王晶晶,計舒懷
(信陽市氣象局,河南信陽 464000)
信陽市區(qū)域性大到暴雪預報方法
王晶晶,計舒懷
(信陽市氣象局,河南信陽 464000)
利用2000—2009年信陽市常規(guī)氣象觀測資料和歐洲中心數(shù)值預報產(chǎn)品,分析了15個區(qū)域性大到暴雪日個例,根據(jù)影響系統(tǒng)特征對個例進行分型 (蒙古高壓底部型、華北高壓前部型),并利用物理參數(shù)指標及數(shù)值預報產(chǎn)品分別建立了信陽市區(qū)域性大到暴雪24 h預報判別方程,在2010年11月—2014年3月進行了試報,預報準確率達到67%,預報方法穩(wěn)定可行。
大到暴雪;預報;業(yè)務系統(tǒng);信陽
信陽市地處淮河之畔,位于我國南北氣候過渡帶,由大到暴雪引起的低溫冰凍是信陽市冬半年主要氣象災害,對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸造成嚴重損失。由于大到暴雪出現(xiàn)的概率較小,其預報難度更大。近年以來,我國南方多地出現(xiàn)雨雪冰凍災害,造成的影響已受到廣泛關注,氣象學者從多方面進行了深入的研究,徐雙柱等[1-2]對湖北省和武漢市冬季大雪的預報進行了研究。高維英等[3]對回流冷空氣在華北暴雪中的作用進行了分析,發(fā)現(xiàn)高空北支急流入口區(qū)右側的強輻散和其激發(fā)的次級環(huán)流為暴雪的發(fā)生提供了動力條件和熱力條件。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報模型。利用2000—2009年信陽市常規(guī)觀測資料和數(shù)值預報產(chǎn)品,對15個區(qū)域性大到暴雪日個例的影響系統(tǒng)進行分析,分別建立了信陽市區(qū)域性大到暴雪天氣學概念模型及客觀預報方法。
區(qū)域性大到暴雪日定義為:一日內(nèi) (20時—20時)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)觀測資料和歐洲中心數(shù)值預報產(chǎn)品,利用統(tǒng)計預報方法進行預報因子篩選,建立預報方程。
統(tǒng)計分析15個區(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西南急流強弱決定降雪強度,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],主要是針對高緯度大尺度影響背景進行分型。從單站預報角度出發(fā),根據(jù)地面形勢將信陽市區(qū)域性大到暴雪天氣分為兩類,著眼簡便,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)展與之對峙,信陽處在冷鋒南側的暖倒槽頂部,為相對濕度高值區(qū)。與之相對應的500 hPa高空圖上,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急流,使降雪區(qū)南側的暖濕空氣沿冷空氣爬升,在爬升過程中增濕、冷卻達到飽和,同時抬升運動增強,使降雪量增大。隨著500 hPa橫槽轉豎,信陽受槽后西北氣流控制,大雪逐漸減弱、結束。此類大到暴雪過程與寒潮、大風相伴,特點是過程時間短、強度大。15個大到暴雪日中,蒙古高壓底部型占2個。
2.2 華北高壓前部型(B型)
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個歷史樣本。由于區(qū)域性大到暴雪日共15個,氣候概率僅為1.2%,為了提高大到暴雪在樣本中的概率,首先對樣本進行消空處理,以不消去大到暴雪日個例為原則,在高空、地面實況資料,歐洲中心數(shù)值預報資料中選取了4個物理意義明確的消空因子。
(1)預報當日08時700 hPa成都與武漢的位勢高度差>2 dagpm,表示高空沒有低值系統(tǒng)東移影響。
(2)預報當日08時700 hPa南陽站或阜陽站風向>270°,表示高空低層無暖濕氣流生成。
(3)預報前一日20時歐洲中心24 h預報信陽850 h Pa溫度>6℃,表示低層存在融化層。
(4)預報前一日20時歐洲中心24 h預報700 hPa南陽相對濕度<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,其中包含15個大到暴雪日,大到暴雪日在樣本中的概率達到28%。
3.2 預報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8-12毫米,寬4-7毫米,有縱長直條紋,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) 入型標準:預報當日14時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,表示海平面氣壓場呈北高南低顯著形勢。
根據(jù)A型大到暴雪的形勢特點,選取5個預報因子,當同時滿足5個預報因子預報有A型大到暴雪。
(1)預報當日14時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,表示地面氣壓場呈北高南低顯著形勢。
(2)預報當日08時850 hPa溫度≥6℃,表示信陽受暖性系統(tǒng)影響。
(3)預報前一日歐洲中心20時預報48 h 850 h Pa信陽溫度≤-4℃且24 h變溫≤-10℃,表示降溫幅度。
(4)預報前一日歐洲中心20時預報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)預報前一日歐洲中心20時預報24 h700 hPa南陽相對濕度≥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) 入型標準:預報當日14時武漢站與成都站海平面氣壓差>3 hPa。表示海平面氣壓場東高西低形勢。
根據(jù)B型大到暴雪的形勢特點,選取7個預報因子,當全部滿足7個因子則預報有華北高壓前部型大到暴雪。
(1)預報當日08時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)預報當日08時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)預報當日14時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)預報前一日歐洲中心20時預報24 h信陽海平面氣壓≥1 024 h Pa,表示信陽受冷高壓影響。
(5)預報前一日歐洲中心20時預報24 h 700 hPa南陽相對濕度≥90%,表示信陽低層水汽接近飽和。
(6)預報前一日歐洲中心20時預報48 h 850 h Pa信陽溫度≤-3℃;表示低層溫度有利于降雪。
(7)預報前一日歐洲中心20時預報24 h 700 h Pa關鍵區(qū)(90°E~110°E、20°N~30°N)內(nèi)為西南風,且貴陽站風速≥12 m/s、武漢站風速≥8 m/s,表示關鍵區(qū)西南急流伸展至信陽附近。
利用信陽市區(qū)域性大到暴雪預報方法在2010年11月—2014年3月進行試報,準確報出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,無空報發(fā)生,預報準確率達67%,預報方法基本穩(wěn)定。
2010年2月11日的暴雪過程出現(xiàn)漏報。通過實況查詢發(fā)現(xiàn),2月10日晚間天氣現(xiàn)象為中雨轉雪,降水相態(tài)轉換的判斷失誤直接導致本次暴雪過程的漏報。由此可見,利用有限資料樣本進行分型,且只研究大到暴雪過程的共性所建立的預報方程不夠精細,因此隨著樣本資料累計增多,衛(wèi)星云圖、物理量場等資料不斷豐富,在建立預報方程時需納入更多的影響因子,該預報方法才能進一步完善。
[1] 徐雙柱,王曉林,王平,等.湖北省冬季大雪成因分析與預報方法研究[J].暴雨災害,2009,28(4):333-338.
[2] 徐雙柱,王平,高琦.武漢市冬季大雪分析預報[J].氣象科學,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,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報[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報模型[J].河南氣象,2000,72(4):1-2.
P456.1
:B
王晶晶,計舒懷.信陽市區(qū)域性大到暴雪預報方法[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,學士,助工,從事短時短期天氣預報工作。
信陽市區(qū)域性大到暴雪預報業(yè)務系統(tǒng)(201202)