喬前東++陳佳義++于波++王騰飛++鄭陶++王月林++管曉惠

摘要 霧和大風(fēng)在淮安區(qū)出現(xiàn)的頻率較高，危害較大，是氣象臺日常預(yù)報業(yè)務(wù)的一項重要內(nèi)容。在查閱分析大量數(shù)值預(yù)報分析資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了數(shù)值預(yù)報模式在大霧、大風(fēng)分析預(yù)報中的應(yīng)用規(guī)律。

關(guān)鍵詞 數(shù)值預(yù)報模式；大霧；大風(fēng)；預(yù)報指標(biāo)

中圖分類號 P425；P426.4；P456 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）16-0201-02

1 數(shù)值預(yù)報模在大霧預(yù)報分析中的應(yīng)用

1.1 有利于大霧形成的天氣形勢場分析

根據(jù)霧的形成原因，可以將霧分為輻射霧、平流霧、輻射平流霧等。根據(jù)2003—2008年間（下同）天氣圖統(tǒng)計分析，淮安區(qū)霧的形成主要是中、低空暖平流和地面輻射降溫綜合作用形成的居多，占89.4%，而輻射霧僅占10.6%。典型的高空、地面天氣形勢場配置如下。

1.1.1 中、低空暖脊東移、地面倒槽東移型。700、850 hPa天氣形勢圖上本區(qū)受西南氣流影響，青藏高原到河套有暖脊向黃淮伸展。地面上，西南地區(qū)伸向河套為一倒槽，倒槽繼續(xù)向東南方向移動，未來本區(qū)將受地面倒槽影響。

1.1.2 地面高壓底部型。700 hPa本區(qū)受西北氣流影響，850 hPa受高壓前部東北影響，地面處于高壓底部，第四象限，受東北氣流影響；700 hPa形勢圖本區(qū)受西南氣流影響，850 hPa和地面形勢場受高壓底部偏東氣流影響。

1.1.3 地面高壓脊前部型。700、850 hPa天氣形勢圖上本區(qū)受西到西南氣流影響，地面上河套有高壓脊，本區(qū)處于高壓脊前部。

1.1.4 地面均壓場型或倒“Ω”高壓脊前部型。700、850 hPa形勢受西北氣流控制，地面上處于均壓場中或地面處于倒“Ω”型高壓脊前部。

1.1.5 地面鞍形場型。700 hPa受西南氣流影響，850 hPa受高壓環(huán)流西部的東南氣流影響，地面處于鞍形場中。

1.2 數(shù)值預(yù)報模式在大霧預(yù)報要素場分析中的應(yīng)用

霧的形成，除了要有一定的天氣形勢場外，還與大氣穩(wěn)定度、溫度、濕度、夜間天空狀況、風(fēng)向風(fēng)速等氣象要素有關(guān)。預(yù)報實踐表明，霧的形成通常大氣穩(wěn)定，大氣低層有逆溫結(jié)構(gòu)，低層濕度大，地面風(fēng)速小[1]。

1.2.1 穩(wěn)定度。根據(jù)數(shù)值預(yù)報形勢場分析，淮安區(qū)出現(xiàn)霧時大氣通常是穩(wěn)定的，根據(jù)分析 VRF霧指數(shù)預(yù)報中，穩(wěn)定度指數(shù)達(dá)到2以上（總為7級），有利于霧的形成，達(dá)到5以上，有利于濃霧或強(qiáng)濃霧的形成。

2016年4月8日2：00 VRF穩(wěn)定度預(yù)報顯示，淮安區(qū)處于穩(wěn)定度為5的區(qū)域之中，出現(xiàn)了濃霧，最小能見度達(dá)到63 m（圖1）。

1.2.2 溫度。根據(jù)分析當(dāng)本地低層有逆溫現(xiàn)象存在時，容易形成霧。本站觀測資料表明，霧通常出現(xiàn)在后半夜到早晨這段時間，這時近地面輻射降溫明顯，而中低層降溫小，甚至出現(xiàn)增暖的現(xiàn)象，容易形成逆溫現(xiàn)象，大氣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。層結(jié)穩(wěn)定或有逆溫層，有利于低層水汽的凝結(jié)和積聚，對形成霧有利。利用20：00地面本站氣溫與850 hPa層次的溫度差值的絕對值來反映未來本區(qū)近地面層接近逆溫的情況，用△T表示，當(dāng)△T在0～5區(qū)間時有利于本區(qū)近地面層夜間形成逆溫層，有利于本區(qū)霧的形成。

1.2.3 濕度。霧的形成需要中低層有適宜的濕度。歷史資料分析表明，20：00本站上空850 hPa層的T-Td在5～30有利于夜間形成霧。地面的濕度對于形成霧也很重要，據(jù)本站資料分析，有利于形成霧的20：00相對濕度在70%以上。根據(jù)分析 VRF霧指數(shù)預(yù)報中，后半夜到早晨近地面溫度露點差T-TD≤3，有利于形成霧。

1.2.4 風(fēng)向、風(fēng)速。霧的形成與中、低空、地面的風(fēng)有重要的關(guān)系。風(fēng)向：有利于形成霧的地面風(fēng)向為1、4象限內(nèi)的風(fēng)向，即以偏東風(fēng)為主的風(fēng)向。中低層風(fēng)向，以850 hPa層為例，偏西風(fēng)或東南風(fēng)有利于本區(qū)上空水汽的積聚和凝結(jié)，有利于形成霧。風(fēng)速：地面和850 hPa層次風(fēng)速大均不利于霧的形成。有利于霧的形成的風(fēng)速：地面風(fēng)速，本站夜間地面風(fēng)速在0.5～4.0 m/s，850 hPa層次風(fēng)速，20：00本站850 hPa層次風(fēng)速在2～8 m/s。

根據(jù)分析VRF霧指數(shù)預(yù)報中，本區(qū)域附近后半夜到早晨近地面有≤4.0 m/s的小風(fēng)速區(qū)，有利于形成霧。2016年4月12日2：00 VRF預(yù)報淮安區(qū)處于≤4.0 m/s的小風(fēng)速區(qū)，風(fēng)向為南到東南，早晨出現(xiàn)了濃霧。

2 數(shù)值預(yù)報模式在大風(fēng)預(yù)報分析中的應(yīng)用

大風(fēng)（≥14.0 m/s）在淮安區(qū)出現(xiàn)頻率較高，影響較大，對大風(fēng)的預(yù)報服務(wù)就顯得尤為重要。數(shù)值預(yù)報分析可以提高大風(fēng)預(yù)報分析的準(zhǔn)確率。以下使用常用的EC或JP數(shù)值預(yù)報預(yù)報模式資料分析。

2.1 大風(fēng)類型分析

經(jīng)過分析，在淮安區(qū)出現(xiàn)大風(fēng)的主要類型有以下幾種：①冷空氣（冷鋒）影響的偏北大風(fēng)；②氣旋影響的偏東或偏西大風(fēng)；③雷雨大風(fēng)；④動量下傳型大風(fēng)；⑤低壓或倒槽發(fā)展的西南大風(fēng)；⑥高壓后部偏南大風(fēng)或臺風(fēng)影響大風(fēng)等。

大風(fēng)的發(fā)生發(fā)展與高低空、地面的天氣形勢密切相關(guān)，主要與天氣系統(tǒng)的氣壓梯度、溫度梯度、動量下傳等有關(guān)。

2.2 數(shù)值預(yù)報在大風(fēng)中的應(yīng)用

2.2.1 冷空氣影響的大風(fēng)分析。EC數(shù)值預(yù)報模式24 h預(yù)報冷高壓影響后，24 h海平面變壓達(dá)到16 hPa以上，850 hPa 24 h變溫達(dá)到-6 ℃以下，或500 hPa變高達(dá)到-10位勢米以下，850 hPa上將有12～16 m/s以上的大風(fēng)區(qū)通過當(dāng)?shù)兀梢灶A(yù)報將有7級以上大風(fēng)。例如，2016年4月16日淮安區(qū)受冷空氣影響，出現(xiàn)14.3 m/s的大風(fēng)（圖2）。

2.2.2 氣旋型大風(fēng)。一般高空有西南渦和鋒區(qū)存在，地面有倒槽、靜止鋒和雨區(qū)相配置，氣旋后部有冷空氣配合，氣旋的發(fā)展使得地面氣壓梯度增大，地面風(fēng)增強(qiáng)[2]。

在預(yù)報關(guān)鍵區(qū)域：30°～40°N，110°～125°E區(qū)域內(nèi)，700 hPa或850 hPa圖上關(guān)鍵區(qū)域EC預(yù)報出現(xiàn)5根等值線穿過，或850 hPa圖關(guān)鍵區(qū)有≥16.0 m/s的大風(fēng)速帶穿過。地面上關(guān)鍵區(qū)域24 h正變壓大于6 hPa以上，有利大風(fēng)的形成。

2.2.3 雷雨大風(fēng)。雷雨大風(fēng)，發(fā)生的范圍小、危害大、影響時間短、強(qiáng)度與積雨云的發(fā)展程度成正比。EC預(yù)報區(qū)域內(nèi)有前傾槽、850 hPa有切變線、地面冷鋒、冷渦，或有氣旋其中之一影響。預(yù)報日8：00 Δθse （500-925） >18 ℃?；駿C網(wǎng)格預(yù)報時段內(nèi)K指數(shù)>38 ℃，或SI指數(shù)<-2.0 ℃。雷達(dá)回波有 >50 dBZ回波區(qū)，或有線狀、弓型回波、鉤狀回波等。如果滿足以上條件，預(yù)報當(dāng)日或時段內(nèi)將有短時大風(fēng)。資料分析表明，線狀、弓型回波與高空槽后西北氣流控制或有冷渦南調(diào)有密切關(guān)系，層結(jié)結(jié)構(gòu)為低層暖濕，中高層次較為干冷，有利于促發(fā)對流性天氣。

2.2.4 動量下傳型大風(fēng)。動量下傳型大風(fēng)，主要是由于中高層動量下傳的作用形成的大風(fēng)，而地面等壓線并不密集，此類型較為少見，但卻容易被忽視。例如2013年4月29日淮安區(qū)出現(xiàn)14.3m/s的大風(fēng)，主要就是動量下傳形成的大風(fēng)[3-5]。

3 結(jié)論

根據(jù)大霧或大風(fēng)形成的典型的天氣形勢場或要素場分析，應(yīng)用數(shù)值預(yù)報模式對大霧或大風(fēng)進(jìn)行預(yù)報分析，可以提高預(yù)測的準(zhǔn)確性和客觀性，對氣象服務(wù)和防災(zāi)減災(zāi)工作的開展具有重要意義。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 劉紅年，胡榮章，張美根.城市灰霾數(shù)值預(yù)報模式的建立與應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)研究，2009（6）：631-636.

[2] 紀(jì)立人，陳嘉濱，張道民，等.數(shù)值預(yù)報模式動力框架發(fā)展的若干問題綜述[J].大氣科學(xué)，2005（1）：120-130.

[3] 袁金南，王在志，薛紀(jì)善.廣州區(qū)域數(shù)值預(yù)報模式并行化計算[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2004（5）：556-563.

[4] 凌鐵軍，張?zhí)N斐，楊學(xué)聯(lián)，等.中尺度數(shù)值預(yù)報模式（MM5）在海面風(fēng)場預(yù)報中的應(yīng)用[J].海洋預(yù)報，2004（4）：1-9.

[5] 吳培木.中國東南海岸臺風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報模式[J].海洋學(xué)報（中文版），1983（3）：273-283.