T639數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在克孜勒蘇自治州一次大降水過(guò)程中的檢驗(yàn)

王江華 陳天宇

摘 要：利用在國(guó)家氣象中心業(yè)務(wù)運(yùn)行的T639模式，對(duì)2013年6月16—18日克州地區(qū)出現(xiàn)的一次大降水天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)檢驗(yàn)，結(jié)果表明：T63924h高度場(chǎng)形勢(shì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高，能較好地預(yù)報(bào)歐亞中高緯環(huán)流的演變特征，T639 海平面氣壓場(chǎng)24～72h預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況場(chǎng)強(qiáng)度偏弱，位置偏北，但移速與實(shí)況場(chǎng)基本一致，范圍要偏小。從T639降水模式預(yù)報(bào)檢驗(yàn)來(lái)看，其較實(shí)況場(chǎng)略偏弱，但對(duì)此次大降水過(guò)程中，降水主要集中時(shí)段、降水落區(qū)預(yù)報(bào)有較好的參考價(jià)值。T639物理量場(chǎng)中的比濕、水汽通量、溫度露點(diǎn)差等預(yù)報(bào)因子對(duì)此次大降水預(yù)報(bào)也有較好的指示意義。

關(guān)鍵詞：T639模式；克州；大降水；預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S165 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180333203

前言

T639模式是TL639L60全球譜模式的簡(jiǎn)稱，是國(guó)家氣象中心在T213L31全球譜模式的基礎(chǔ)上升級(jí)發(fā)展而來(lái)的。T639模式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行以來(lái)，很多學(xué)者對(duì)其預(yù)報(bào)產(chǎn)品的性能檢驗(yàn)做了大量的研究。馬星芬等[1]對(duì)陽(yáng)泉一次冰雹天氣進(jìn)行了預(yù)報(bào)檢驗(yàn)，得出T639系統(tǒng)，特別是3h的物理量場(chǎng)預(yù)報(bào)對(duì)短時(shí)、臨近預(yù)報(bào)有一定的預(yù)報(bào)能力；周惠等[2]用T639模式對(duì)2008年長(zhǎng)江流域重大災(zāi)害性降水天氣過(guò)程預(yù)報(bào)性能進(jìn)行了檢驗(yàn)分析，總結(jié)出T639模式對(duì)一般性降水雨區(qū)范圍、位置及移動(dòng)趨勢(shì)都有較正確的預(yù)報(bào)，對(duì)主要影響系統(tǒng)如高原槽等有較準(zhǔn)確的刻畫(huà)，對(duì)物理量場(chǎng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)中對(duì)水汽條件預(yù)報(bào)效果較好，對(duì)反應(yīng)暴雨動(dòng)力結(jié)構(gòu)的物理量模式預(yù)報(bào)性能稍差；李睿、廖勝石、鄭婧等[3-5]用T639模式分別對(duì)成都、廣西及江西地區(qū)的大降水天氣做了預(yù)報(bào)檢驗(yàn)，得出了T639模式預(yù)報(bào)適合于本地的一些有利指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行了檢驗(yàn)評(píng)估及訂正，在新疆，趙俊榮等[6]分析了T213數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)新疆天山北坡帶中部大降水的解釋檢驗(yàn)，得出了T213 48h高度、濕度、θse指數(shù)等預(yù)報(bào)量對(duì)石河子墾區(qū)大降水天氣物理意義明確，相關(guān)程度在79%以上。近幾年來(lái)，新疆的許多學(xué)者，如隆霄[7]用WRF模式模擬了新疆北部強(qiáng)暴雪天氣過(guò)程，張俊蘭[8-10]、張超、馬超等分別用ec細(xì)網(wǎng)格資料，對(duì)新疆北部地區(qū)暴雪和溫度的預(yù)報(bào)進(jìn)行了檢驗(yàn)分析，得出了一些有益的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)指導(dǎo)日常的天氣預(yù)報(bào)提供了很好的依據(jù)。

本文在前人分析基礎(chǔ)上，利用T639數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，對(duì)2013年6月中旬克州地區(qū)出現(xiàn)的一次大降水天氣過(guò)程進(jìn)行了檢驗(yàn)，分析了T639模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)克州此次大降水天氣的預(yù)報(bào)能力問(wèn)題，得出了對(duì)本地大降水有指示意義的一些物理量及指標(biāo)，為該模式在克州地區(qū)大降水天氣中的預(yù)報(bào)、解釋?xiě)?yīng)用、及檢驗(yàn)積累一些經(jīng)驗(yàn)，從而提高預(yù)報(bào)員對(duì)大降水天氣的預(yù)報(bào)能力。

1 天氣過(guò)程實(shí)況

《新疆降水量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（修訂版）》（新氣發(fā)[2004]45號(hào)）中規(guī)定：24h降雨量達(dá)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(qū)普遍出現(xiàn)了中雨，山區(qū)部分區(qū)域自動(dòng)站降水量達(dá)大到暴雨，此次天氣過(guò)程中各地氣溫下降了6～8℃。強(qiáng)降雨時(shí)段主要集中在15日夜間到16日白天，落區(qū)在阿克陶、烏恰及阿合奇。全州共有9個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)暴雨，其中16日阿克陶縣本站3h降水量達(dá)29.9mm，各站降水量見(jiàn)表1。

2 分析結(jié)果

2.1 天氣形勢(shì)場(chǎng)

2.1.1 高度場(chǎng)形勢(shì)

在T639 500hPa高度場(chǎng)形勢(shì)預(yù)報(bào)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(qū)，與實(shí)況高度場(chǎng)相比，槽、脊主體位置較一致。24h預(yù)報(bào)場(chǎng)槽脊的主體位置與實(shí)況場(chǎng)較吻合，只是西西伯利亞低壓槽在東移過(guò)程中，底部分裂的短波位置較實(shí)況場(chǎng)略有偏差，預(yù)報(bào)場(chǎng)比實(shí)況場(chǎng)偏南5個(gè)緯距；48 h預(yù)報(bào)場(chǎng)槽的位置略偏慢于實(shí)況場(chǎng)，且強(qiáng)度較實(shí)況場(chǎng)明顯偏強(qiáng)，槽底分裂的短波槽位置較實(shí)況仍偏南5個(gè)緯距；72h T639預(yù)報(bào)場(chǎng)槽的位置略偏慢于實(shí)況場(chǎng)，而脊的位置略偏快。整體來(lái)看，T639 24h高度場(chǎng)形勢(shì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高，能較好地刻畫(huà)歐亞中、高緯環(huán)流形勢(shì)的變化，48h高度場(chǎng)形勢(shì)預(yù)報(bào)偏差比24 h要大，說(shuō)明隨著預(yù)報(bào)時(shí)次的延長(zhǎng)，高度場(chǎng)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率會(huì)有所下降。

圖1 高度場(chǎng)實(shí)況與t639高度場(chǎng)預(yù)報(bào)：（a）（b）（c）（d）

2.1.2 地面形勢(shì)場(chǎng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

15日20：00T639地面形勢(shì)場(chǎng)24h預(yù)報(bào)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(shí)況場(chǎng)相比較，冷高壓中心強(qiáng)度偏弱（實(shí)況場(chǎng)強(qiáng)度為1022.5hPa）、位置與實(shí)況場(chǎng)基本一致，，預(yù)報(bào)場(chǎng)底部鋒區(qū)較實(shí)況場(chǎng)偏弱，5個(gè)經(jīng)距內(nèi)只有4根等壓線，（實(shí)況場(chǎng)5個(gè)經(jīng)距內(nèi)有7根等壓線）；48h預(yù)報(bào)場(chǎng)地面冷高壓中心為1016hPa，較實(shí)況場(chǎng)偏弱（實(shí)況場(chǎng)強(qiáng)度為1017.5hPa），且實(shí)況場(chǎng)上西西伯利亞的冷高壓快速東移略減弱南壓，其鋒區(qū)前沿已到達(dá)帕米爾高原至西天山一帶，而預(yù)報(bào)場(chǎng)冷高壓則減弱直接快速東移控制北疆偏西地區(qū)，對(duì)克州地區(qū)影響較弱；72h預(yù)報(bào)場(chǎng)冷高壓繼續(xù)減弱、北移，影響克州地區(qū)范圍內(nèi)只有1根等壓線控制，而實(shí)況場(chǎng)冷高壓略減弱東移，其底部鋒區(qū)仍較強(qiáng)，并分裂部分冷空氣翻山進(jìn)入克州地區(qū)?？傮w來(lái)看，T639海平面氣壓場(chǎng)24～72h預(yù)報(bào)看，預(yù)報(bào)場(chǎng)冷高壓中心強(qiáng)度較實(shí)況場(chǎng)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(chǎng)實(shí)況與t639地面氣壓場(chǎng)預(yù)報(bào)：（a）（b）（c）（d）

2.1.3 850hPa風(fēng)場(chǎng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

15日20：00，24hT639預(yù)報(bào)場(chǎng)上，南疆盆地東部至克州地區(qū)有一支偏東急流存在，最大風(fēng)速為16m/s，較實(shí)況偏強(qiáng)（實(shí)況6～8m/s），預(yù)報(bào)場(chǎng)在盆地偏東和偏南一帶預(yù)報(bào)有風(fēng)向輻合區(qū)，而實(shí)況則是南疆西部喀什至阿克蘇一帶有切變存在；48h的T639預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況也略偏強(qiáng)；72h則預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況場(chǎng)偏弱，實(shí)況場(chǎng)克州地區(qū)至盆地東部仍維持有4～10m/s的偏東氣流，預(yù)報(bào)場(chǎng)上克州地區(qū)已無(wú)明顯偏東風(fēng)存在?？傮w來(lái)看， 850hpa風(fēng)場(chǎng)上，T63924～48h預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況場(chǎng)偏強(qiáng)，對(duì)偏東急流出現(xiàn)的時(shí)間，預(yù)報(bào)場(chǎng)與實(shí)況場(chǎng)較一致，但結(jié)束時(shí)間預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況場(chǎng)偏早。

2.1.4 降水場(chǎng)預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

15日20：00，T63924h降水等值線模式預(yù)報(bào)較實(shí)況明顯偏小，模式預(yù)報(bào)克州地區(qū)有5～10mm降水，而實(shí)況測(cè)站降水量在20～29.9mm，區(qū)域自動(dòng)站降水量在10～39.1mm，4個(gè)區(qū)域自動(dòng)站降水達(dá)暴雨量級(jí)，但T63924 h預(yù)報(bào)場(chǎng)對(duì)此次降水落區(qū)預(yù)報(bào)較好，與實(shí)況基本一致，降水大值中心出現(xiàn)在山區(qū)烏恰、阿克陶及西、北、及南部山區(qū)；48h預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況也偏弱，預(yù)報(bào)場(chǎng)對(duì)克州地區(qū)測(cè)站阿圖什預(yù)報(bào)有1mm的增量，山區(qū)（烏恰、阿合奇）有2～6mm的增量，阿克陶有6mm的增量，而實(shí)況克州地區(qū)測(cè)站降水量在（2.4～9.0mm），且預(yù)報(bào)場(chǎng)對(duì)降水落區(qū)預(yù)報(bào)較24h范圍擴(kuò)大，降水中心東移，降水大值區(qū)在阿合奇、阿圖什一帶，實(shí)況則只出現(xiàn)在阿合奇及其部分山區(qū)；72h預(yù)報(bào)場(chǎng)上，阿圖什、阿合奇有2～12mm的增量，實(shí)況則是阿圖什、阿合奇及其部分區(qū)域自動(dòng)站普遍出現(xiàn)了微到小量的降水，其中部分地區(qū)降水為中到大雨，局部達(dá)暴雨，預(yù)報(bào)場(chǎng)上，降水落區(qū)范圍明顯減小，降水落區(qū)中心仍在阿圖什、阿合奇一帶（與實(shí)況基本一致）。綜上可以看出，T639降水模式對(duì)此次降水落區(qū)預(yù)報(bào)有一定的參考價(jià)值，但預(yù)報(bào)的降水量級(jí)比實(shí)況偏弱。

2.2 物理量場(chǎng)檢驗(yàn)分析

2.2.1 比濕

在暴雨發(fā)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(qū)的強(qiáng)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(xiàn)不明顯，為2×10-2g.kg-1，說(shuō)明暴雨區(qū)上空氣團(tuán)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(yù)報(bào)場(chǎng)上可以看出，500hPa、700hPa的比濕與實(shí)況基本一致，但850hPa上預(yù)報(bào)較實(shí)況則略偏強(qiáng)，范圍偏大，最大大值中心達(dá)10×10-2g.kg-1，中心位于克州地區(qū)偏北、偏南一帶。

2.2.2 水汽通量

在暴雨發(fā)生期間，16日20：00，500hPa、700hPa圖上，克州地區(qū)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(gè)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(qū)的比濕為6g·cm-1·hPa-1·s-1，17日20：00，克州地區(qū)的比濕維持在4～2g.cm-1·hPa-1·s-1，但范圍有所減小，強(qiáng)度逐漸減弱。從T639 24～48h預(yù)報(bào)場(chǎng)看，預(yù)報(bào)與實(shí)況基本吻合，強(qiáng)度、位置基本一致，范圍略偏小。

2.2.3 溫度露點(diǎn)差

在暴雨發(fā)生期間，16日20：00，克州地區(qū)處于溫度露點(diǎn)差<4℃的飽和濕區(qū)內(nèi)，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(qū)明顯減小，范圍變窄，東移，這與此次大降水的開(kāi)始、結(jié)束時(shí)間較一致。從T639 24～48h預(yù)報(bào)場(chǎng)看，預(yù)報(bào)與實(shí)況基本吻合，預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況位置略偏東。

2.2.4 散度場(chǎng)

在暴雨發(fā)生期間，15日20：00—16日20：00850hPa圖上，克州地區(qū)處于明顯輻合區(qū)，有2個(gè)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(jìn)一步增強(qiáng)，最大值達(dá)-72×10-6s-1，最大輻合區(qū)位置與暴雨區(qū)位置基本一致。從T639 24～48h預(yù)報(bào)場(chǎng)看，預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況偏弱，位置略偏東。

2.2.5 k指數(shù)和△θse

在暴雨發(fā)生期間，分析15日20：00—16日20：00k指數(shù)和△θse場(chǎng)（500～850hPa）實(shí)況圖，可以看出克州地區(qū)范圍內(nèi)的k指數(shù)較大，最大中心值為32℃，且k指數(shù)大值區(qū)從偏南向偏西移動(dòng)，范圍由大逐漸縮??；在△θse場(chǎng)有52℃的高能舌控制克州地區(qū)，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(duì)流發(fā)展，有利于暴雨的產(chǎn)生及持續(xù)。從T639對(duì)應(yīng)的24～48h預(yù)報(bào)場(chǎng)看，k指數(shù)和△θse預(yù)報(bào)場(chǎng)均較實(shí)況略偏弱，范圍偏小，位置偏東。

3 小結(jié)和討論

通過(guò)以上分析，可以看出T639模式對(duì)克州地區(qū)的大降水預(yù)報(bào)有一定的參考價(jià)值，從高度場(chǎng)、地面場(chǎng)都有較好的指導(dǎo)意義，且高度場(chǎng)強(qiáng)度較實(shí)況偏強(qiáng)，地面場(chǎng)較實(shí)況總體偏弱，位置、范圍要偏小。尤其是24h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高，隨著時(shí)間推移，預(yù)報(bào)時(shí)效有所下降。

從T639低層850hPa風(fēng)場(chǎng)預(yù)報(bào)來(lái)看，預(yù)報(bào)較實(shí)況偏強(qiáng)，但與偏東急流建立時(shí)間較一致，結(jié)束時(shí)間偏早。

從T639降水模式預(yù)報(bào)來(lái)看，降水量級(jí)較實(shí)況略偏弱，落區(qū)、范圍偏大，但降水模式預(yù)報(bào)克州地區(qū)降水出現(xiàn)主要時(shí)段和實(shí)況基本一致，T639降水模式對(duì)克州地區(qū)過(guò)程累計(jì)降水量預(yù)報(bào)較好。

從T639物理量場(chǎng)因子來(lái)看，比濕、溫度露點(diǎn)差、水汽通量、低空偏東急流、k指數(shù)等預(yù)報(bào)因子對(duì)此次大降水的起止時(shí)間、落區(qū)、強(qiáng)度有一定的指示意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李偉，馬星芬，李毓富.T639數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在陽(yáng)泉一次冰雹預(yù)報(bào)過(guò)程中的應(yīng)用[J].山西氣象，2011（96）：11-16.

[2]周慧，崔應(yīng)杰，胡江凱，等.T639模式對(duì)2008年長(zhǎng)江流域重大災(zāi)害性降水天氣過(guò)程預(yù)報(bào)性能的檢驗(yàn)分析[J].氣象，2010，36（9）：60-67.

[3]李睿，張藝丹，徐文婷.成都地區(qū)T639數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品本地化預(yù)報(bào)性能檢驗(yàn)[J].高原山地氣象研究，2011（2）：63-67.

[4]廖勝石，羅建英，張潔婷，等.T639數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)一次廣西秋季暴雨的診斷分析[J].氣象研究與應(yīng)用，2010，31（4）：27-32.

[5]鄭婧，丁治英，劉波，等.江西暴雨期間T639模式的短期預(yù)報(bào)效果檢驗(yàn)[J].氣象與減災(zāi)研究，2011，34（1）：40-48.

[6]趙俊榮，晉綠生，楊景輝，等.T213預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)新疆天山北坡帶中部大降水解釋檢驗(yàn)分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（7）：2834-2835，2853.

[7]隆霄.阿勒泰山脈對(duì)新疆北部地區(qū)強(qiáng)暴雪過(guò)程影響的數(shù)值模擬研究[J].沙漠與綠洲氣象，2012，6（6）：15-20.

[8]張俊蘭，李圓圓，張超.ECMWF細(xì)網(wǎng)格模式降水產(chǎn)品在北疆暴雪中的應(yīng)用檢驗(yàn)[J].沙漠與綠洲氣象，2013，7（4）：7-13.

[9]馬超，賈麗紅，楊霞.對(duì)ECWMF和T639數(shù)值模式產(chǎn)品在新疆暴雪影響系統(tǒng)預(yù)報(bào)能力中的檢驗(yàn)[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（2）：31-37.

[10]張超，賈健.ECMWF細(xì)網(wǎng)格2m溫度產(chǎn)品在烏魯木齊市溫度預(yù)報(bào)中的檢驗(yàn)[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（5）：62-68.

作者簡(jiǎn)介：王江華（1978-），女，河南靈寶人，本科，工程師，主要從事短期預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作。