劉忠禮 吐莉尼沙 張新
摘要:影響溫度變化主要考慮的因素是溫度平流、垂直運(yùn)動(dòng)及一些非絕熱因子本文簡(jiǎn)要介紹如何應(yīng)用天氣學(xué)原理知識(shí)和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)制作區(qū)域氣溫預(yù)報(bào)的方法和思路,并參考數(shù)值預(yù)報(bào)的結(jié)果來(lái)具體制作當(dāng)?shù)氐臍鉁仡A(yù)報(bào)。
關(guān)鍵詞:溫度預(yù)報(bào);最高氣溫;最低氣溫
1、引言
氣溫變化對(duì)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們的日常生活與生產(chǎn)都有著重要的影響,特別是災(zāi)害性天氣的溫度變化(如霜凍、寒潮、高溫、低溫)常會(huì)給工農(nóng)業(yè)帶來(lái)一定的損失。同時(shí),氣溫又是大氣狀態(tài)的基本要素,它的變化對(duì)天氣系統(tǒng)的演變起著重要的作用。由于博州地區(qū)特殊的地形條件.其溫度預(yù)報(bào)一直是要素預(yù)報(bào)中的難點(diǎn),因此研究博州地區(qū)溫度預(yù)報(bào)方法對(duì)提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率,提高氣象服務(wù)效果有非常重要的意義。
2、影響氣溫變化的主要因素
(1)溫度平流的影響氣溫變化的程度取決于溫度平流的強(qiáng)度,它是一個(gè)決定氣溫變化的主要因子。
(2)垂直運(yùn)動(dòng)的影響垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)氣溫變化的影響,主要決定于垂直運(yùn)動(dòng)的方向、強(qiáng)度以及大氣的層結(jié)狀況。
(3)非絕熱因子的影響氣溫的非絕熱變化是空氣與外界熱量交換的結(jié)果,包括輻射、湍流交換、蒸發(fā)凝結(jié)等過程,主要表現(xiàn)在大氣低層。
3、博州最高氣溫最低氣溫及出現(xiàn)的時(shí)間和氣溫日較差
3.1最高、最低氣溫
博州最高氣溫與最低氣溫出現(xiàn)的時(shí)間和高低。隨著月份、季節(jié)和氣象條件的不同而不同。據(jù)多年觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì):博州最低氣溫為-36.2℃,出現(xiàn)在博樂測(cè)站,最高氣溫為44.1℃,出現(xiàn)在阿拉山口測(cè)站(詳情見附表)。
3.2最高氣溫及最低氣溫出現(xiàn)的時(shí)間
1~3月份最低氣溫出現(xiàn)在09時(shí)前后,最高氣溫出現(xiàn)在14時(shí)左右;4~6月份最低氣溫出現(xiàn)在07時(shí)前后,最高氣溫出現(xiàn)在18時(shí)前后:7~9月份最低氣溫出現(xiàn)在08時(shí)前后,最高氣溫出現(xiàn)在18時(shí)前后:10~12月份最低氣溫出現(xiàn)在09時(shí)前后,最高氣溫出現(xiàn)在16至17時(shí)。
3.3氣溫日較差
從氣溫日較差中可以看出,冬季(12~2月)各站氣溫日較差相對(duì)較小,在6~12℃之間,夏季(6~8月)各站氣溫日較差最大,在12~16℃之間,春季(12~2月)、秋季(12~2月)氣溫日較差在7~14℃之間。從各站對(duì)比分析看,博樂測(cè)站氣溫日較差最大,精河、溫泉、阿拉山口依次減小。
4、氣溫的預(yù)報(bào)
4.1最低氣溫的預(yù)報(bào)
最低氣溫預(yù)報(bào)是春季、秋季和冬季預(yù)報(bào)要考慮的重點(diǎn)內(nèi)容,最低溫度的預(yù)報(bào)方法有以下幾種:
4.1.1天氣形勢(shì)分析法和經(jīng)驗(yàn)法
如果在預(yù)報(bào)時(shí)限內(nèi),無(wú)明顯天氣系統(tǒng)影響,可參考前一天最低氣溫的量值。如有鋒面過境時(shí),則必須考慮鋒面的強(qiáng)度、移動(dòng)的方向和經(jīng)過本站的時(shí)間,分析平流變溫和非絕熱因子對(duì)最低氣溫的影響。
4.1.2夜間降溫量法
如果沒有明顯的天氣系統(tǒng)影響,最低氣溫變化也不是太大,在預(yù)報(bào)中可根據(jù)當(dāng)天16時(shí)氣溫作為基本值和夜晚降溫量的差值來(lái)預(yù)報(bào)最低氣溫,但季節(jié)和測(cè)站不一樣降溫有差別,一般夏季的溫差要比冬季的偏大一些,博樂測(cè)站溫差較大,阿拉山口測(cè)站溫差較小。
4.2最高氣溫的預(yù)報(bào)
最高溫度預(yù)報(bào)是夏季天氣預(yù)報(bào)的重要內(nèi)容之一,最高氣溫的預(yù)報(bào)有點(diǎn)類似于最低氣溫的預(yù)報(bào),但最高氣溫的變化往往大于最低氣溫的變化,如果有天氣系統(tǒng)影響時(shí),最高氣溫的變化會(huì)更加明顯。
4.2.1天氣形勢(shì)法
預(yù)報(bào)最高氣溫,應(yīng)先比較前一、二天的最高氣溫變化,判斷影響本站的氣團(tuán)特性,如果還處于在暖區(qū),最高氣溫將還有可能升高。如果冷平流到來(lái),最高氣溫則要下降。
4.2.2冷暖平流的影響
溫度的平流變化,會(huì)引起該地區(qū)增暖或變冷,如在預(yù)報(bào)時(shí)限內(nèi)有冷、暖平流的影響,最高氣溫的預(yù)報(bào)就必須考慮溫度平流的作用。
5、利用ECMWF(歐洲數(shù)值預(yù)報(bào))做溫度預(yù)報(bào)
利用歐洲數(shù)值預(yù)報(bào)ECMWF中的8 50hPa溫度的未來(lái)幾天的預(yù)報(bào),我們可以選擇其中的24h和48h預(yù)報(bào)來(lái)考慮本站的氣溫預(yù)報(bào),可根據(jù)850hPa高空與地面的對(duì)應(yīng)關(guān)系,計(jì)算出24h和48h本站上空的溫度預(yù)報(bào)值與實(shí)況(最低、最高)值之間的差值然后利用當(dāng)天最高氣溫或最低氣溫來(lái)進(jìn)行本站24h的最高、最低氣溫預(yù)報(bào)。同樣也可以利用850hPa,△T24情況來(lái)作一些參考。
(1)若考慮預(yù)報(bào)時(shí)段未受系統(tǒng)影響。
①EC預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度沒有顯著變化,可以按前一天實(shí)況來(lái)預(yù)報(bào):
②若EC預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度上升,則按照前一天的最高和最低+AT24來(lái)預(yù)報(bào):
(2)如預(yù)報(bào)當(dāng)天有降水,最高溫度一般出現(xiàn)在前一日20時(shí)后,可以用預(yù)報(bào)日前一日16時(shí)的溫度2度,最低溫度可以用預(yù)報(bào)時(shí)段前1日的最低溫度+(EC△T24+EC△T48)/2;
(3)若考慮降水結(jié)束,最低溫度用前一天最低溫度+EC△T24,最高溫度的預(yù)報(bào),用預(yù)報(bào)日前一日16時(shí)的溫度+1度+(EC△T24+ECAT48)/2;
(4)若考慮預(yù)報(bào)有降雪,逆溫層將破壞,最高溫度可以用預(yù)報(bào)目前一日16時(shí)的溫度+5度左右:最低溫度可以用預(yù)報(bào)時(shí)段前1日的最低溫度+7度左右。
6、利用中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)
2008年6月開始,國(guó)家氣象中心開始下發(fā)精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品,其溫度預(yù)報(bào)質(zhì)量逐年提高,本文取2013年和2015年這三年每天中午15時(shí)左右下發(fā)的指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品,對(duì)24h預(yù)報(bào)時(shí)段的最高、最低溫度預(yù)報(bào),按照預(yù)報(bào)與實(shí)況誤差絕對(duì)值<=2度為正確,進(jìn)行檢驗(yàn)分析,從表可以看出精細(xì)化指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)博州地區(qū)最高和最低溫度的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在59%~70%之間,最低溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率略高于最溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率,溫泉縣預(yù)報(bào)效果最好,精河縣預(yù)報(bào)效果相對(duì)較差。
中央指導(dǎo)預(yù)報(bào)逐月檢驗(yàn)分析
從圖中可以看出7月份的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率最高,2月份的準(zhǔn)確率最低;最高溫度的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和最低溫度的變化趨勢(shì)相似,也是7月份最高,但3月份預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較低。總的來(lái)說6、7、8三個(gè)月的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在80%左右,具有較高的可信度,可以直接使用,1、2、3和12月份預(yù)報(bào)準(zhǔn)確較差,準(zhǔn)確率不足50%,需經(jīng)過訂正后方可使用。
7結(jié)語(yǔ)
溫度預(yù)報(bào)相對(duì)于晴雨預(yù)報(bào)要難度大一些,上述一些預(yù)報(bào)方法對(duì)制作最低、最高氣溫預(yù)報(bào)時(shí)有一些幫助,但溫度預(yù)報(bào)較復(fù)雜,特別是溫泉和阿拉山口,主要考慮的影響因素要多一些,它除了要考慮溫度平流、垂直運(yùn)動(dòng)的影響外,還要考慮本地特有的風(fēng)、云、降水、霧及下墊面等因子的影響,同時(shí)也要考慮不同的季節(jié)。以上方法可以作為參考使用,在實(shí)際工作中還需進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善。