7.21swan系統臨近強降水預報應用

【摘要】利用綿陽地區218自動站數據、地面觀測資料、雷達組網的雷達基數據、雷達產品數據、加密氣象站數據、雨量站數據等研究了swan系統在綿陽地區短時強降水預報應用。主要結論包括：（1）綿陽地區災害性天氣監測和報警；（2）swan系統在綿陽地區實況分析中的應用；（3）swan系統在綿陽地區預報分析中的應用。

【關鍵詞】swan系統；綿陽地區

【中圖分類號】P208 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0357-02

1、引言

綿陽地區夏半年受偏南氣流控制，降水量比較充沛，全市年均降水量825.8～1417毫米。其分布特點是：南北少，中部多；東邊少而西邊多。全市24小時極端降雨量為334.7mm（北川縣，2008）。綿陽城區24小時極端降雨量為234.7mm（2001.9.18）。全市區域性暴雨天氣累計過程雨量最高值為614.3mm（北川縣，2008）。由于綿陽地區主汛期，多短時強降水，其天氣系統尺度小、生命史短，傳統的預報分析方法無法解決短時臨近強降水監測和報警。

Swan系統采用客戶端/服務器結構，所有數據處理、報警數據、算法產品、檢驗產品的生成和存儲均在服務器上進行，服務器上有調度程序有計劃地運行各數據模塊。服務器調度程序一旦檢測到有新的產品數據或報警數據生成，將即刻通過網絡模塊以網絡消息的方式在局域網內進行廣播，凡是安裝了短臨客戶端軟件的計算機都能夠通過網絡接收模塊接收服務器廣播的消息。客戶端判斷接收到的服務器消息類型，并根據消息的類型進行數據的顯示、報警、閃爍等處理。

總上所述：利用swan系統能很好解決綿陽地區短時臨近強降雨天氣過程的分析、監測、預警。

2、綿陽7.21天氣過程背景資料

本次暴雨過程始于7月20日夜間，主要降雨時段在7月20日晚至21日白天，21日晚開始我市降雨減小。強降雨主要集中在我市除平武北部、鹽亭以外的大部分地區。在（表1）8個大監站中，安縣、江油、梓潼達暴雨，北川達到大暴雨。統計7月20日20時到22日20時累積雨量，全市218個雨量站中，50毫米以上有107個站、100毫米以上有17個站、150毫米以上有2個站，累積最大雨量出現在安昌，為240.3毫米。

此次降雨造成我市6個縣市區64個鄉鎮108775余人受災，緊急轉移440人（其中游仙區11、安縣27、梓潼縣322、北川縣80），未造成人員傷亡；房屋倒塌242間（其中涪城區1戶2間、三臺縣55戶110間、梓潼縣52戶117間、游仙區7戶13間），房屋損壞67間；農作物受災面積6.35萬畝，其中成災面積4.16萬畝，絕收面積1.09萬畝。此次強降雨天氣給我市造成直接經濟損失2870.5萬元，其中農業經濟損失1654.5萬元。此次降雨共引發4處地質災害，其中包括：北川縣香泉鄉燕子巖發生崩塌；安縣樂興鎮伍家山發生體積約9000立方米的滑坡。

3、綿陽7.21強降水天氣過程特點

此降水過程分為2主要降水階段（圖一），21日01時-21日06時與21日15時-21日20時

（圖一（a）為21日01時06綿陽地區雨量累計圖，圖一（b）為21日15時-20綿陽地區雨量累計圖）

21日01時到06時我市三臺、梓潼、綿陽、江油出現暴雨，局地大暴雨。大暴雨的自動站點有，三臺的古井114mm、三臺的西平101mm、梓潼的白云111mm、梓潼的許州102mm。在這個時間段中，01-02時三臺的西平一小時雨量達54mm，02-03時三臺的古井一小時雨量57mm、劉營42mm，03-04時梓潼的白云一小時雨量49mm、綿陽的劉家43mm，04-05時梓潼的許州一小時雨量49mm、梓潼43nun。從雨量時間與空間分布分析，在21日01-06時強雨帶逐漸北抬、東移。

21日15時到20時我市北川、安縣、江油出現暴雨，局地大暴雨。大暴雨的自動站點有，北川的安昌186mm。在這個時間段中，15-16時北川的戰斗村一小時雨量達35mm，16-17時北川的香泉一小時雨量38mm、北川縣城29mm，17-18時北川的安昌一小時雨量84mm、安縣的菩提44mm、安縣的樂興39mm，18-19時北川的安昌一小時雨量74mm、安縣的迎新22。從雨量時間與空間分布分析，在21日15-20時強雨帶略有移動，但基本維持在我市北川、安縣、江油交界地帶。

從以上分析可以看到，01-06時和15-20時兩個時段雨帶大致沒有變化，但每小時最強雨區不斷變化。我以21日01-02時段為例，利用swan系統詳細實況分析，以及各種預報分析。

3.1 swan實況分析

從圖二（a）來看，在綿陽地區東南部，有明顯強回波發展，雨帶逐漸北抬。我市三臺西平（緯度104.8°、經度31.0°）回波強度達40dBZ。從圖二（b）來看，當高度抬升到10km高度時，三臺西平（緯度104.8°、經度31.0°）回波強度仍然有30dBZ，我市其余地方回波小于20dBZ。從圖二（c）來看，三臺西平（緯度104.8°、經度31.o。）強回波發展高度達9km以上。從圖二（d）來看，三臺西平（緯度104.8°、經度31.0°）回波頂高達15km以上。從上面的對比綜合分析來看，三臺西平（緯度104.8°、經度31.0°）單點對流發展較強，對流頂超過10km。在21日01-02時間段內，三臺西平（緯度104.8°、經度31.0°）有小范圍的強降水。

（圖二（a）綿陽地區CAPPI三位拼圖21日01 時24分+3km高度（單位：dBZ），圖二（b）綿陽地區CAPPI三位拼圖21日01時24分10km高度（單位：dBZ），圖二（c）三臺中太到中江回龍垂直剖面圖（單位：km），圖二（d）綿陽地區MTOP回波頂高度（單位：km）

3.2 swan預報分析

從圖三（a）來分析，各個縣區除去安縣局地有，其余都沒有titan輻合中心，預計10-11時間段我市降水將明顯減弱，在安縣、三臺的部分地方仍將有局地強降水。從圖三（b）來分析，預計10-11時間段在平武的北部、梓潼幾乎沒有降水，其余地方將大多數都小于5mm，在安縣、三臺的部分地方仍將有15mm以上的降水。從圖三（c）來分析與圖三（b）分析基本相同，但其預報的范圍較大。從圖三（d）分析，預計10-11時間段我市沒有強的風暴中心，其風暴中心在陜西漢中一帶，我市沒有強的對流中心。

從表2可以看到，7月21日10時到7月21日11時我市其中雨量較大的有（單位：毫米）：安縣的寶林22、塔水22、清泉21、興仁16、永河12、樂興8、豐收水庫8；北川的永安10、吉娜羌寨7；三臺的金石11。在梓潼有兩個0.1mm自動站點，平武的降水都小雨2mm，其主要降水區在安縣部分地方及三臺局地。陽地區QPEHOUR拼圖21日10時42分（單位：mm），圖三（c）綿陽地區21日10時42分qPf拼圖（單位：mm），圖二（d）綿陽地區21日10時42分stmtra拼圖）

從上面的分析來看，swan預報分析各個產品能準確的預報未來一小時降水落區，與實際降水非常吻合。

4、分析結論

通過以上分析，swan系統對短時臨近預報有明顯的預報、分析、預警的特征，尤其是彌補了小尺度預報資料，主要結論如下：

（1）能清楚的看到各個層次的回波強度，能看到對流發展的高度，當對流發展越高，其強度就越強。

（2）能對任何地區做三維剖面分析，當一個地區回波發展旺盛時，可以時時監控到某一個單點對流發展狀況。

（3）能準確的預測未來一小時風暴中心位置，能解決未來一小時小尺度移動路徑，能估測未來一小時雨量。