臨近天氣預(yù)報(bào)手段分析探討

董雄偉

摘 要： 對(duì)于直升機(jī)海上/陸地救援來說，符合標(biāo)準(zhǔn)的天氣是其安全出動(dòng)的首要條件。而精確地臨近天氣預(yù)報(bào)，就是直升機(jī)安全飛行的最大保障。預(yù)報(bào)臨近天氣手段形式多樣，比如雷達(dá)回波外推、天氣形勢(shì)分析預(yù)報(bào)等。本文重點(diǎn)對(duì)相關(guān)預(yù)報(bào)手段進(jìn)行分析探討，發(fā)現(xiàn)雷達(dá)回波外推與天氣形勢(shì)分析預(yù)報(bào)相結(jié)合，能夠極大地提高臨近天氣預(yù)報(bào)的精度。

關(guān)鍵詞： 臨近天氣預(yù)報(bào)；雷達(dá)回波外推；天氣形勢(shì)分析

臨近預(yù)報(bào)指未來0-6小時(shí)（以0-2小時(shí)為重點(diǎn)）時(shí)段的高時(shí)空分辨率的天氣預(yù)報(bào)，主要預(yù)報(bào)對(duì)象是該時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)明顯變化的重要天氣現(xiàn)象。主要包括雷暴、強(qiáng)對(duì)流天氣、降水、低能見度以及天空云量等，其中以雷暴和強(qiáng)對(duì)流天氣的臨近預(yù)報(bào)最具挑戰(zhàn)性。

直升機(jī)海上/陸地救援屬于通用飛行，具有飛行時(shí)間短（一般救援任務(wù)飛行時(shí)間為2-3小時(shí)），出動(dòng)時(shí)限要求短（接警到出動(dòng)時(shí)間一般控制在45分鐘內(nèi)）的特點(diǎn)。如何在短時(shí)間內(nèi)，快速精確地預(yù)報(bào)未來2小時(shí)（6小時(shí)）內(nèi)的臨近天氣，保障直升機(jī)救援的高效快捷，對(duì)氣象預(yù)報(bào)員是一種挑戰(zhàn)。

臨近天氣預(yù)報(bào)手段多種多樣，下面著重介紹幾種實(shí)際應(yīng)用較多的方法，并結(jié)合一次實(shí)際冷鋒過境過程對(duì)其進(jìn)行探討。

一、雷達(dá)回波外推：

雷達(dá)回波外推法是通過雷達(dá)回波圖比較連續(xù)幾個(gè)時(shí)刻天氣系統(tǒng)在回波圖上的位置，順時(shí)外延，從而預(yù)報(bào)天氣系統(tǒng)的未來位置。

臨近天氣預(yù)報(bào)雷達(dá)回波外推法，對(duì)于未來2小時(shí)內(nèi)天氣系統(tǒng)雷達(dá)回波位置的預(yù)報(bào)，一般間隔30分鐘采取一個(gè)雷達(dá)回波圖像，共采取3個(gè)，即T0、T-1、T-2，計(jì)算時(shí)刻T-2與T-1時(shí)刻雷達(dá)回波移動(dòng)的距離，記為L(zhǎng)-2；然后計(jì)算時(shí)刻T-1與時(shí)刻T0雷達(dá)回波移動(dòng)的距離，記為L(zhǎng)-1，取二者平均值L=（L-1+L-2）/2為天氣系統(tǒng)30分鐘內(nèi)移動(dòng)距離，從而進(jìn)行未來30分鐘、1小時(shí)、1小時(shí)30分鐘、2小時(shí)天氣系統(tǒng)雷達(dá)回波位置的預(yù)報(bào)。

對(duì)于未來6小時(shí)內(nèi)天氣系統(tǒng)雷達(dá)回波位置的預(yù)報(bào)，一般間隔1小時(shí)采取一個(gè)雷達(dá)回波圖像，原理同2小時(shí)預(yù)報(bào)。

如圖所示，10時(shí)選取雷達(dá)回波T10點(diǎn)（如圖1），11時(shí)刻選取T11點(diǎn)（如圖2），L-2=T11-T10，12時(shí)刻選取雷達(dá)回波T12點(diǎn)（如圖3），L-1=T12-T11，則平均一小時(shí)雷達(dá)回波移動(dòng)距離L=（L-1+L-2）/2，外推13時(shí)刻雷達(dá)回波所在位置為T13=T12+L（如圖3），（12+N）時(shí)刻雷達(dá)回波所在位置為T12+N=T12+N*L。

雷達(dá)回波外推預(yù)報(bào)有較為明顯的缺陷：1、天氣系統(tǒng)隨著時(shí)間是發(fā)生強(qiáng)弱變化的；2、天氣系統(tǒng)會(huì)重新生成或者消亡。所以隨著預(yù)報(bào)時(shí)限的延長(zhǎng)，雷達(dá)回波外推預(yù)報(bào)的誤差會(huì)逐步變大。雷達(dá)回波外推預(yù)報(bào)法適用于強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)過境臨近預(yù)報(bào)，比如說鋒面過境、颮線過境等。

二、天氣形勢(shì)分析預(yù)報(bào)：

天氣形勢(shì)分析預(yù)報(bào)，是通過連續(xù)的高低空天氣形勢(shì)圖，運(yùn)用天氣學(xué)原理對(duì)各種氣象要素進(jìn)行分析后，推斷未來的天氣，得出相應(yīng)的預(yù)報(bào)結(jié)果。

對(duì)上文同一過程進(jìn)行天氣形勢(shì)分析， 08時(shí)地面天氣形勢(shì)圖上顯示，地面鋒線在北京-河北-山西一帶，中層700hPa引導(dǎo)氣流指向山東地區(qū)，并伴隨著冷平流，有利于鋒面系統(tǒng)的加強(qiáng)，隨著天氣系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，冷鋒鋒面逐漸移向山東地區(qū)，同時(shí)高空水汽通道持續(xù)維持，通過天氣學(xué)知識(shí)，對(duì)冷鋒天氣系統(tǒng)進(jìn)行分析，得出冷鋒過境后，冷空氣南下，山東等地將有較為強(qiáng)烈的降水發(fā)生，同時(shí)山東等地氣溫將會(huì)下降，分析850hPa溫度場(chǎng)，山東等地氣溫將下降8℃左右。

三、綜合分析：

通過雷達(dá)回波預(yù)推以及天氣形勢(shì)分析相結(jié)合，可以預(yù)報(bào)東營(yíng)地區(qū)未來6小時(shí)臨近天氣，得出結(jié)論：未來6小時(shí)，冷鋒鋒面過境東營(yíng)地區(qū)，東營(yíng)西部17時(shí)開始出現(xiàn)降水，降水強(qiáng)度較強(qiáng)；至20時(shí)，降水區(qū)域?qū)⒏采w整個(gè)東營(yíng)地區(qū)。冷鋒過境后東營(yíng)市由冷高壓控制，溫度下降8℃左右。

四、綜述：

雷達(dá)回波外推是上游地區(qū)已發(fā)生較強(qiáng)對(duì)流天氣，通過時(shí)間的演變預(yù)報(bào)本地區(qū)較強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的時(shí)間。天氣形勢(shì)分析是通過對(duì)天氣圖的分析，運(yùn)用天氣學(xué)原理，對(duì)于本地即將生成或者消散的天氣系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)。在進(jìn)行臨近天氣預(yù)報(bào)時(shí)，雷達(dá)回波外推與天氣形勢(shì)分析預(yù)報(bào)相結(jié)合，對(duì)天氣系統(tǒng)未來時(shí)刻進(jìn)行判斷，同時(shí)對(duì)天氣系統(tǒng)的重新生成或者消散進(jìn)行預(yù)報(bào)，能夠極大地提高臨近天氣預(yù)報(bào)精度。