信陽市區(qū)域性大到暴雪預(yù)報(bào)方法

王晶晶，計(jì)舒懷

(信陽市氣象局，河南信陽 464000)

信陽市區(qū)域性大到暴雪預(yù)報(bào)方法

王晶晶，計(jì)舒懷

(信陽市氣象局，河南信陽 464000)

利用2000—2009年信陽市常規(guī)氣象觀測(cè)資料和歐洲中心數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，分析了15個(gè)區(qū)域性大到暴雪日個(gè)例，根據(jù)影響系統(tǒng)特征對(duì)個(gè)例進(jìn)行分型 (蒙古高壓底部型、華北高壓前部型)，并利用物理參數(shù)指標(biāo)及數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品分別建立了信陽市區(qū)域性大到暴雪24 h預(yù)報(bào)判別方程，在2010年11月—2014年3月進(jìn)行了試報(bào)，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到67%，預(yù)報(bào)方法穩(wěn)定可行。

大到暴雪；預(yù)報(bào)；業(yè)務(wù)系統(tǒng)；信陽

信陽市地處淮河之畔，位于我國(guó)南北氣候過渡帶，由大到暴雪引起的低溫冰凍是信陽市冬半年主要?dú)庀鬄?zāi)害，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸造成嚴(yán)重?fù)p失。由于大到暴雪出現(xiàn)的概率較小，其預(yù)報(bào)難度更大。近年以來，我國(guó)南方多地出現(xiàn)雨雪冰凍災(zāi)害，造成的影響已受到廣泛關(guān)注，氣象學(xué)者從多方面進(jìn)行了深入的研究，徐雙柱等[1-2]對(duì)湖北省和武漢市冬季大雪的預(yù)報(bào)進(jìn)行了研究。高維英等[3]對(duì)回流冷空氣在華北暴雪中的作用進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)高空北支急流入口區(qū)右側(cè)的強(qiáng)輻散和其激發(fā)的次級(jí)環(huán)流為暴雪的發(fā)生提供了動(dòng)力條件和熱力條件。趙桂香、王新敏[4-5]分別建立了山西省和河南省大雪天氣預(yù)報(bào)模型。利用2000—2009年信陽市常規(guī)觀測(cè)資料和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，對(duì)15個(gè)區(qū)域性大到暴雪日個(gè)例的影響系統(tǒng)進(jìn)行分析，分別建立了信陽市區(qū)域性大到暴雪天氣學(xué)概念模型及客觀預(yù)報(bào)方法。

1 資料選取

區(qū)域性大到暴雪日定義為：一日內(nèi) (20時(shí)—20時(shí))信陽市9縣站中出現(xiàn)3站及以上降雪量≥5 mm，或雨夾雪量≥5 mm且積雪深度≥5 cm。普查2000—2009年降水資料，信陽市共出現(xiàn)了15個(gè)區(qū)域性大到暴雪日。選取2000—2009年11月至次年3月常規(guī)觀測(cè)資料和歐洲中心數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，利用統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行預(yù)報(bào)因子篩選，建立預(yù)報(bào)方程。

2 天氣形勢(shì)

統(tǒng)計(jì)分析15個(gè)區(qū)域性大到暴雪日的歷史天氣圖資料，發(fā)現(xiàn)影響信陽市區(qū)域性大到暴雪的天氣系統(tǒng)主要取決于地面冷空氣、700h Pa西南急流、500 hPa高空槽變化。其中700 hPa西南急流強(qiáng)弱決定降雪強(qiáng)度，500 hPa高空低槽是主要觸發(fā)系統(tǒng)，地面冷空氣決定降水性質(zhì)。王新敏將影響河南暴雪的500 h Pa環(huán)流形勢(shì)歸納為三類：橫槽型、不穩(wěn)定小槽發(fā)展型、兩槽一脊型[5]，主要是針對(duì)高緯度大尺度影響背景進(jìn)行分型。從單站預(yù)報(bào)角度出發(fā)，根據(jù)地面形勢(shì)將信陽市區(qū)域性大到暴雪天氣分為兩類，著眼簡(jiǎn)便，易于分析。

2.1 蒙古高壓底部型(A型)

大到暴雪過程產(chǎn)生前24 h，地面天氣圖上新疆北部到蒙古國(guó)西部形成一1 055 hPa以上的冷高壓中心，高壓前冷鋒大致呈東—西走向，西南地區(qū)有一暖低壓倒槽發(fā)展與之對(duì)峙，信陽處在冷鋒南側(cè)的暖倒槽頂部，為相對(duì)濕度高值區(qū)。與之相對(duì)應(yīng)的500 hPa高空?qǐng)D上，中高緯度環(huán)流多為一槽一脊型，黑海附近存在一穩(wěn)定的高壓脊，貝加爾湖東側(cè)到新疆西北部為一橫槽，孟加拉灣附近有一南支低槽，信陽處在槽前西西南氣流中。隨著橫槽后部冷空氣的南下，500 hPa出現(xiàn)弱的西南氣流，貝加爾湖附近有低于-40℃的冷中心；700和850 h Pa上常常形成西南急流和偏南風(fēng)急流，使降雪區(qū)南側(cè)的暖濕空氣沿冷空氣爬升，在爬升過程中增濕、冷卻達(dá)到飽和，同時(shí)抬升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，使降雪量增大。隨著500 hPa橫槽轉(zhuǎn)豎，信陽受槽后西北氣流控制，大雪逐漸減弱、結(jié)束。此類大到暴雪過程與寒潮、大風(fēng)相伴，特點(diǎn)是過程時(shí)間短、強(qiáng)度大。15個(gè)大到暴雪日中，蒙古高壓底部型占2個(gè)。

2.2 華北高壓前部型(B型)

3 預(yù)報(bào)方法

3.1 消空處理

從2000—2009年11月至次年3月間的資料選取1 278個(gè)歷史樣本。由于區(qū)域性大到暴雪日共15個(gè)，氣候概率僅為1.2%，為了提高大到暴雪在樣本中的概率，首先對(duì)樣本進(jìn)行消空處理，以不消去大到暴雪日個(gè)例為原則，在高空、地面實(shí)況資料，歐洲中心數(shù)值預(yù)報(bào)資料中選取了4個(gè)物理意義明確的消空因子。

(1)預(yù)報(bào)當(dāng)日08時(shí)700 hPa成都與武漢的位勢(shì)高度差＞2 dagpm，表示高空沒有低值系統(tǒng)東移影響。

(2)預(yù)報(bào)當(dāng)日08時(shí)700 hPa南陽站或阜陽站風(fēng)向＞270°，表示高空低層無暖濕氣流生成。

(3)預(yù)報(bào)前一日20時(shí)歐洲中心24 h預(yù)報(bào)信陽850 h Pa溫度＞6℃，表示低層存在融化層。

(4)預(yù)報(bào)前一日20時(shí)歐洲中心24 h預(yù)報(bào)700 hPa南陽相對(duì)濕度＜70%，表示濕度較差。

滿足上述任一因子即可消空，經(jīng)過消空處理，剩余樣本53個(gè)，其中包含15個(gè)大到暴雪日，大到暴雪日在樣本中的概率達(dá)到28%。

3.2 預(yù)報(bào)因子選取及方程建立

未脫殼的薏苡即帶總苞的薏苡橢圓形,先端成頸狀之喙,并具一斜口,基部短收縮,長(zhǎng)8-12毫米,寬4-7毫米,有縱長(zhǎng)直條紋,質(zhì)地較薄,揉搓和手指按壓可破,暗褐色或淺棕色.[10]

3.2.1 蒙古高壓底部型(A型) 入型標(biāo)準(zhǔn)：預(yù)報(bào)當(dāng)日14時(shí)呼和浩特站與武漢站海平面氣壓差≥21 hPa，且成都與武漢海平面氣壓差≥0 hPa，表示海平面氣壓場(chǎng)呈北高南低顯著形勢(shì)。

根據(jù)A型大到暴雪的形勢(shì)特點(diǎn)，選取5個(gè)預(yù)報(bào)因子，當(dāng)同時(shí)滿足5個(gè)預(yù)報(bào)因子預(yù)報(bào)有A型大到暴雪。

(1)預(yù)報(bào)當(dāng)日14時(shí)成都與武漢海平面氣壓差≥0 h Pa且呼和浩特與武漢海平面氣壓差≥21 hPa，信陽海平面氣壓≤1 015 h Pa，表示地面氣壓場(chǎng)呈北高南低顯著形勢(shì)。

(2)預(yù)報(bào)當(dāng)日08時(shí)850 hPa溫度≥6℃，表示信陽受暖性系統(tǒng)影響。

(3)預(yù)報(bào)前一日歐洲中心20時(shí)預(yù)報(bào)48 h 850 h Pa信陽溫度≤-4℃且24 h變溫≤-10℃，表示降溫幅度。

(4)預(yù)報(bào)前一日歐洲中心20時(shí)預(yù)報(bào)48 h信陽海平面氣壓日變壓≥9 hPa，表示地面將有冷高壓影響信陽。

(5)預(yù)報(bào)前一日歐洲中心20時(shí)預(yù)報(bào)24 h700 hPa南陽相對(duì)濕度≥90%，表示信陽低層水汽接近飽和。

3.2.2 華北高壓前部型(B型) 入型標(biāo)準(zhǔn)：預(yù)報(bào)當(dāng)日14時(shí)武漢站與成都站海平面氣壓差＞3 hPa。表示海平面氣壓場(chǎng)東高西低形勢(shì)。

根據(jù)B型大到暴雪的形勢(shì)特點(diǎn)，選取7個(gè)預(yù)報(bào)因子，當(dāng)全部滿足7個(gè)因子則預(yù)報(bào)有華北高壓前部型大到暴雪。

(1)預(yù)報(bào)當(dāng)日08時(shí)700 h Pa巴塘站與成都站高度差≤-3 dagpm，或者巴塘站與成都站高度差≤-2 dagpm且成都站與武漢站高度差≤-2 dagpm，表示上游高空槽東移。

(2)預(yù)報(bào)當(dāng)日08時(shí)850 h Pa溫度≤-5℃，或者850 hPa溫度≤-2℃且700與850 hPa溫差≥-1℃，表示高空存在逆溫層。

(3)預(yù)報(bào)當(dāng)日14時(shí)武漢與成都海平面氣壓差＞3 hPa，表示信陽已受東北路或東路冷高壓影響。

(4)預(yù)報(bào)前一日歐洲中心20時(shí)預(yù)報(bào)24 h信陽海平面氣壓≥1 024 h Pa，表示信陽受冷高壓影響。

(5)預(yù)報(bào)前一日歐洲中心20時(shí)預(yù)報(bào)24 h 700 hPa南陽相對(duì)濕度≥90%，表示信陽低層水汽接近飽和。

(6)預(yù)報(bào)前一日歐洲中心20時(shí)預(yù)報(bào)48 h 850 h Pa信陽溫度≤-3℃；表示低層溫度有利于降雪。

(7)預(yù)報(bào)前一日歐洲中心20時(shí)預(yù)報(bào)24 h 700 h Pa關(guān)鍵區(qū)(90°E～110°E、20°N～30°N)內(nèi)為西南風(fēng)，且貴陽站風(fēng)速≥12 m/s、武漢站風(fēng)速≥8 m/s，表示關(guān)鍵區(qū)西南急流伸展至信陽附近。

4 試報(bào)

利用信陽市區(qū)域性大到暴雪預(yù)報(bào)方法在2010年11月—2014年3月進(jìn)行試報(bào)，準(zhǔn)確報(bào)出2014年2月17、18日連續(xù)兩天大到暴雪過程，2010年2月11日大到暴雪過程漏報(bào)，無空?qǐng)?bào)發(fā)生，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)67%，預(yù)報(bào)方法基本穩(wěn)定。

5 結(jié)語

2010年2月11日的暴雪過程出現(xiàn)漏報(bào)。通過實(shí)況查詢發(fā)現(xiàn)，2月10日晚間天氣現(xiàn)象為中雨轉(zhuǎn)雪，降水相態(tài)轉(zhuǎn)換的判斷失誤直接導(dǎo)致本次暴雪過程的漏報(bào)。由此可見，利用有限資料樣本進(jìn)行分型，且只研究大到暴雪過程的共性所建立的預(yù)報(bào)方程不夠精細(xì)，因此隨著樣本資料累計(jì)增多，衛(wèi)星云圖、物理量場(chǎng)等資料不斷豐富，在建立預(yù)報(bào)方程時(shí)需納入更多的影響因子，該預(yù)報(bào)方法才能進(jìn)一步完善。

[1] 徐雙柱，王曉林，王平，等.湖北省冬季大雪成因分析與預(yù)報(bào)方法研究[J].暴雨災(zāi)害，2009，28(4)：333-338.

[2] 徐雙柱，王平，高琦.武漢市冬季大雪分析預(yù)報(bào)[J].氣象科學(xué)，2011，31(1)：67-72.

[3] 高維英，李明，張弘，等.1次華北回流冷空氣引發(fā)的罕見暴雪分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(4)：2020-2024.

[4] 趙桂香，杜莉，范衛(wèi)東，等.山西省大雪天氣的分析預(yù)報(bào)[J].高原氣象，2011，30(3)：727-738.

[5] 王新敏，布亞林，李平，等.河南省暴雪天氣特征及預(yù)報(bào)模型[J].河南氣象，2000，72(4)：1-2.

P456.1

：B

王晶晶，計(jì)舒懷.信陽市區(qū)域性大到暴雪預(yù)報(bào)方法[J].陜西氣象，2015(3)：21-23.

1006-4354(2015)03-0021-03

2014-12-31

王晶晶 (1982—)，女，漢族，山西襄垣人，學(xué)士，助工，從事短時(shí)短期天氣預(yù)報(bào)工作。

信陽市區(qū)域性大到暴雪預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)(201202)