一次焚風效應造成的溫度預報失誤分析

白華　孫瑩　葛月月　徐金秀　李瑞晗　孟鑫

摘 要： 2012年7月19日是一次西北風增溫造成的丹東地區氣溫異常偏高氣溫預報失誤的一個個例。本文對常規觀測資料、自動站風、物理量場等資料進行了分析，并對數值預報產品進行了檢驗，找出本次氣溫預報失誤的原因，就是未考慮風向風速對氣溫的增幅，即西北風造成的“焚風”效應，以及對熱帶低壓的路徑的預報偏差導致對云量、以及是否產生降雨把握不準。通過對預報失誤進行研究分析，為今后預報類似過程提供依據，提高此類天氣過程的溫度預報準確率。

關鍵詞：溫度預報；焚風；暖脊；風向風速

中圖分類號：P457.3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161131061

引言

隨著社會經濟的發展和生活質量的提升，社會和公眾對氣象預報的要求越來越高。氣溫是主要的氣象要素之一，在天氣預報中是難點，也是重點，與老百姓日常生活息息相關。因此對溫度預報的準確率也要求越來越高。做好氣溫預報與做好降水預報可以說是同等重要。2012年7月19日是一次西北風增溫造成的丹東地區氣溫異常偏高氣溫預報失誤的一個個例。本文對常規觀測、自動站風、物理量場等資料進行了分析，并對數值預報產品進行了檢驗，試圖找出氣溫預報失誤的原因，為今后預報類似過程積累經驗。

1 過程概述

受下沉運動增溫、暖濕北風增溫效應以及臺風暖氣團的共同影響，2012年7月19日，丹東地區氣溫持續走高，當天雖然受熱帶低壓卡努外圍云系影響，以多云為主，但是最高氣溫丹東、東港還是升至30.2℃、31.7 ℃。鳳城達到32.8℃，寬甸地區達到29.1℃，但是前一天預報員只預報了25～26℃，預報誤差達到5℃以上。

高低空環流形勢分析，2012年7月18日20：00 500hPa圖（圖略）上，貝加爾湖附近存在低渦系統，低渦系統不斷地分裂短波槽南下，在西西伯利亞地區存在高壓脊，貝加爾湖低渦穩定少動，遼河流域一帶存在一低槽，受“卡努”減弱的低壓環流北上與低槽東移共同影響，丹東地區有降雨，19日08：00隨著副熱帶高壓減弱東退，“卡努”減弱東移北上，與東移低槽結合，丹東地區轉為合并的低壓環流頂后部偏北氣流控制，降雨逐漸結束。地面圖（圖略）上，前期丹東一直為冷高壓后部控制，至19日08：00隨著副高東退，熱帶低壓“卡努”北上，丹東處于熱帶低壓頂部，低壓中心位于朝鮮半島中部，中心強度為1000hPa，至20日08：00，低壓環流減弱東移，丹東地區轉為受蒙古低壓頂部影響，19日白天丹東地區雖然是陰到多云的天氣，但是由于地面一直吹西北風，致使氣溫不降反升，至19日14：00均達到了29～33℃。

2 預報失誤原因分析

2012年7月18日值班員預報第2天受陰雨天氣影響，最高氣溫會有所下降，所以預報19日最高氣溫25～26℃，實況19日最高氣溫為29～33℃，預報出現明顯偏差。下面利用實況資料來分析預報失誤的原因。

在通常的天氣學尺度條件下，某一地方的溫度變化，主要取決于溫度平流、垂直運動及非絕熱因子引起的溫度變化，即：

2.1 溫度平流

圖1為2012年7月19日08：00丹東上空及周邊區域的溫度平流，由圖可以看出：850 hPa高度到500hPa之間總溫度平流為正，但數值不大，850hPa以下總溫度平流為負值，即850 hPa高度到500hPa之間存在弱的暖平流，低層存在弱的冷平流。丹東探空站18日08：00—19日20：00 500～925hPa溫度變化，19日08：00與18日08：00相比基本持平或略有升高（表1）。由此可知此次過程只有弱的暖平流，并不是很強。

2.2 垂直運動

當層結穩定時，若有上升運動ω<0，則降溫；若有下沉運動ω >0，則升溫。當層結不穩定時，則情況相反。圖2上19日08：00，500hPa垂直速度零線斜跨在丹東上空，丹東西部地區為下沉運動，會引起局地氣溫上升，東部則為上升區，不利于升溫。丹東地區是遼東丘陵的一部分，屬長白山脈向西延伸的支脈或余脈，地勢由東北向西南逐漸降低，南緣沿海地區是平原，北部為丘陵山區，北風造成下沉運動，有利于地面升溫；而南風則為上升運動，對升溫不利。此次溫度預報失誤的主要原因就是未考慮風向、風速對氣溫的增幅，即西北風造成的“焚風”效應，只考慮到云的遮擋對氣溫的減幅。

2.3 非絕熱因子

主要包括輻射、湍流交換、凝結過程，能引起氣溫的日變化和氣團變性。2012年7月18日值班員預報第2天受熱帶低壓“卡努”影響，丹東將是陰雨天氣，受云層的遮蔽以及降水影響，白天最高氣溫會有所下降，但是實況是由于“卡努”的減弱東移，19日白天基本以多云為主，對熱帶低壓的路徑的預報偏差導致對云量、以及是否產生降雨把握不準，為本次過程的失誤之一。

風對于氣溫變化有重要影響，風速大時，亂流交換強，有利于空氣的熱量上下交換，使白天增溫減慢，夜間降溫減慢，日變化小。風速小，日變化大。根據丹東地區氣溫預報經驗，丹東南部地區出現高溫天氣時，地面一般是風小，北風的天氣，這與丹東南部沿海、北部山區的特殊地形有關，下面具體分析一下19日白天的地面風向風速以及相對濕度對于氣溫的影響。

根據以往溫度預報經驗，當前一天有弱冷空氣自北向南影響丹東地區，在當日夜間引起遼東半島大部降雨（或雪），第2天天氣轉晴，地面北風風速≤3級，則丹東沿海地區在第2天的午后容易出現近期較高氣溫，即濕北風效應（焚風效應）。本次過程中，18日夜間受高空短波槽影響，全地區出現了降雨，加上卡努北上帶來的豐富的水汽，導致地面層空氣濕度較大，第2天雖然未轉晴，以多云為主，加上處于減弱的熱帶低壓“卡努”頂后部影響，地面吹較濕潤的弱北風，所以丹東地區增溫比較明顯。圖3為東港站氣象要素變化趨勢圖，19日白天東港站風向均為北風，風力較小，在弱北風的作用下，東港最高氣溫飆升至31.7℃。顯然本次過程風向風速對于氣溫升高有重要影響。因此在以后的氣溫預報中，要著重考慮地面風向風速要素對于氣溫的影響。

3 數值預報產品

綜合前面的實況分析可知，此次氣溫預報的著眼點為19日天氣現象、天空狀況、風向風速、垂直速度以及是否存在溫度平流等。對于海平面氣壓場，各個產品的預報與實況均比較吻合，對于850hPa高空場溫度預報，各個預報產品均有不同程度的偏差，而10m風場預報產品在實際溫度預報工作中，較常用到，尤其對于丹東海陸分布的特殊地形加上地面風場對于溫度預報的影響較大，更是常用到，本次過程T639數值預報產品對于10m風場均作出較為準確的預報，具有很好的指示意義。而T639數值預報產品中的2m溫度預報在本次過程中，具有一定的偏差，需要憑經驗和天氣情況進行人工訂正后才具有一定的參考意義。綜上，在溫度的預報中，T639模式10m風場預報能力具有一定的可信度，在日常預報中具有很好的參考價值。

4 小結

此次過程溫度平流較弱，垂直運動起到了重要作用。此次溫度預報失誤的主要原因就是未考慮風向風速對氣溫的增幅，即西北風造成的“焚風”效應，只考慮到云的遮擋對氣溫的減幅。

T639時空分辨率高、物理量產品豐富，對溫度的預報有一定的優勢，10m風場數值預報產品具有一定的業務參考價值，應進一步加強業務應用。在實際使用中，應不斷積累數值預報產品應用經驗，并結合天氣學理論和預報實踐經驗進行有效訂正，以更好地提高預報準確率。需要注意的是本文結論僅是通過一次實例得出的，還有待于更多的個例進一步驗證。