暴雨中尺度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與分析平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

尹新懷，陳紅專(zhuān)，歐小鋒，高 嵩，鐘艷雯

（1.湖南省信息中心，長(zhǎng)沙 410118；2.湖南省懷化市氣象局，湖南 懷化 418000；3.國(guó)家氣象中心，北京 100081）

暴雨是各種物理?xiàng)l件相互作用形成的中尺度天氣系統(tǒng)影響的結(jié)果，其主要特征是生命史短、空間范圍小、天氣變化劇烈，常帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡［1-3］。因此，對(duì)暴雨中尺度系統(tǒng)的研究一直是氣象工作關(guān)注的重點(diǎn)。其中，研發(fā)能綜合處理多種氣象資料的應(yīng)用系統(tǒng)是暴雨中尺度系統(tǒng)研究的一個(gè)方向，如國(guó)家氣象中心為滿足強(qiáng)天氣監(jiān)測(cè)和潛勢(shì)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的需求，開(kāi)發(fā)了強(qiáng)天氣監(jiān)測(cè)和潛勢(shì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)（NMICAPS短時(shí)預(yù)報(bào)版）［4］；中國(guó)氣象科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)了中尺度災(zāi)害天氣分析與預(yù)報(bào)系統(tǒng)綜合顯示平臺(tái)［5］；中國(guó)氣象局武漢暴雨研究所針對(duì)長(zhǎng)江中游強(qiáng)風(fēng)暴天氣特點(diǎn)和現(xiàn)代預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)需求，研究建成了長(zhǎng)江中游臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MYNOS）［6］。

湖南省因其氣候特征、地形地貌特征復(fù)雜，成為中國(guó)暴雨災(zāi)害發(fā)生最為頻繁的省份之一，暴雨及其次生災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有巨大影響。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，監(jiān)測(cè)、分析和預(yù)報(bào)暴雨中尺度天氣系統(tǒng)是湖南省氣象部門(mén)的重要任務(wù)。目前，湖南省共建立起97個(gè)常規(guī)地面觀測(cè)站和3個(gè)常規(guī)高空觀測(cè)站，3 430個(gè)區(qū)域氣象觀測(cè)站，并有9部多普勒雷達(dá)投入業(yè)務(wù)化運(yùn)行，已建成高空間分辨率地面氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)。區(qū)域氣象觀測(cè)站、多普勒雷達(dá)資料和衛(wèi)星資料在湖南省暴雨監(jiān)測(cè)預(yù)警中發(fā)揮了重大作用。但這些資料通常各自為政，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的融合平臺(tái)，難以充分發(fā)揮在中尺度天氣系統(tǒng)識(shí)別和暴雨天氣監(jiān)測(cè)與預(yù)警預(yù)報(bào)方面的作用。因此發(fā)展能融合多種觀測(cè)資料于一體的中尺度氣象分析系統(tǒng)，充分發(fā)揮衛(wèi)星、雷達(dá)、區(qū)域自動(dòng)氣象站、常規(guī)地面高空觀測(cè)站資料在中尺度分析中的作用，是提高中尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)能力的必要途徑。為了滿足此類(lèi)需求，開(kāi)發(fā)了暴雨中尺度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與分析平臺(tái)（簡(jiǎn)稱分析平臺(tái)）。

1 系統(tǒng)組成

分析平臺(tái)采用客戶端/服務(wù)器（Client/Server，簡(jiǎn)稱C/S）體系結(jié)構(gòu)，以滿足對(duì)暴雨中尺度系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、分析以及個(gè)例總結(jié)和研究的需要。

服務(wù)器端主要提供系統(tǒng)平臺(tái)用于監(jiān)測(cè)、分析和顯示的各類(lèi)數(shù)據(jù)，分析平臺(tái)并未建立專(zhuān)門(mén)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，而是充分利用了目前中國(guó)氣象現(xiàn)代化建設(shè)成果，包括目前業(yè)務(wù)運(yùn)行的Micaps（氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)）服務(wù)器、SWAN服務(wù)器、湖南省區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)庫(kù)和多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品數(shù)據(jù)。目前湖南省的中小尺度區(qū)域自動(dòng)氣象站資料是以SQL數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的方式存放在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的方便和統(tǒng)一，先在后臺(tái)將數(shù)據(jù)庫(kù)資料統(tǒng)一處理成Micaps格式的數(shù)據(jù)，存入Micaps服務(wù)器中，供統(tǒng)一訪問(wèn)（圖1）。

客戶端基于GIS技術(shù)，采用VC++多文檔技術(shù)開(kāi)發(fā)，充分利用GIS技術(shù)在數(shù)據(jù)管理和查詢、地理空間數(shù)據(jù)分析處理、可視化表達(dá)以及能提供空間和動(dòng)態(tài)的地理信息等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將GIS空間分析能力與氣象信息處理技術(shù)相結(jié)合，提供了氣象信息的快速瀏覽、分析、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)產(chǎn)品生成和制作等多項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)暴雨中尺度系統(tǒng)實(shí)時(shí)、快速和靈活方便的分析和顯示。

客戶端能基于區(qū)域自動(dòng)氣象站資料監(jiān)測(cè)中尺度雨團(tuán)的變化，基于單多普勒雷達(dá)資料、SWAN雷達(dá)拼圖資料和衛(wèi)星TBB資料監(jiān)測(cè)暴雨中尺度系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展。能基于EC數(shù)據(jù)計(jì)算并顯示濕Q矢量、濕Q矢量散度、濕Q矢鋒生函數(shù)、濕位渦（MPV1和MPV2）等物理量，為暴雨中尺度系統(tǒng)的分析和研究提供依據(jù)。

圖1 系統(tǒng)組成

2 區(qū)域自動(dòng)氣象站資料處理

目前湖南省已建立了3 430個(gè)中小尺度區(qū)域自動(dòng)氣象站，這些自動(dòng)氣象站每天能提供豐富的氣象資料，這些資料以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式保存在服務(wù)器中，為了方便資料的調(diào)取，需要將資料處理成Micaps格式的數(shù)據(jù)，根據(jù)區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，可轉(zhuǎn)換成3種Micaps格式的數(shù)據(jù)，第一種是Micaps第3類(lèi)數(shù)據(jù)格式（離散點(diǎn)通用填圖格式），第二種是Micaps第4類(lèi)數(shù)據(jù)格式（格點(diǎn)數(shù)據(jù)格式），第三種是Micaps第11類(lèi)數(shù)據(jù)格式（格點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)格式，用于風(fēng)場(chǎng)）。

氣象資料的誤差會(huì)影響客觀分析的質(zhì)量，因此在客觀分析前必須對(duì)自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制。區(qū)域自動(dòng)站數(shù)據(jù)的誤差可分為2類(lèi)，第一類(lèi)是由于臺(tái)站海撥高度差異而造成的誤差。湖南省是多山省份，地形、地貌的總體特點(diǎn)是東、南、西三面環(huán)繞高聳的山地，中間為低緩起伏的丘崗，北部為低平的平原湖泊，形似一個(gè)向北開(kāi)口的馬蹄形盆地。由于這個(gè)特點(diǎn)，自動(dòng)站點(diǎn)的海拔高度差別非常大，對(duì)氣象要素的影響很明顯，特別是衡山站、雪峰山無(wú)人站等海拔較高的站點(diǎn)，其氣壓、溫度都要比周邊的站點(diǎn)偏低較多。在這種情況下，氣象要素本身的值是正確的，但在進(jìn)行客觀分析時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)明顯的低值中心或高值中心，不能正確反映要素的真實(shí)水平分布情況。第二類(lèi)誤差是由于儀器的故障或通訊設(shè)備的故障而造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。這種情況會(huì)使所測(cè)的要素值明顯偏高或偏低，出現(xiàn)要素的不連續(xù)分布，會(huì)造成客觀分析的嚴(yán)重失真，也不能正確地反映氣象要素的真實(shí)水平分布情況。因此為了確保資料的合理性，必須對(duì)區(qū)域自動(dòng)氣象站資料進(jìn)行質(zhì)量控制。在研究中，對(duì)區(qū)域自動(dòng)站資料進(jìn)行了3項(xiàng)質(zhì)量控制，即極值檢查、要素一致性檢查和水平一致性檢查。

客觀分析采用的是Cressman逐步訂正方法［7］，這種方法原理簡(jiǎn)單，計(jì)算量小而計(jì)算速度快，適應(yīng)性好，并能較好地逼近實(shí)際觀測(cè)場(chǎng)，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的一種方法，如美國(guó)NCAR的MM5模式預(yù)報(bào)系統(tǒng)和美國(guó)NOAAFSL的LAPS預(yù)報(bào)系統(tǒng)的中尺度客觀分析方案也都采用了這類(lèi)方法［8，9］，初值場(chǎng)采用資料的平均值。

3 平臺(tái)功能

暴雨中尺度監(jiān)測(cè)與分析平臺(tái)提供了用戶操作和應(yīng)用的主界面，其功能設(shè)計(jì)直接關(guān)系到系統(tǒng)的可用性。在充分考慮了專(zhuān)業(yè)人員的使用習(xí)慣和盡量減化操作、方便使用的原則下，采用Microsoft Visual C++6.0語(yǔ)言（簡(jiǎn)稱VC.60）開(kāi)發(fā)，基于MFC多文檔應(yīng)用程序框架設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的綜合分析顯示功能，其操作界面如圖2所示。

3.1 地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)

GIS很適合做氣象數(shù)據(jù)的分析，基于GIS能從面上快速和直觀地展示氣象要素的分布情況，許多氣象軟件均基于開(kāi)源或商業(yè)GIS系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)來(lái)做氣象數(shù)據(jù)分析軟件［10，11］。分析平臺(tái)并沒(méi)有采用開(kāi)源或商業(yè)GIS系統(tǒng)，而是從底層實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小型地圖引擎，其具有小型地圖引擎應(yīng)有的一般GIS基本功能，即地圖縮放、圖層管理、投影變換，實(shí)現(xiàn)了在精細(xì)地理信息底圖的基礎(chǔ)上疊加顯示暴雨中尺度系統(tǒng)的分析與預(yù)報(bào)結(jié)果。

為了加快系統(tǒng)地理信息處理與顯示效率，分析平臺(tái)定義了一個(gè)二進(jìn)制地理數(shù)據(jù)文件格式來(lái)保存基本地理數(shù)據(jù)，這個(gè)地理數(shù)據(jù)文件包含了常用的大陸輪廓、國(guó)界、省界、縣界、主要湖泊、長(zhǎng)江黃河、主要河流、湖南省界、湖南市界、湖南縣界、主要公路、主要鐵路12類(lèi)地理信息，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)讀入這個(gè)地理數(shù)據(jù)［12］。系統(tǒng)按圖層管理的方式，通過(guò)屬性窗可以設(shè)置這些地理信息的顯示與隱藏，也可以設(shè)置線條寬度、顏色等屬性。鼠標(biāo)在底圖上移動(dòng)，狀態(tài)欄可顯示鼠標(biāo)經(jīng)過(guò)點(diǎn)的經(jīng)、緯度。

地圖投影方面，系統(tǒng)提供7種常用的地圖投影，分別是蘭勃托投影、麥卡托投影、北半球極射投影、南半球極射投影、等經(jīng)緯度投影、阿爾伯斯投影和雷達(dá)極坐標(biāo)投影，并可在這7種投影間任意切換。

3.2 圖層管理

分析平臺(tái)開(kāi)發(fā)的一個(gè)主要目的是將目前業(yè)務(wù)運(yùn)行的多個(gè)平臺(tái)融合到一個(gè)系統(tǒng)下，要求支持各個(gè)平臺(tái)的多種數(shù)據(jù)格式，為此，采用圖層管理的方式，分析平臺(tái)將調(diào)入的每種數(shù)據(jù)格式當(dāng)作一個(gè)圖層，可任意疊加顯示。分析平臺(tái)目前支持Micaps第4類(lèi)格點(diǎn)數(shù)據(jù)、第11類(lèi)格點(diǎn)矢量（風(fēng)場(chǎng)）數(shù)據(jù)、SWAN雷達(dá)拼圖數(shù)據(jù)、多普勒雷達(dá)PUP產(chǎn)品數(shù)據(jù)和湖南省區(qū)域自動(dòng)氣象站逐時(shí)資料。格點(diǎn)數(shù)據(jù)支持等值線、色斑圖，可以限定等值線分析起始值；格點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)可以以流線、風(fēng)矢和風(fēng)羽的形式顯示，可以分析計(jì)算風(fēng)場(chǎng)的渦度、散度和全風(fēng)速。多種資料和顯示形式為開(kāi)展中尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的細(xì)致分析提供了技術(shù)手段。

為了方便各種資料的快速檢索和顯示，分析平臺(tái)提供了自定義菜單，通過(guò)在自定義菜單中設(shè)置各類(lèi)資料的檢索路徑信息，達(dá)到快速調(diào)用和顯示數(shù)據(jù)。

3.3 中尺度分析功能

在研究中尺度強(qiáng)對(duì)流性天氣時(shí)，首先遇到的問(wèn)題是，如何從觀測(cè)的、包含各種時(shí)空尺度波動(dòng)的氣象場(chǎng)中將中尺度系統(tǒng)分離出來(lái)（中尺度濾波）。中尺度濾波的方法有很多，如多重濾波法、消除趨勢(shì)法、Barnes濾波法、25點(diǎn)平滑算子的尺度分離法等。本系統(tǒng)采用的中尺度濾波方法是25點(diǎn)平滑算子的尺度分離法，首先濾掉2～5倍格距波得到低通濾波場(chǎng)（大尺度場(chǎng)），然后由原場(chǎng)減去低通濾波場(chǎng)得到高通濾波場(chǎng)（中尺度場(chǎng)）。計(jì)算公式為［13］：

式中，f0是濾波后的中尺度場(chǎng)，fi（i的范圍是0～24）是濾波前的原始格點(diǎn)場(chǎng)；s1、s2是濾波系數(shù)，s1=1/2，s2=1/2。

分析平臺(tái)目前對(duì)風(fēng)矢量場(chǎng)進(jìn)行高通（帶通）濾波，得到中尺度風(fēng)場(chǎng)，而對(duì)除風(fēng)場(chǎng)以外的其他格點(diǎn)場(chǎng)低通濾波和高通濾波均可以進(jìn)行，高通濾波用來(lái)顯示物理量的大尺度場(chǎng)，帶通濾波則可以分析中小尺度系統(tǒng)。

圖3a為2019年6月21日20時(shí)EC預(yù)報(bào)的22日08時(shí)850 hPa高度場(chǎng)及其低通濾波、高通濾波以及22日08時(shí)850 hPa流場(chǎng)。從圖3a可以發(fā)現(xiàn)，6月22日08時(shí)850 hPa在湘西北到貴州有一個(gè)西南渦存在，此西南渦既包含有大尺度信息，又包含有中尺度信息。其低通濾波場(chǎng)是一個(gè)橢圓形的西南渦，而高通濾波則是一個(gè)位于湘西北的中尺度低壓中心，同時(shí)刻的流場(chǎng)上，在湘西與貴州交界處有一個(gè)中尺度輻合中心，6月22日08時(shí)后的12 h降水量主要分布在這個(gè)中尺度輻合中心的東南部（圖3b），局部降水量超過(guò)100 mm。

圖3 850 hPa高度場(chǎng)及其低通、高通濾波場(chǎng)和實(shí)況

3.4 中尺度天氣系統(tǒng)識(shí)別

分析平臺(tái)可進(jìn)行切變線和干線的自動(dòng)識(shí)別。切變線的識(shí)別通過(guò)風(fēng)分解來(lái)確定，具體為將風(fēng)矢量分解為東西分量和南北分量，相鄰4個(gè)格點(diǎn)可視為1個(gè)矩形，連接矩形4個(gè)邊，切變點(diǎn)位于邊上，在矩形的緯向邊上，若西東2個(gè)相鄰格點(diǎn)分別為偏南風(fēng)和偏北風(fēng)，或分別為偏西風(fēng)（北風(fēng)）和東南風(fēng)（西南風(fēng)），則可判斷有切變點(diǎn)位于邊上。同理，在矩形的經(jīng)向邊上，若南北2個(gè)格點(diǎn)上分別為偏南風(fēng)和偏北風(fēng)，或分別為東南風(fēng)（西南風(fēng)）和偏西風(fēng)（北風(fēng)），也可判斷有切變點(diǎn)位于邊上?？疾焱?jīng)向或緯向相鄰切變點(diǎn)連接距離最近的點(diǎn)，如果距離相同，東北—西南走向優(yōu)先；2個(gè)切變點(diǎn)，直接連接；存在3個(gè)切變點(diǎn)，取距離最近連接切變點(diǎn)成線段，并經(jīng)樣條平滑和抹角平滑，得到切變線。

干線的識(shí)別是通過(guò)三角網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)對(duì)離散站點(diǎn)的Delaunay三角剖分建立Delaunay三角網(wǎng)，由于Delaunay三角網(wǎng)的惟一性，使得Delaunay三角網(wǎng)的每個(gè)三角形、每條邊也惟一存在。具體方法是根據(jù)一定范圍（100-125°E，20-36°N）內(nèi)有資料的站點(diǎn)（離散點(diǎn)）建立Delaunay三角網(wǎng)（圖4），計(jì)算每條邊上的露點(diǎn)溫度梯度，結(jié)合干線的定義，規(guī)定850 hPa露點(diǎn)溫度梯度大于2.5℃/100 km（或其他閥值，有待業(yè)務(wù)化后自行設(shè)定）的邊有干線通過(guò)，去除奇異點(diǎn)后，就得到了干線。其他層次干線標(biāo)準(zhǔn)定義與此類(lèi)似，該方法與手工分析干線的過(guò)程接近。干線識(shí)別中遇到的奇異點(diǎn)主要是孤立點(diǎn)。

兩點(diǎn)（A，B）間露點(diǎn)溫度梯度的計(jì)算方法如下。

式中，DAB是A、B兩點(diǎn)間的球面距離。

干線通過(guò)邊（設(shè)為AB）位置的計(jì)算方法定義為：在AB邊上找到一個(gè)點(diǎn)，使得該點(diǎn)與最大露點(diǎn)溫度處的溫度露點(diǎn)梯度達(dá)到指定的閾值。

圖4 Delaunay三角網(wǎng)及干線追蹤

此外，分析平臺(tái)還能交互分析槽線、冷鋒、暖鋒、靜止鋒、切變線、輻合線、干線和急流等系統(tǒng)。

3.5 定量降水預(yù)報(bào)

分析平臺(tái)可以基于各模式及自動(dòng)站降水資料進(jìn)行6 h定量降水訂正預(yù)報(bào)，方法是用模式預(yù)報(bào)的過(guò)去6 h累積降水量與實(shí)況的偏差去訂正未來(lái)6 h的預(yù)報(bào)量。假設(shè)模擬預(yù)報(bào)的過(guò)去6 h累積降水量為R1，模式預(yù)報(bào)的未來(lái)6 h累積降水量為R2，過(guò)去6 h的實(shí)況降水量為R0，則它們的關(guān)系如下。

式中，（R0-R1）是模式預(yù)報(bào)的過(guò)去6 h降雨與實(shí)況的偏差量，假設(shè)模式預(yù)報(bào)的未來(lái)6 h降雨也會(huì)有這個(gè)偏差，將這個(gè)偏差量加到模式預(yù)報(bào)的未來(lái)6 h累積降水量R2上，即得到訂正后的未來(lái)6 h降雨量預(yù)報(bào)值R3。

4 應(yīng)用實(shí)例

4.1 一次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的雷達(dá)拼圖和地面溫壓場(chǎng)

2013年3月19日晚，湖南省中南部出現(xiàn)入春以來(lái)最強(qiáng)一次對(duì)流性天氣過(guò)程，部分地區(qū)伴有雷暴大風(fēng)、冰雹、短時(shí)暴雨等強(qiáng)對(duì)流天氣，具有突發(fā)性強(qiáng)、影響大、災(zāi)害損失嚴(yán)重等特點(diǎn)。全省共計(jì)12個(gè)縣（市）出現(xiàn)冰雹，冰雹最大直徑達(dá)50 mm（湘西南靖州），16個(gè)縣（市）出現(xiàn)雷暴大風(fēng)（湘東南道縣瞬時(shí)最大風(fēng)速達(dá)30.7 m/s）。短時(shí)強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在3月19日19時(shí)至20日06時(shí)（北京時(shí)，下同），共計(jì)102個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)降暴雨，其中綏寧縣寨市站日降水量最大達(dá)90.6 mm。

分析3月20日03時(shí)雷達(dá)拼圖發(fā)現(xiàn)（圖5），湘東南有一條東北—西南向強(qiáng)回波帶（颮線），強(qiáng)度在50 dBz以上，在其前方有范圍較小的弱回波帶，后方有寬廣的層云回波，其中有一片強(qiáng)度超過(guò)45 dBz的次強(qiáng)回波區(qū)，在次強(qiáng)回波區(qū)和對(duì)流強(qiáng)回波區(qū)之間為弱回波過(guò)渡帶。應(yīng)用自動(dòng)氣象站資料分析地面溫壓場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，在颮線強(qiáng)回波南側(cè)有一條西北氣流和東南氣流之間的輻合線（出流邊界），輻合線附近偏北風(fēng)13 m/s，偏南風(fēng)2 m/s。颮線后側(cè)有一個(gè)雷暴高壓，中心氣壓達(dá)1 012 hPa，雷暴高壓與一個(gè)16℃的冷中心對(duì)應(yīng)，冷高壓的形成與積云下沉氣流有關(guān)。颮線前部的颮前低壓中心氣壓僅為1 006 hPa，并與24℃的暖中心對(duì)應(yīng)。颮前低壓與雷暴高壓之間有較大氣壓梯度，0.5個(gè)緯距內(nèi)氣壓梯度達(dá)6 hPa。在雷暴高壓后還有一個(gè)尾流低壓，位于颮線后方寬廣的層云回波區(qū)。

圖5 2013年3月20日03時(shí)地面實(shí)況和雷達(dá)拼圖疊加

4.2 一次局地特大暴雨的中尺度濾波分析

2014年6月19日，受高空低槽和低層切變線影響，湖南省西部出現(xiàn)一次局地特大暴雨天氣過(guò)程，分析歐洲中心細(xì)網(wǎng)格資料6月19日08時(shí)925 hPa的風(fēng)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)貴州東部到湘中一線為一條偏南氣流與東南氣流之間的暖式切變線（圖6a），經(jīng)過(guò)中尺度濾波以后，在湘西有一個(gè)中尺度低渦，沿低渦往西南方向有一條切變線，低渦切變線附近風(fēng)場(chǎng)輻合明顯（圖6b）。19日08時(shí)后的3 h累積降水量位于中尺度低渦東側(cè)，最大3 h降水量82.8 mm（圖6c）。

圖6 2014年6月19日08時(shí)歐洲中心細(xì)網(wǎng)格資料

4.3 2011年湘東北特大暴雨6 h定量降水預(yù)報(bào)

2011年6月9日20時(shí)至10日20時(shí)，湘東北岳陽(yáng)市出現(xiàn)局地特大暴雨，這次過(guò)程強(qiáng)降雨時(shí)段集中，局地降水強(qiáng)度大，致災(zāi)性強(qiáng)，過(guò)程期間的最強(qiáng)1 h降雨量達(dá)105.4 mm，6 h降雨量最強(qiáng)達(dá)270.2 mm，短歷時(shí)強(qiáng)降雨引發(fā)山洪和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，造成了岳陽(yáng)市重大人員傷亡事故。下面應(yīng)用EC細(xì)網(wǎng)格資料對(duì)這次過(guò)程進(jìn)行6 h定量降水預(yù)報(bào)訂正。

6月9日20時(shí)至10日02時(shí)實(shí)況6 h降雨主要位于湘西北和湘東北（圖7a），其中湘西北的暴雨（6 h降雨≥25 mm）區(qū)范圍較大，但有大暴雨（6 h降雨≥60 mm）出現(xiàn)，而湘東北更是出現(xiàn)特大暴雨（6 h降雨≥120 mm）。EC細(xì)網(wǎng)格的預(yù)報(bào)明顯偏小，湘西北以大雨為主，局部預(yù)報(bào)了暴雨，但漏報(bào)了湘東北的特大暴雨（圖7b）。經(jīng)過(guò)訂正后，湘西北的預(yù)報(bào)有所改善，預(yù)報(bào)了暴雨和大暴雨區(qū)，但范圍偏小，對(duì)湘東北的特大暴雨仍然漏報(bào)（圖7c）。

6月10日02時(shí)至08時(shí)6 h降雨主要位于2個(gè)區(qū)域，一個(gè)是湘東北的特大暴雨，另一個(gè)是湘中偏北的大暴雨區(qū)（圖7d）。EC的預(yù)報(bào)比實(shí)況偏北，湘東北預(yù)報(bào)了大雨，而湘中的大暴雨預(yù)報(bào)也偏小，且位置偏西（圖7e）。經(jīng)過(guò)訂正后，預(yù)報(bào)結(jié)果明顯改善，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了湘東北的特大暴雨，而對(duì)湘中的暴雨預(yù)報(bào)也明顯改進(jìn)，位置略偏北（圖7f）。

圖7 9日20時(shí)至10日02時(shí)6 h降雨以及10日02時(shí)至08時(shí)6 h降雨

5 結(jié)論

暴雨中尺度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與分析平臺(tái)是專(zhuān)為中尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、分析與預(yù)報(bào)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用平臺(tái)。分析平臺(tái)融合了多個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)，可以方便進(jìn)行自動(dòng)站雨量、衛(wèi)星云圖TBB、多普勒雷達(dá)資料和SWAN拼圖數(shù)據(jù)的疊加分析，監(jiān)測(cè)暴雨中尺度雨團(tuán)的變化和中尺度系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展；診斷分析和技術(shù)總結(jié)提供了中尺度系統(tǒng)濾波分析、暴雨中尺度系統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別和交互識(shí)別；同時(shí)可以基于多種模式降水資料及區(qū)域自動(dòng)站降水資料進(jìn)行6 h定量降水預(yù)報(bào)訂正。該平臺(tái)具有很強(qiáng)的中尺度監(jiān)測(cè)、分析和綜合顯示能力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)氣象觀測(cè)網(wǎng)和分析系統(tǒng)難以捕獲和分析中尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不足，為科研分析、短時(shí)臨近預(yù)報(bào)和暴雨預(yù)警服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)及分析手段，為防災(zāi)減災(zāi)、生產(chǎn)生活提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。