2011年7月中旬长江下游地区强降水期间低频环流延伸期预报试验

 用2011年5-7月逐日东亚地区850hPa经向风场资料建立主振荡预测模型(POP),对影响7月中旬长江下游地区强降水过程的主要低频经向风场(20-30d时间尺度)的时空变化进行10-30d延伸期独立预报试验。结果表明,在60次预测中提前20d预报的相关预报技巧在0.50以上,很好地预报了2011年7月18日长江下游特大暴雨过程对应的关键区20-30d时间尺度的低频经向风变化过程。     

基于平流层环流变化的夏季长江下游强降水频数气候预测模型

采用相关分析方法,研究了6~8月长江下游强降水频数与前期冬季12~2月全球50 hPa纬向风的关系;并研制了基于KLM滤波的夏季长江下游强降水频数气候预测模型。结果表明,存在3个显著的相关区:北极附近,北太平洋中纬度和南半球高纬度地区。用这些前期12~2月全球平流层关键区的纬向风建立KLM预测模型进行预测试验,发现它对近10年6~8月长江下游地区强降水频数的变化具有较好的预测能力,明显优于多变量的线性回归预测;其中与北极附近和南半球高纬度地区平流层纬向风相关稳定,而与北太平洋中纬度纬向风的相关存在一定程度的不稳定。基于平流层环流变化的夏季长江下游强降水频数KLM模型可以为短期气候预测业务预报提供重要参考。     

青藏高原地表热力异常对福建前汛期降水的影响

利用1961—2010年青藏高原79个测站逐日资料数据和福建25个代表站5~6月的降水资料,分析了青藏高原地温变化与福建前汛期降水的关系。采用相关分析方法得出3月青藏高原各站地温与福建前汛期降水主要以负相关为主,高相关区位于高原东北部;青藏高原东北区3月地温距平为负(正)的年份,福建前汛期降水偏多(少)。采用REOF方法,把高原地温分为三种模态:东北区、西南区和东南区,东北区与造成前汛期降水异常的高相关区具有一致性。高原3月地表的热力异常,可通过影响5月、6月大气环流形势,进而影响福建前汛期降水的多寡。预报检验表明:青藏高原3月地温变化是福建前汛期降水变化的强信号,可作为福建前汛期降水预报的参考。     

WRF模式微物理方案对强降水预报的影响

本文利用新一代中尺度非静力模式WRF(V2.1.2版本),采用单向两重嵌套方案,粗细网格距分别为12km、4km,对我国江淮流域2003年7月4日～5日一次典型强降水天气过程进行微物理方案的敏感性试验。从降水落区、降水中心位置和强度方面对总降水预报性能进行了对比,同时结合卫星资料、地面自动站雨量等非常规观测资料,对比分析了模拟的滁州地区降水随时间的变化及1小时降水率的空间分布,研究不同分辨率下模式微物理方案对强降水预报的影响。所得的结论对于我国夏季强降水预报和中尺度模式微物理过程在业务和研究方面有一定的参考价值。     

基于区域自动站资料的闽中地区前汛期短时强降水特征分析

利用2008—2011年的区域自动气象站资料,通过数理统计、分析归纳等方法,从时空分布、天气学分型、地面中尺度表现等方面分析闽中地区前汛期短时强降水的特征,结果表明,闽中地区前汛期短时强降水主要出现在下午到傍晚,持续时间多在5~8小时,区域内河谷区、河口区和喇叭口地形区为主要发源地;冷式切变型是闽中地区短时强降水发生最主要的天气形势,其次是暖式切变型;对于低槽型、冷切型和暖切型的短时强降水,降水前沿地面辐合线的走向和移速对随后1~2小时强降水落区的预报有重要的指示作用。     

确定性预报和集合预报融合降水预报产品应用

针对确定性模式和集合预报模式降水产品没有得到最优应用的问题,该文开展多模式降水融合预报研究。应用福建省智能网格预报业务关键点的降水观测资料,对4种确定性模式降水预报和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报的降水集合统计量产品进行降水分级统计检验,确定融合方案,并根据融合方案产生多模式和集合预报降水融合产品。结果表明,除了后汛期(7～9月)外,大部分产品的TS评分随降水量级的增大而下降,随着预报时效的延长,各量级降水TS有所下降。融合产品在3～4月的表现较确定性预报有一定的性能提升; 5～6月融合产品表现最差; 7～9月融合产品TS评分基本与最优确定性预报接近。对于个例检验而言,融合产品能够较为准确地刻画强降水的落区,但存在大暴雨落区范围过大等偏差。     

1961-2014年广东汛期小时强降水的日变化特征

利用1961-2014年广东32个地面气象观测站逐小时降水资料,分析了广东小时强降水的降水量、降水频次和降水强度在整个汛期以及前、后汛期的日变化特征和空间分布差异。结果表明,广东区域平均的汛期小时强降水的降水量、降水频次的峰值都是出现在下午16时,次峰值出现在上午8时,而小时强降水的强度日变化不明显。广东汛期小时强降水量和降水频次的峰值分布存在区域差异,南部沿海峰值出现在早晨(6-9时)和中午(10-13时),雷州半岛和其余地区出现在下午(14-20时)。小时强降水的强度峰值在白天和夜晚都可以出现。前、后汛期小时强降水量日峰值振幅存在3个大值中心,分别位于西部的罗定,东部的五华和北部的南雄、连平。小时强降水频次日峰值振幅总体呈从沿海向内陆增加的趋势,而强度日峰值振幅区域差异小。     

亚欧阻塞高压的变化特征及其与重庆夏季降水的联系

使用国家气候中心(NCC)沿用的北半球阻塞高压监测公式,利用NCEP/NCAR逐日500hPa环流场再分析资料,计算出1961-2011年逐日阻高指数,分析了北半球阻塞高压出现的关键地区阻高指数的年际和年代际变化特征及其与重庆夏季降水的联系.结果表明,三个关键区阻高的季节分布以鄂霍次克海阻高在冬季和夏季出现的频率最高,而春季和秋季则是乌拉尔山阻高活动频繁的季节,贝加尔湖地区阻高活动不及前两个区域活跃.从变化趋势来看,乌拉尔山阻高和鄂霍次克海阻高有增强的趋势,贝加尔湖阻高有减弱的趋势.各关键区的阻高日数都存在2~5年的显著性周期特点.三个关键区对重庆夏季降水的影响各有其特点,贝加尔湖和鄂霍次克海的阻塞形势对重庆夏季降水的影响较大,鄂霍次克海阻高日数对重庆夏季降水的影响比其强度对重庆夏季降水的影响关系更加显著,夏季鄂霍次克海阻高日数偏多(少),重庆夏季降水偏多(少).     

莆田市前汛期短时强降水物理量阈值研究

利用福州、厦门两个常规探空站逐日高空探测资料导出的32个物理量,分别与2012～2016年莆田市前汛期（3～6月）区域短时强降水个例进行相关性分析及显著性检验,统计出涵盖75%以上短时强降水个例的物理量阈值,剔除阈值在非短时强降水个例出现概率大于45%的物理量,得到莆田市前汛期短时强降水的物理量阈值,以便在莆田市前汛期短时强降水预报中应用。     

华南地区前后汛期极端降水事件对比分析

根据1961-2014年华南地区50个测站的逐日降水量资料,采用改良后的百分位法定义了华南地区前后汛期的极端降水,并运用小波分析、SVD等统计方法分析了华南地区的前、后汛期极端降水事件的时空变化规律以及可能影响原因。结果表明:近54 a来,华南地区前、后汛期极端降水都有明显的年际变化,极端降水指数都呈上升趋势,但是变化周期不同,分别具有3~5 a和6~8 a的显著的变化周期;华南地区前、后汛期的极端降水指数的空间分布存在差异,前汛期在广西东北部和广东中部极端降水指数较大,后汛期在华南沿海地区极端降水指数较大。造成前、后汛期上述差异的可能因素是:(1)大气环流和前冬海温异常变化可能是影响华南前汛期极端降水的重要因素。前汛期由于南海夏季风的爆发,强盛的西南气流由南向北输送暖湿气流,同时北方冷空气延伸至华南地区,冷暖空气在华南中北部交汇,对流旺盛,易于发生极端降水;前汛期前冬季赤道太平洋海温异常增暖特别是中东太平洋的增暖,为华南地区前汛期降水偏多创造了有利条件;(2)后汛期极端降水的主要原因是局地海温增加,对流旺盛,西北太平洋和南海热带气旋的增多,在华南沿海地区易出现极端降水。     

赣东主汛期模式降水预报检验分析

基于ECMWF模式形势场预报资料及JAPANFAX、GFS、EC-THIN、JMA、T639、NCEP等11家模式降水预报资料,从面雨量、极值降雨量2个方面对2015年江西省抚州市主汛期(6月上旬至7月上旬)区域性暴雨的降水预报结果进行了短期主观检验,对比分析了11种数值模式对江西省抚州市区域性暴雨系统预报的效果。结果表明:1)在面雨量预报方面,EC集合预报、T639模式预报、GFS预报在主汛期的降水预报准确率较好; 2)在极值降雨量的预报方面,EC-THIN、T639模式预报在主汛期的降水预报准确率更好; 3)得到本地化预报准确的模式,再对2016-2017年的强降水天气过程的面雨量和极值降水量进行了预报验证,找出这2个要素的预报思路及指标,为今后主汛期降水起到较好的参考指导意义。     

陇东一次暴雨成因对比及预报偏差分析

利用甘肃省加密自动站逐日降水数据和美国国家大气环境中心的全球分销系统（GDS）全球预报零场资料,对陇东暴雨不同降水影响系统的环流形式、动力特征、热力条件进行对比分析,结果表明：高空环流呈现出“两槽一脊”的大形势,甘肃省受高压脊控制,青藏高原上有短波小槽不断东移是此次降水的一大有利条件;700 hpa受地形动力抬升及低空急流相交汇造成临夏强降水,陇东南一线降水主要受锋面触发。两地强降水低空辐合中层辐散明显,同时垂直上升运动在8日夜晚至9日白天最为明显。假相当位温左端密集带受高原边坡高大地形与南来的低空暖湿气流交汇形成临夏地区强降水,右端在冷空气推进下快速向东南方向移动,与西南低空暖湿气流交汇,导致陇东南一带的强降水天气。欧洲中期天气预报中心（ECMWF）等各家数值预报模式与此次强降水的落区及量级的预报都明显偏小偏北,模式对于稳定性降水有一定的预报性,对于对流性降水明显偏弱。     

L波段雷达资料在保山市强降水预报中的应用

为加强基层短时强降水预报能力,结合前人研究,利用20082009年腾冲L波段雷达探测资料和保山市昼(夜)降水数据,统计分析了该市昼(夜)出现强降水时当日(前一日)沙氏指数、抬升指数、不同高度层的温度露点差情况.结果表明,保山市强降水与沙氏指数、温度露点差呈显著负相关,与抬升指数值呈显著正相关.采用相关性和显著性假设检验确定了6项强降水预报因子和它们各自对应预报值域后,将6种预报因子自由组合成8种预报判据.经预报质量检验从8种组合中挑选出了保山市昼(夜)间出现强降水的预报判据.以20102014年保山市强降水实况进行预报能力检验,该方法对夜雨和昼雨强降水的预报准确率分别为56.00%和60.00%,具有一定参考使用价值.     

局部地区区域性强降水预报试验

研究了用专家系统技术对三峡地区做区域性强降水预报的可行性．根据天气学原理和方法及预报员的实际工作经验,收集相关信息,利用１９６１—１９９４年每年的１０月至来年１月的逐日历史天气图资料和三峡东部６站逐日降水量资料,建立了三峡地区有无区域性强降水的专家系统预报知识库,并采用ＭＥＳＴ专家系统工具建立相应的专家系统．初步试验结果表明,系统具有一定的实际预报能力     

黄河下游降水与海温的关系

采用相关、回归分析的方法,对黄河下游降水与全球海温的关系进行了分析,揭示了不同海芡的海温对降水的影响,寻找出关键区和关键时段,建立了主汛期7,8月降水的预报方程,为黄河下游旱涝趋势预报提供了可靠的预报因子。     

TIGGE模式在淮河水系史河流域的应用

为了提高淮河水系史河流域降水预报的精度,对TIGGE模式降水预报校正方法进行了研究。基于TIGGE的ECMWF、KMA、JMA、UKMO、CMA等 5个模式2015—2017年汛期在史河流域的降水预报数据和雨量站实测降水资料,采用降水预报的均方根误差指标和在确报率、空报率和漏报率评价指标基础上提出的降水预报三率综合评价指标,对各模式在1~7 d预见期内的预报精度进行综合评价,采用2种非线性方法RBF及ν-SVR对TIGGE的5个降水预报模式进行非线性集合预报校正,并与线性方法BREM法进行了比较。结果表明:TIGGE的5个模式中,JMA模式的降水预报精度最高,其次是ECMWF和UKMO,实时降水预报校正ν-SVR法明显优于BREM法和RBF法;实时降水预报校正ν-SVR法提高了TIGGE模式降水预报的精度。     

重庆汛期降水与西太平洋副热带高压的关系

 利用近47a(1960～2006年)完整而系统的副高特征指数资料和重庆34个站点的汛期(6～8月)降水量资料进行相关普查,得出副高脊线、北界位置与重庆汛期降水之间都存在很高的正相关关系.当西太平洋副高偏北时,重庆汛期降水将会偏少;而当副高偏南时,该地区的降水将偏多.因此,重点讨论副高南北位置的变化与重庆汛期降水的关系.研究表明副高南北位置的异常对应着欧亚地区特别是东亚地区大气环流的异常变化,从而影响重庆乃至中国的汛期降水.     

逐步相似过滤法在青海省4～10天降水预报中的应用

依据逐步相似过滤法和最小相似离度原理,利用T213数值预报产品、NCEP逐日再分析资料和1957-2005年青海省42个地面站降水资料,建立不同的相似预报过滤方案,制作青海省未来4～10天的降水预报.经过降水预报准确率检验,确定"最优"逐步相似过滤方案.最优方案降水预报水平与青海省2008年降水业务预报水平对比表明:所建立的"最优"逐步相似过滤方案对青海省未来4～10天的降水预报具有更高的可信度,在日常预报中具有较高参考价值.     

朔州市分县分级降水预报实验研究

选取数值预报产品与朔州市6县(区)夏季(6月至8月)降水资料，采用最优子集回归方法，研究了朔州市分县分级降水预报指导产品，用以提高朔州市汛期降水天气的客观预报水平。     

前汛期惠州市强降水气候突变及其环流特征分析

 惠州市地处气候年际变化显著的东亚季风区,近几十年来前汛期强降水事件频繁,尤其自20世纪90年代以来有很多暴雨灾害发生。为了客观地分析惠州前汛期强降水事件的异常情况,利用1967-2009年惠州市降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了前汛期惠州强降水的气候变化及其环流特征。结果表明：前汛期惠州市总降水量和暴雨量大,暴雨日数多;它们的年际变化一致,无明显趋势变化。但自1990年代中期至今,强降水异常有增多且强化的趋势。进一步对比惠州前汛期强降水异常事件突变前后的环流特征,强降水偏多（少）年,突变前后低纬地区均呈现偏南（东北）气流异常,而引起强降水偏多（少）年突变的环流形势差异,主要表现为突变后冷空气作用明显,低层北风分量增强;突变前后物理量的差异则主要表现为,突变后强降水偏多年高、低层散度梯度加大,垂直上升运动偏强,对流性不稳定加大,强降水偏少年上述物理量的变化相反;以上差异特征均导致突变后强降水偏多年更易引发或加剧强降水异常,强降水偏少年更不易于强降水的发生。