，各個數(shù)值預報產品對于暴雨落區(qū)、強度等意見分