昆明長水機場“12.16”強降雪天氣數值預報評估

趙潤華 李躍春

摘 要：本文對2015年12月16日-17日云南中東部強降雪天氣過程的數值預報進行分析評估，利用高分辨率的EC、GFS和T639等數值預報模式，對昆明長水機場的持續性降雪天氣進行預報。預報形勢分析指出：EC模式對這次冷空氣強度和位置的預報最好；GFS對相對濕度的強度和大濕區范圍預報較好；T639對降雪前期的溫度預報較好。利用不同模式數值預報的優點提高對未來天氣形勢預報的準確性，從而提高預報危險天氣的能力。

關鍵詞：數值預報；EC；GFS；T639

0 前言

云南地處低緯云貴高原西部、青藏高原東南緣。由于特殊的地理位置和地形作用，北方冷空氣不易影響到該地區，大范圍的寒潮降雪天氣過程較少發生，但冬季能影響云南的強冷空氣，往往會給云南帶來強降雪天氣。強降雪天氣過程對飛行安全有重要影響：雪天的低能見度天氣不利于航空器的正常起降；強冷空氣和降雪帶來的機場跑道結冰危及飛行安全；航空器及跑道面的除雪除冰影響航班的正常運行；由于強降雪天氣導致的空中交通管制則會造成進一步的延誤。對于年降雪頻次較低的昆明長水機場，降雪的準確預報對航班運行和安全保障有著重要意義。

昆明長水機場位于昆明市東北約25公里處，自2012年投入運營以來，每年冬季都有因降雪天氣、機場除雪除冰導致的航班大面積延誤發生。段長春等對云南50年降雪的氣候特征進行統計分析，研究指出：在云南氣候趨于暖濕背景下，年降雪頻次和范圍呈逐漸減小趨勢，但強降雪的頻次有明顯增加。張騰飛等對云南強降雪天氣過程分析指出，滇中及以東的大到暴雪天氣是南支槽和靜止鋒共同作用的結果。對云南強降雪天氣，特別是昆明長水機場冬季降雪的起止、強度等精細化預報，對飛行安全和旅客出行有著重要意義。

本文通過對2015年12月16日-17日的強降雪天氣過程中，昆明區域的天氣形勢預報場和分析場的對比分析，探討如何更好地利用不同數值預報產品的優點，提高強降雪天氣的預報準確性。

1 資料和方法

本文使用的實況資料為昆明長水機場的例行觀測實況報（METAR）和特殊觀測報（SPECI），NCEP提供的FNL分析場資料。數值預報采用的是目前最先進的數值預報模式（表1），統一以12月15日00UTC（世界時，下同）為模式初始預報場；以昆明機場氣象臺12月15日02時發布的重要天氣信息通報作為基礎，討論是否可以進一步提升預報精度。

2 降雪過程概況

2015年12月15日-17日，云南東北至中部地區遭受了一次大范圍的降雪天氣過程，部分地區有大到暴雪。昆明長水機場于12月15日22時（世界時，下同）開始出現小雪，間斷持續至16日20時，降雪集中時段在15日22時至16日10時，并在16日02：12時至03時出現了中雪天氣，整個過程降雪時間間斷持續約13個小時。機場氣溫在15日17時開始降低至0℃及以下（圖1）。

此次降雪過程造成了昆明長水機場的機場跑道面和飛機積雪、結冰，導致了大面積的航班延誤。由于機場氣象臺較好的預報，預報降雪強度及集中時段比較一致，昆明機場提前對降雪天氣作了充分準備，通過及時對航班進行除冰和跑道除雪除冰作業，保障了飛行安全，減少了航班延誤時間，整個天氣服務過程中無旅客投訴事件發生。

此次云南的降雪天氣過程是一次典型的強冷空氣南下擴散，在川滇黔堆積加強，使昆明靜止鋒加強西移影響到云南中部，與南支槽前暖濕空氣交匯而形成的大范圍降雪天氣過程（圖2）。

3 模式評估

利用初始場為12月15日00時的歐洲中心細網格EC、NCEP的GFS數值預報以及T639細網格預報對該降雪過程進行預報。為分析不同模式對這次過程的預報能力，分別對降雪前（15日18時）、降雪中（16日00時）和降雪結束前（16日18時）三個階段700hPa的預報形勢場進行對比分析。

整體上，各數值模式對這次強空氣影響云南區域的過程都有很好的預報，冷空氣自北向南擴散趨勢明顯，一致認為有降雪過程的出現。15日18時，昆明長水機場地面受冷空氣影響降至0℃，700hPa零度線逐漸逼近昆明，其中，EC模式的零度線預報最接近實況，預報零度等溫線在昆明附近，GFS和T639預報零度線位置較偏北，偏差30～80km，昆明處于2℃等值線附近；云南大部相對濕度處于80%以上，且昆明西部有較干的區域，對水汽輸送有影響，這也是持續性降雪沒有馬上出現，而是出現在約3個小時后的原因（圖1、2）。GFS模式對相對濕度的預報較好，昆明西部的干區以及云南西部的大濕區分布有很好的預報，EC模式次之，T639對云南西部的大濕區預報較差；對700hPa風向的預報總體較為一致，均為偏西風或西南風，T639的風向偏差略大。

16日00時，昆明長水機場為持續性的小雪天氣，02：12～03時出現了中雪天氣。從16日00時700hPa形勢場來看（圖1、3）：昆明處于-2℃～-4℃等溫線之間，并且該區域有存在明顯的輻合上升運動，有利于持續性的降雪及中到大的降雪產生。EC和T639對冷平流的預報較好，零度線有明顯的南壓趨勢，兩模式都預報昆明處于-2℃附近，與實況比較接近；GFS的溫度預報偏差較大，對冷空氣勢力預報較弱，昆明處在0℃～2℃之間，該形勢不利于持續降雪的預報。對昆明區域切變線的預報也是EC的效果較好；GFS和T639預報位置偏北較多，切變線預報出現在川南和云南北部。相對濕度的預報則是GFS最接近實況形勢，EC次之，T639最后。

16日18時前后，降雪過程趨于結束，后續出現短時的間斷性小雪天氣。700hPa形勢場分析：冷空氣呈現減弱趨勢，大濕區也逐漸減小，18時的700hPa零度線略有北退，昆明處于0℃～-2℃之間，偏西南風為主，降雪過程逐漸結束，后續有零星小雪（圖1、4）。EC的形勢預報表現最好：對冷空氣勢力的減弱程度預報接近實況，零度等溫線位于昆明以南，昆明處于-2℃附近；GFS和T639對冷空氣勢力的預報偏弱，預計降雪結束得較早，兩模式對零度等溫線位置預報均位于昆明北部，其中T639的偏差最大，大濕區范圍預報也較差。

總的來看，12月16日～17日昆明的這次降雪天氣預報過程中，隨著預報時效的增加，數值模式的預報能力也逐漸減弱，但EC和GFS模式的預報能力持續性較好，T639在降雪后期預報能力下降較快。EC模式對700hPa冷空氣強度、位置以及切變線的預報，GFS模式對相對濕度的預報，有助預報員形成更接近實況的情景模型。對各家數值模式預報產品的挖掘，可以發現模式的優缺點，在災害性天氣過程中充分利用模式的預報能力。

4 結論與討論

昆明長水機場2015年12月16日～17日的降雪天氣過程是一次強冷空氣南下擴散，暖濕空氣在云南東部交匯形成的。通過對此次過程數值預報和實況對比分析，可以得出以下結論。

（1）EC對此次天氣過程預報效果最好：尤其對冷空氣強度和位置的預報；GFS對相對濕度的強度和大濕區范圍預報較好，對冷空氣強度的預報較差；T639在降雪前期的溫度預報較好，但后期偏差較大；

（2）隨著預報時效的增加，EC、GFS預報能力較穩定，T639預報偏差增加較快；

（3）此次過程中，EC溫度和切變線的預報結合GFS相對濕度的預報將更接近實況；

（4）數值模式的預報場需要及時通過實況分析場進行對比分析和修訂，從而找出各家模式對此次天氣過程的預報能力，這次降雪過程中，以EC預報為主，取信GFS的相對濕度預報，取長補短，可以進一步提高對天氣形勢的把握，提高預報精度。

參考文獻

[1] 段長春，段旭，段蘇芩，等.近50年云南省降雪的氣候變化特征[J].氣象，2011，37（5）：599-606.

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