孟 楊,于惠杰,金新枝,侯士彬
(1.呼瑪縣氣象局,黑龍江 大興安嶺165100;2.友誼縣氣象局,黑龍江 雙鴨山155800)
呼瑪縣溫度預(yù)報的研究分析
孟 楊1,于惠杰1,金新枝1,侯士彬2
(1.呼瑪縣氣象局,黑龍江 大興安嶺165100;2.友誼縣氣象局,黑龍江 雙鴨山155800)
呼瑪縣位于大興安嶺東麓,黑龍江上游西南岸。西部和北部與新林區(qū)、塔河縣毗鄰,南與黑河市、嫩江縣接壤,東部與俄羅斯隔江相望。呼瑪縣轄6鄉(xiāng)2鎮(zhèn)和54個行政村,擁有林地面積1721.8萬畝,森林覆蓋率70.7%;耕地112.9萬畝,是大興安嶺地區(qū)唯一以農(nóng)為主的行政縣,占大興安嶺耕地總面積的44%,為農(nóng)服務(wù)(包含近年來 針對小麥、玉米、大豆高產(chǎn)、北藥、水稻種植試驗、水飛薊栽培等)和凌汛服務(wù)在一年之中也格外受到地方政府和相關(guān)部門的關(guān)注。要做好氣象服務(wù),預(yù)報精細化以及準(zhǔn)確率直接關(guān)系到縣局為地方政府、為公眾服務(wù)的質(zhì)量。因此,天氣預(yù)報業(yè)務(wù)能夠在為農(nóng)服務(wù)、防凌汛、指導(dǎo)破冰以及春、秋兩季的防火工作等方面起到有效的指導(dǎo)作用,而溫度預(yù)報則是天氣預(yù)報工作中最直接,最全面反映天氣變化的代表結(jié)論。呼瑪縣獨特的地理位置和氣候背景決定了溫度的變化難以把握。為了提高呼瑪縣的溫度預(yù)報準(zhǔn)確率,更好地為人們生產(chǎn)生活服務(wù),力求在呼瑪縣每天變化復(fù)雜的溫度中找出對其變化影響作用較大的因子,并找出在不同的因子組合情況下,溫度變化的定量規(guī)律,從而形成一套普遍適用的溫度預(yù)報指標(biāo),為溫度預(yù)報提供參考依據(jù)。
影響溫度的因子多種多樣,緯度、海拔、季節(jié)、冷暖平流、降水、日照、風(fēng)向、風(fēng)速、水汽、下墊面等都對溫度產(chǎn)生影響。對溫度預(yù)報產(chǎn)生較大影響的因子進行篩選,找到一些主要因子并分別進行分析,如冷暖平流、雪蓋、天空狀況、天氣現(xiàn)象、空氣濕度、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的合理應(yīng)用等。
2.1 冷暖平流的影響
冷暖平流是溫度預(yù)報的難點,冷暖平流往往對應(yīng)著溫度的劇烈變化,此時,數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的質(zhì)量也有所下降,預(yù)報經(jīng)驗不足往往產(chǎn)生較大誤差。通過對歷史資料分析,找到850 hPa的溫度數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的預(yù)報值與實況的對應(yīng)關(guān)系,建立預(yù)報指標(biāo)。
2.2 雪蓋的影響
冬季北方雪蓋對氣溫也有明顯的影響,雪的反射率可達0.8-0.9,而正常的反射率只有0.3左右,由于雪蓋的影響降低了太陽輻射的吸收率,所以減弱了白天的太陽輻射。
2.3 天空狀況的影響
地表吸收來自太陽的短波輻射,再以長波輻射將熱量傳給大氣,從而影響氣溫變化。云白天減弱地表對太陽熱輻射的吸收,使地面受熱減少,氣溫上升緩慢。夜間又阻止低層大氣向高層大氣的熱輻射,使氣溫下降緩慢。所以,云量、云層厚薄等對氣溫影響很大。
2.4 天氣現(xiàn)象的影響
天氣現(xiàn)象中霧、風(fēng)和降水對氣溫影響最大。
霧:霧減弱地表對太陽熱輻射的吸收,阻止低層大氣向高層大氣的熱輻射,使得氣溫白天不易升得太高,夜間不易降得太低。
風(fēng):風(fēng)的大小影響到氣團熱量上下交換。風(fēng)速大時,有利于氣團熱量上下交換,白天使氣溫上升緩慢,夜間使氣溫下降緩慢,風(fēng)速小時,則相反。
降水:有降水時,雨滴不斷蒸發(fā),吸收周圍空氣的熱量,使地面氣溫下降。白天、夜間的降水對極端氣溫的影響各不相同,影響幅度又與雨量大小有關(guān)。
2.5 空氣濕度的影響
濕空氣的熱容量比干空氣的熱容量要大。所以,濕度越大的空氣增溫和降溫都越緩慢,反之則越迅速。
2.6 數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的合理應(yīng)用
目前數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品已經(jīng)成為預(yù)報員制作預(yù)報的主要工具,但是由于天氣預(yù)報的復(fù)雜性,必須加強數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的檢驗和應(yīng)用研究,合理應(yīng)用數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品這個工具,建立適應(yīng)當(dāng)?shù)氐念A(yù)報指標(biāo)。
應(yīng)用天氣學(xué)原理,實況資料反推等的研究方式,在大興安嶺這種特殊的林區(qū)山地小氣候條件下的溫度預(yù)報工作中具備一定的可行性。通過逐日逐月分析歐洲和地面觀測資料實況,利用2004-2008年的資料分析、分型后并得出溫度預(yù)報指標(biāo),再用2009-2013年的資料代入驗證進行指標(biāo)訂正。利用各相關(guān)氣象要素的逐日資料劃分四季,根據(jù)不同時間的溫度資料劃分為:3-5月為春季、6-8月為夏季、9-10月為秋季、11-次年2月為冬季。經(jīng)過長時間分析、驗證、補充最終得到適用于呼瑪當(dāng)?shù)氐臏囟茸兓笜?biāo)。本文所用指標(biāo)溫度,均為硬性數(shù)字,具體預(yù)報時可根據(jù)實際情況上下浮動兩度(±2℃)。TMIN:最低氣溫;TMAX: 最高氣溫 ;T850,20:EC850 hPa20時預(yù)報場溫度線,采用前一日預(yù)報場溫度。
3.1 春季溫度預(yù)報指標(biāo)
(1)冷渦,多云,全天無太陽出現(xiàn)。 TMIN=T850,20+(2~4),TMAX=T850,20+10
(2)晴天。 TMIN=T850,20+4,TMAX=T850,20+12(脊前有風(fēng));TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+12 (脊前無風(fēng));TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+12(處于高壓中心脊中有微風(fēng));TMIN=T850,20-1;TMAX=T850,20+12 (處于高壓中心脊中無風(fēng));TMAX=T850,20+14(連續(xù)兩天晴天)。
(3)整夜多云或者有降水。TMIN=T850,20+7,TMAX=T850,20+12。
(4)TMIN還可根據(jù)當(dāng)日EC850 hPa08時溫度場預(yù)報。 晴天:TMIN=T850,08±2,多云:TMIN=T850,08±2,陰雨:TMIN=T850,08±2。
3.2 夏季溫度預(yù)報指標(biāo)
(1)冷渦,多云,全天無太陽出現(xiàn)。TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+13;TMIN=T850,20-3,TMAX=T850,20+13 (晴 轉(zhuǎn)多云)。
(2)晴天。TMIN=T850,20+4,TMAX=T850,20+12(脊前有風(fēng));TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+12 (脊前無風(fēng));TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+12(處于高壓中心脊中有微風(fēng));TMIN=T850,20-1;TMAX=T850,20+12 (處于高壓中心脊中無風(fēng))。
(3)整夜多云或者有降水。TMIN=T850,20+3,TMAX=T850,20+11;TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+15(雷陣雨天氣)。
(4)TMIN還可根據(jù)當(dāng)日EC850 hPa08時溫度場預(yù)報。 晴天:TMIN=T850,08-1,多云:TMIN=T850,08+2,陰雨:TMIN=T850,08+(2~4)。
3.4 秋季溫度預(yù)報指標(biāo)
(1)冷渦,多云,全天無太陽出現(xiàn)。TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+(10-13);TMIN=T850,20-2,TMAX=T850,20+17 (冷暖交替,冷空氣侵入,轉(zhuǎn)折性天氣);TMIN=T850,20-3,TMAX=T850,20+10 (晴轉(zhuǎn)多云)。
(2)晴天。 TMIN=T850,20+4,TMAX=T850,20+12(有風(fēng));TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+12(無風(fēng));TMAX=T850,20+12(連續(xù)兩天晴天)。
(3) 整夜多云或者有降水。 TMIN=T850,20+(4-6),TMAX=T850,20+12;TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+11 (雷陣雨天氣)。
(4)TMIN又一確定方法是根據(jù)當(dāng)日EC850 hPa08時溫度場預(yù)報。晴天:TMIN=T850,08-5,多云:TMIN=T850,08+(-2-0),陰雨:TMIN=T850,08+(3-5)。
3.4 冬季溫度預(yù)報指標(biāo)
(1)冷渦,多云,全天無太陽出現(xiàn)。TMIN=T850,20-7,TMAX=T850,20+4;TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+8 (無風(fēng));TMIN=T850,20-14,TMAX=T850,20-8(晴轉(zhuǎn)多云);TMIN=T850,20+6,TMAX=T850,20+8(冷暖交替,冷空氣侵入,轉(zhuǎn)折性天氣,有霜無風(fēng));TMIN=T850,20+1,TMAX=T850,20+8(冷暖交替,冷空氣侵入,轉(zhuǎn)折性天氣,有風(fēng)無霜)。
(2)晴天。 TMIN=T850,20-5,TMAX=T850,20+9(無風(fēng));TMIN=T850,20+5,TMAX=T850,20+9 (有風(fēng));TMIN=T850,20-7,TMAX=T850,20+9(能見度低);TMIN=T850,20-12,TMAX=T850,20-1(有冰針現(xiàn)象);TMIN=T850,20-14,TMAX=T850,20-7(有煙幕現(xiàn)象);TMIN=T850,20+2,TMAX=T850,20+10(有風(fēng)無霜);TMIN=T850,20-4,TMAX=T850,20+1(冷暖交替,轉(zhuǎn)折性天氣);TMIN=T850,20-9,TMAX=T850,20+9(多云轉(zhuǎn)晴)。
(3)整夜多云或者有降水。TMIN=T850,20-1,TMAX=T850,20+6。
(4)TMIN還可根據(jù)當(dāng)日EC850 hPa08時溫度場預(yù)報。晴天:TMIN=T850,08-14,多云:TMIN=T850,08-13,陰雨:TMIN=T850,08+1
進入初春時,冷暖空氣交換加快,由于季節(jié)交替,晝夜溫差很大,日間升降溫幅度也比較大,下墊面是殘雪和裸地混雜,造成預(yù)報難度加大。高空溫度逐漸轉(zhuǎn)暖,一般由-20℃左右向-10℃變化。最高溫度一般在3月下旬出現(xiàn)零上,白天風(fēng)力略有升高。真正進入春季時,回暖明顯,高空一般-10℃以上,白天最高在0℃以上,4月末出現(xiàn)異常高溫天氣增多,逆溫天氣減少。進入春夏交換季節(jié)時,溫度回升明顯,高空5向15℃上升,最高開始出現(xiàn)30℃左右天氣,白天陣性降水增多,出現(xiàn)短時強對流天氣。進入夏季,是降水集中期,多局地陣雨,溫度回升明顯,最高開始出現(xiàn)30℃左右天氣增多,上下溫差較大,陣性降水天氣增多,出現(xiàn)短時強對流天氣,溫度預(yù)報難度增大,預(yù)報時注意午后強對流影響溫度上升情況出現(xiàn)。8月是夏季的最后一個月,上旬秋老虎季節(jié)也會有幾天高溫炎熱天氣出現(xiàn),暴雨天氣也集中在這一時段,多局地陣雨,溫度預(yù)報注意降水產(chǎn)生時間對溫度的影響,還有降水過后空氣濕度升高對溫度預(yù)報的影響。9月是夏秋轉(zhuǎn)換的季節(jié)。高空T850 hPa,20時逐漸下降,冷空氣一次比一次強,地面出現(xiàn)霜凍。冬季逆溫天氣發(fā)生個例較多,常伴有煙霧或輕霧出現(xiàn)。
1002-252X(2017)03-0045-02
2017-6-1
孟 楊(1982-),女,黑龍江省呼瑪縣人,成都信息工程學(xué)院,本科生,工程師.