T639數值預報產品在克孜勒蘇自治州一次大降水過程中的檢驗

2018-04-26 11:05:50王江華陳天宇

農業與技術 2018年6期

王江華陳天宇

摘要：利用在國家氣象中心業務運行的T639模式，對2013年6月16—18日克州地區出現的一次大降水天氣進行預報檢驗，結果表明：T63924h高度場形勢預報準確率較高，能較好地預報歐亞中高緯環流的演變特征，T639 海平面氣壓場24～72h預報場較實況場強度偏弱，位置偏北，但移速與實況場基本一致，范圍要偏小。從T639降水模式預報檢驗來看，其較實況場略偏弱，但對此次大降水過程中，降水主要集中時段、降水落區預報有較好的參考價值。T639物理量場中的比濕、水汽通量、溫度露點差等預報因子對此次大降水預報也有較好的指示意義。

關鍵詞：T639模式；克州；大降水；預報檢驗

中圖分類號：S165 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180333203

前言

T639模式是TL639L60全球譜模式的簡稱，是國家氣象中心在T213L31全球譜模式的基礎上升級發展而來的。T639模式投入業務運行以來，很多學者對其預報產品的性能檢驗做了大量的研究。馬星芬等[1]對陽泉一次冰雹天氣進行了預報檢驗，得出T639系統，特別是3h的物理量場預報對短時、臨近預報有一定的預報能力；周惠等[2]用T639模式對2008年長江流域重大災害性降水天氣過程預報性能進行了檢驗分析，總結出T639模式對一般性降水雨區范圍、位置及移動趨勢都有較正確的預報，對主要影響系統如高原槽等有較準確的刻畫，對物理量場預報檢驗中對水汽條件預報效果較好，對反應暴雨動力結構的物理量模式預報性能稍差；李睿、廖勝石、鄭婧等[3-5]用T639模式分別對成都、廣西及江西地區的大降水天氣做了預報檢驗，得出了T639模式預報適合于本地的一些有利指標，并對其進行了檢驗評估及訂正，在新疆，趙俊榮等[6]分析了T213數值預報產品對新疆天山北坡帶中部大降水的解釋檢驗，得出了T213 48h高度、濕度、θse指數等預報量對石河子墾區大降水天氣物理意義明確，相關程度在79%以上。近幾年來，新疆的許多學者，如隆霄[7]用WRF模式模擬了新疆北部強暴雪天氣過程，張俊蘭[8-10]、張超、馬超等分別用ec細網格資料，對新疆北部地區暴雪和溫度的預報進行了檢驗分析，得出了一些有益的經驗，對指導日常的天氣預報提供了很好的依據。

本文在前人分析基礎上，利用T639數值預報產品，對2013年6月中旬克州地區出現的一次大降水天氣過程進行了檢驗，分析了T639模式預報產品對克州此次大降水天氣的預報能力問題，得出了對本地大降水有指示意義的一些物理量及指標，為該模式在克州地區大降水天氣中的預報、解釋應用、及檢驗積累一些經驗，從而提高預報員對大降水天氣的預報能力。

1 天氣過程實況

《新疆降水量級標準（修訂版）》（新氣發[2004]45號）中規定：24h降雨量達6.1～12.0 mm為中雨，12.1～24.0mm為大雨，18.1～36.0mm為大到暴雨，24.1～48.0mm為暴雨。6月15日夜間到18日，克州地區普遍出現了中雨，山區部分區域自動站降水量達大到暴雨，此次天氣過程中各地氣溫下降了6～8℃。強降雨時段主要集中在15日夜間到16日白天，落區在阿克陶、烏恰及阿合奇。全州共有9個站點出現暴雨，其中16日阿克陶縣本站3h降水量達29.9mm，各站降水量見表1。

2 分析結果

2.1 天氣形勢場

2.1.1 高度場形勢

在T639 500hPa高度場形勢預報圖上，6月15日20：00歐亞中、高緯度為兩槽一脊型，北歐—西西伯利亞及貝加爾湖以東為低壓槽控制，烏拉爾山附近為高壓脊區，與實況高度場相比，槽、脊主體位置較一致。24h預報場槽脊的主體位置與實況場較吻合，只是西西伯利亞低壓槽在東移過程中，底部分裂的短波位置較實況場略有偏差，預報場比實況場偏南5個緯距；48 h預報場槽的位置略偏慢于實況場，且強度較實況場明顯偏強，槽底分裂的短波槽位置較實況仍偏南5個緯距；72h T639預報場槽的位置略偏慢于實況場，而脊的位置略偏快。整體來看，T639 24h高度場形勢預報準確率較高，能較好地刻畫歐亞中、高緯環流形勢的變化，48h高度場形勢預報偏差比24 h要大，說明隨著預報時次的延長，高度場預報準確率會有所下降。

圖1 高度場實況與t639高度場預報：（a）（b）（c）（d）

2.1.2 地面形勢場預報檢驗

15日20：00T639地面形勢場24h預報圖上，1020hPa的地面冷高壓中心位于西西伯利亞，南疆盆地受低壓控制，與實況場相比較，冷高壓中心強度偏弱（實況場強度為1022.5hPa）、位置與實況場基本一致，，預報場底部鋒區較實況場偏弱，5個經距內只有4根等壓線，（實況場5個經距內有7根等壓線）；48h預報場地面冷高壓中心為1016hPa，較實況場偏弱（實況場強度為1017.5hPa），且實況場上西西伯利亞的冷高壓快速東移略減弱南壓，其鋒區前沿已到達帕米爾高原至西天山一帶，而預報場冷高壓則減弱直接快速東移控制北疆偏西地區，對克州地區影響較弱；72h預報場冷高壓繼續減弱、北移，影響克州地區范圍內只有1根等壓線控制，而實況場冷高壓略減弱東移，其底部鋒區仍較強，并分裂部分冷空氣翻山進入克州地區。總體來看，T639海平面氣壓場24～72h預報看，預報場冷高壓中心強度較實況場總體偏弱，移速基本一致，位置偏北，范圍要偏小。

圖2 地面氣壓場實況與t639地面氣壓場預報：（a）（b）（c）（d）

2.1.3 850hPa風場預報檢驗

15日20：00，24hT639預報場上，南疆盆地東部至克州地區有一支偏東急流存在，最大風速為16m/s，較實況偏強（實況6～8m/s），預報場在盆地偏東和偏南一帶預報有風向輻合區，而實況則是南疆西部喀什至阿克蘇一帶有切變存在；48h的T639預報場較實況也略偏強；72h則預報場較實況場偏弱，實況場克州地區至盆地東部仍維持有4～10m/s的偏東氣流，預報場上克州地區已無明顯偏東風存在。總體來看， 850hpa風場上，T63924～48h預報場較實況場偏強，對偏東急流出現的時間，預報場與實況場較一致，但結束時間預報場較實況場偏早。

2.1.4 降水場預報檢驗

15日20：00，T63924h降水等值線模式預報較實況明顯偏小，模式預報克州地區有5～10mm降水，而實況測站降水量在20～29.9mm，區域自動站降水量在10～39.1mm，4個區域自動站降水達暴雨量級，但T63924 h預報場對此次降水落區預報較好，與實況基本一致，降水大值中心出現在山區烏恰、阿克陶及西、北、及南部山區；48h預報場較實況也偏弱，預報場對克州地區測站阿圖什預報有1mm的增量，山區（烏恰、阿合奇）有2～6mm的增量，阿克陶有6mm的增量，而實況克州地區測站降水量在（2.4～9.0mm），且預報場對降水落區預報較24h范圍擴大，降水中心東移，降水大值區在阿合奇、阿圖什一帶，實況則只出現在阿合奇及其部分山區；72h預報場上，阿圖什、阿合奇有2～12mm的增量，實況則是阿圖什、阿合奇及其部分區域自動站普遍出現了微到小量的降水，其中部分地區降水為中到大雨，局部達暴雨，預報場上，降水落區范圍明顯減小，降水落區中心仍在阿圖什、阿合奇一帶（與實況基本一致）。綜上可以看出，T639降水模式對此次降水落區預報有一定的參考價值，但預報的降水量級比實況偏弱。

2.2 物理量場檢驗分析

2.2.1 比濕

在暴雨發生期間，15日20：00—16日20：00，有一條從西南面喀布爾、阿拉伯海一帶東移至克州地區的強水汽輸送帶，位于700hPa和850hPa，最大中心為6.0～8.0×10-2g.kg-1，

500hPa上則表現不明顯，為2×10-2g.kg-1，說明暴雨區上空氣團自身攜帶的水汽較充足，為暴雨的形成提供了第一水汽條件。從T639 24～48 h預報場上可以看出，500hPa、700hPa的比濕與實況基本一致，但850hPa上預報較實況則略偏強，范圍偏大，最大大值中心達10×10-2g.kg-1，中心位于克州地區偏北、偏南一帶。

2.2.2 水汽通量

在暴雨發生期間，16日20：00，500hPa、700hPa圖上，克州地區附近有2g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽通量中心存在，位置偏南，在東面和西南面也有2個大值水汽通量中心存在，這樣從2支水汽通道輸送的水汽匯合到南疆盆地西部，為暴雨形成提供了源源不斷的水汽輸送，是暴雨形成的又一水汽條件，850hPa圖上，水汽通量大值中心位于南疆盆地偏南一帶，最大值為10g·cm-1·hPa-1·s-1，克州地區的比濕為6g·cm-1·hPa-1·s-1，17日20：00，克州地區的比濕維持在4～2g.cm-1·hPa-1·s-1，但范圍有所減小，強度逐漸減弱。從T639 24～48h預報場看，預報與實況基本吻合，強度、位置基本一致，范圍略偏小。

2.2.3 溫度露點差

在暴雨發生期間，16日20：00，克州地區處于溫度露點差<4℃的飽和濕區內，且500hPa、700hPa上最為明顯，近地層850hPa圖上則略有減濕，17日20：00，濕區明顯減小，范圍變窄，東移，這與此次大降水的開始、結束時間較一致。從T639 24～48h預報場看，預報與實況基本吻合，預報場較實況位置略偏東。

2.2.4 散度場

在暴雨發生期間，15日20：00—16日20：00850hPa圖上，克州地區處于明顯輻合區，有2個中心在偏西、偏南一帶，中心值為-24×10-6s-1、-48×10-6s-1，15日23：00，處于偏南一帶的輻合中心進一步增強，最大值達-72×10-6s-1，最大輻合區位置與暴雨區位置基本一致。從T639 24～48h預報場看，預報場較實況偏弱，位置略偏東。

2.2.5 k指數和△θse

在暴雨發生期間，分析15日20：00—16日20：00k指數和△θse場（500～850hPa）實況圖，可以看出克州地區范圍內的k指數較大，最大中心值為32℃，且k指數大值區從偏南向偏西移動，范圍由大逐漸縮小；在△θse場有52℃的高能舌控制克州地區，并由南向北伸展，從高層到低層逐漸減弱，并且范圍減小，850hPa圖上θse隨高度減小迅速，有利于中低層的對流發展，有利于暴雨的產生及持續。從T639對應的24～48h預報場看，k指數和△θse預報場均較實況略偏弱，范圍偏小，位置偏東。

3 小結和討論

通過以上分析，可以看出T639模式對克州地區的大降水預報有一定的參考價值，從高度場、地面場都有較好的指導意義，且高度場強度較實況偏強，地面場較實況總體偏弱，位置、范圍要偏小。尤其是24h預報準確率較高，隨著時間推移，預報時效有所下降。

從T639低層850hPa風場預報來看，預報較實況偏強，但與偏東急流建立時間較一致，結束時間偏早。

從T639降水模式預報來看，降水量級較實況略偏弱，落區、范圍偏大，但降水模式預報克州地區降水出現主要時段和實況基本一致，T639降水模式對克州地區過程累計降水量預報較好。

從T639物理量場因子來看，比濕、溫度露點差、水汽通量、低空偏東急流、k指數等預報因子對此次大降水的起止時間、落區、強度有一定的指示意義。

參考文獻

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[2]周慧，崔應杰，胡江凱，等.T639模式對2008年長江流域重大災害性降水天氣過程預報性能的檢驗分析[J].氣象，2010，36（9）：60-67.

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