2019年大興安嶺災(zāi)害性天氣數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)分析

李博 王梅 王付華

（大興安嶺地區(qū)氣象局,黑龍江 大興安嶺 165000）

隨著氣象部門業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，數(shù)值預(yù)報(bào)逐漸成為業(yè)務(wù)天氣預(yù)報(bào)的重要基礎(chǔ)，在氣象業(yè)務(wù)與服務(wù)中發(fā)揮了重要的作用。過去，歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的數(shù)值預(yù)報(bào)模式是我們預(yù)報(bào)員的主要參考對(duì)象，隨著氣象現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，國(guó)產(chǎn)數(shù)值模式有了長(zhǎng)足進(jìn)步。目前大興安嶺地區(qū)氣象臺(tái)常用的數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品：歐洲數(shù)值中心細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品、中國(guó)GRAPES全球預(yù)報(bào)產(chǎn)品、中央氣象臺(tái)集合預(yù)報(bào)交互分析產(chǎn)品、全國(guó)格點(diǎn)預(yù)報(bào)服務(wù)產(chǎn)品。由于分析誤差和模式自身的誤差存在，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品直接用于天氣預(yù)報(bào)效果并不理想，而通過發(fā)展數(shù)值產(chǎn)品的釋用技術(shù)來(lái)制作氣象要素預(yù)報(bào)是可行的。

一、2019年8月26日～28日暴雨數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

（一）實(shí)況分析

大興安嶺這次暴雨天氣特點(diǎn)是：?jiǎn)吸c(diǎn)降水、強(qiáng)度大、強(qiáng)降雨維持時(shí)間短。加格達(dá)奇為暴雨天氣，主要降水時(shí)段為26日20時(shí)～27日08時(shí)，過程降雨量為67.7毫米。

（二）歐洲細(xì)網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

從加格達(dá)奇歐洲細(xì)網(wǎng)格時(shí)間垂直剖面和三要素預(yù)報(bào)圖可知：26日歐洲細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)過程降雨量為97.2毫米，主要時(shí)段為26日20時(shí)～27日08時(shí)，降水量級(jí)和降水時(shí)段都與實(shí)況比較吻合。強(qiáng)降水時(shí)段上空有明顯的上升速度輻合中心，水汽大值區(qū)，與暴雨區(qū)相對(duì)應(yīng)，與實(shí)況相吻合；歐洲中心24小時(shí)降水多實(shí)效對(duì)比郵票圖中21日開始就對(duì)此次暴雨天氣進(jìn)行了預(yù)報(bào)，越是臨近降水時(shí)段，預(yù)報(bào)落區(qū)越是準(zhǔn)確，21～25日每天預(yù)報(bào)的降水量級(jí)沒有太大變化，說(shuō)明歐洲中心降水模式穩(wěn)定性相對(duì)較好。

（三）GRAPES數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

GRAPES 24小時(shí)降水量預(yù)報(bào)圖、GRAPES ki指數(shù)預(yù)報(bào)圖,預(yù)報(bào)極端降水區(qū)域?yàn)榇笈d安嶺南部地區(qū)與實(shí)況落區(qū)比較吻合，K指數(shù)對(duì)大興安嶺的暴雨落區(qū)及量級(jí)預(yù)報(bào)有參考價(jià)值，特別是對(duì)24小時(shí)暴雨預(yù)報(bào)具有一定的指示作用。

從GRAPES 6小時(shí)累計(jì)降水量郵票圖的兩個(gè)時(shí)次多個(gè)模式的預(yù)報(bào)來(lái)看，極端降水大值中心在大興安嶺南部地區(qū)，GRAPES模式比較穩(wěn)定；加格達(dá)奇GRAPES三要素預(yù)報(bào)圖，預(yù)報(bào)過程降雨量為121.5毫米，主要時(shí)段為26日20時(shí)～27日20時(shí)與實(shí)況比較吻合，雖然量級(jí)偏大，但對(duì)極端降水落區(qū)及降水性質(zhì)具有一定的指示意義。

中國(guó)GRAPES全球預(yù)報(bào)系統(tǒng)預(yù)報(bào)強(qiáng)降水發(fā)生概率較高的區(qū)域與實(shí)況對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，概率預(yù)報(bào)結(jié)果的可信度較高，表現(xiàn)出較強(qiáng)的預(yù)報(bào)能力。

從智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)圖可知：24日08時(shí)預(yù)報(bào)此次過程降雨量為366毫米，主要時(shí)段為27日08～28日08時(shí)；25日08時(shí)預(yù)報(bào)此次過程降雨量為192毫米，主要時(shí)段為26日20時(shí)～27日08時(shí)；26日08時(shí)預(yù)報(bào)此次過程降雨量為543毫米，其中26日17時(shí)～18時(shí)降水量預(yù)報(bào)為172毫米，26日20時(shí)～27日20時(shí)降水量預(yù)報(bào)為371毫米，跟蹤分析三天的預(yù)報(bào)結(jié)果表明：25日08時(shí)36小時(shí)預(yù)報(bào)、26日08時(shí)24小時(shí)預(yù)報(bào)，強(qiáng)降水時(shí)段都與實(shí)況比較吻合，雖然量級(jí)偏大很多，但對(duì)極端降水性質(zhì)有一定的指導(dǎo)作用。

智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)的降水量級(jí)預(yù)報(bào)普遍較大，實(shí)際應(yīng)用時(shí)要結(jié)合其他數(shù)值產(chǎn)品和天氣圖進(jìn)行訂正，另外，大部分的數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，預(yù)報(bào)時(shí)效越是臨近預(yù)報(bào)越是準(zhǔn)確，但此次暴雨并非如此，我們將在今后的工作中繼續(xù)關(guān)注研究。

二、2019年10月28日暴雪數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

（一）實(shí)況分析

大興安嶺這次暴雪天氣特點(diǎn)是：?jiǎn)吸c(diǎn)暴雪、暴雪維持時(shí)間短。加格達(dá)奇為暴雪天氣，主要降水時(shí)段為28日08時(shí)～20時(shí)，過程降雪量為10.7毫米；新林、呼瑪為大雪天氣，其他區(qū)縣小雪天氣。

（二）歐洲細(xì)網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

從EC時(shí)間垂直剖面和24小時(shí)降水多實(shí)效對(duì)比郵票圖看出：強(qiáng)降水時(shí)段本站上空有明顯的上升速度輻合中心，水汽大值區(qū)，與暴雪時(shí)段相對(duì)應(yīng)。但是歐洲細(xì)網(wǎng)格24小時(shí)降水多實(shí)效對(duì)比郵票圖的多個(gè)實(shí)效預(yù)報(bào)產(chǎn)品都沒有預(yù)報(bào)出此次暴雪。

（三）GRAPES數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)

通過對(duì)2019年10月28日GRAPES預(yù)報(bào)09時(shí)850hPa水汽通量散度和風(fēng)場(chǎng)v分量圖分析得知：暴雪的主要觸發(fā)系統(tǒng)就是超極地冷空氣促使高空槽強(qiáng)烈發(fā)展，≥20m/s的西南低空急流作為水汽輸送帶，為暴雪區(qū)提供了充足的水汽來(lái)源；大興安嶺南部地區(qū)位于低空急流出口區(qū)的左側(cè)，垂直上升運(yùn)動(dòng)中心和散度輻合輻散中心耦合且加強(qiáng)，為暴雪提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力抬升條件，有利于上升運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)發(fā)展，造成了加格達(dá)奇的暴雪天氣[1]

加格達(dá)奇GRAPES三要素預(yù)報(bào)圖，預(yù)報(bào)過程降雨量為31.1毫米，主要時(shí)段為28日08時(shí)～29日02時(shí)與實(shí)況比較吻合，但量級(jí)明顯偏大。

加格達(dá)奇智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)圖，26日08時(shí)預(yù)報(bào)28日11時(shí)～28日20時(shí)，降雪量為6毫米，27日08時(shí)預(yù)報(bào)28日08時(shí)～28日20時(shí)，降雪量為27毫米，25日08時(shí)沒有預(yù)報(bào)出28日暴雪天氣。通過對(duì)比近三天的預(yù)報(bào)可看出，智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)24小時(shí)預(yù)報(bào)降水量級(jí)偏大，時(shí)段及落區(qū)比較準(zhǔn)確，48小時(shí)的預(yù)報(bào)量級(jí)偏小，但強(qiáng)降雪時(shí)段以及落區(qū)與實(shí)況相符，有一定的指導(dǎo)作用。

從24小時(shí)降水極端事件概率圖可看出，從24日20時(shí)～26日08時(shí)對(duì)28日的暴雪天氣的概率預(yù)報(bào)大值區(qū)，一直在黑龍江省的中南部，大興安嶺南部極端降水事件概率為30%，26日20時(shí)概率提升到50%，27日08時(shí)預(yù)報(bào)28日白天的暴雪概率提升到90%以上，暴雪時(shí)段及落區(qū)相一致，模式穩(wěn)定性相對(duì)較好。

簡(jiǎn)單分析一下這次暴雪漏報(bào)的原因，所有的形勢(shì)預(yù)報(bào)，沒有明顯的表現(xiàn)，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品前期也沒有明顯的指示意義，由于之前沒有進(jìn)行系統(tǒng)檢驗(yàn)，對(duì)預(yù)報(bào)員來(lái)說(shuō)，可信度較低，直接導(dǎo)致了暴雪漏報(bào)。通過對(duì)這次暴雪的認(rèn)真分析，極端事件概率預(yù)報(bào)對(duì)我們的災(zāi)害性天氣有一定的指導(dǎo)意義，即使極端事件概率較低也要引起我們的重視，進(jìn)一步進(jìn)行跟蹤分析。

小結(jié)：

通過對(duì)2019年大興安嶺地區(qū)兩次災(zāi)害性天氣進(jìn)行了對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：GRAPES短期降水預(yù)報(bào)能力已接近歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心。大興安嶺地區(qū)屬于高緯度地區(qū)，高分辨率智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品直接應(yīng)用效果并不明顯，需要預(yù)報(bào)員對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行訂正釋用，為此我們建立了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，將進(jìn)一步開展數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)，加深對(duì)數(shù)值模式認(rèn)識(shí)，擇優(yōu)使用數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。