喬舒婷,武麥鳳,2

(1.渭南市氣象局，陜西渭南 714000；2.陜西省氣象局秦嶺和黃土高原生態(tài)環(huán)境氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710016)

渭河流域地貌復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境脆弱，在降雨集中的6—8月常出現(xiàn)歷時(shí)短、強(qiáng)度大、局地性強(qiáng)的中尺度暴雨，易引發(fā)洪水、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，威脅人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，渭河流域暴雨研究引起了氣象學(xué)者的高度關(guān)注[1]。近年來，為了提高渭河流域暴雨預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，提高氣象防災(zāi)減災(zāi)能力，氣象工作者對(duì)渭河流域典型中尺度暴雨天氣過程以及暴雨形成機(jī)理做了大量分析[2-7]和研究[8-13]，發(fā)現(xiàn)渭河流域獨(dú)特的地形對(duì)產(chǎn)生暴雨的中尺度對(duì)流系統(tǒng)(MCS)的發(fā)展起到了積極作用[14]。武麥鳳等[15-16]利用常規(guī)高空、地面觀測(cè)資料分析歸納出渭河流域遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨和中尺度暴雨的概念模型，明確了渭河流域中尺度暴雨的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)中尺度暴雨的影響系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)配置、演變規(guī)律、落區(qū)特點(diǎn)等確定了包括干侵入型、西南氣流型、干鋒生型和暖干型4類中尺度暴雨概念模型[16]。但是在實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用中，用實(shí)況資料歸納總結(jié)形成的概念模型，受到氣象觀測(cè)頻次和空間尺度的限制，只能做出近0～12 h中尺度暴雨的潛勢(shì)預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)時(shí)效和預(yù)報(bào)的精細(xì)程度受到了相應(yīng)的限制。隨著數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品可用性的不斷提高，預(yù)報(bào)實(shí)踐中準(zhǔn)確率和實(shí)用性較高的EC-thin資料可用性已經(jīng)達(dá)到了7 d。如果把EC-thin資料應(yīng)用于中尺度暴雨概念模型中，將大大提高中尺度暴雨的預(yù)報(bào)時(shí)效和預(yù)報(bào)的時(shí)空精細(xì)化程度。本文試著將前期的研究成果應(yīng)用于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品中，在一定程度上能夠傳承預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，提高數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的本地化應(yīng)用程度。

本文選取2019年渭河流域3次中尺度暴雨天氣過程(2019年8月3日、8月6日、8月9日)，利用EC-thin風(fēng)場(chǎng)、高度場(chǎng)、物理量場(chǎng)等3 h間隔預(yù)報(bào)資料對(duì)3次過程逐次進(jìn)行中尺度分析，形成EC-thin資料的影響系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)配置圖，按照實(shí)況概念模型和物理量閾值指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，形成暴雨落區(qū)。最終通過實(shí)況觀測(cè)資料對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)論進(jìn)行檢驗(yàn)分析：一方面檢驗(yàn)EC-thin資料在中尺度暴雨預(yù)報(bào)中的誤差和該資料在概念模型中的可用性；另一方面分析誤差產(chǎn)生的原因，研究訂正方法，得出對(duì)中尺度暴雨預(yù)報(bào)有指導(dǎo)意義的結(jié)論。

1 3次過程概況

2019年8月，渭河流域出現(xiàn)了3次范圍較大、強(qiáng)度較強(qiáng)的中尺度暴雨天氣過程，分別是8月3日(簡(jiǎn)稱“8·3”、第1次，下同)、8月6日(簡(jiǎn)稱“8·6”、第2次，下同)、8月9日(簡(jiǎn)稱“8·9”、第3次，下同)。第1次暴雨過程(圖1a)從3日凌晨開始，主要降水時(shí)段為3日02時(shí)到08時(shí)，較強(qiáng)降水主要分布在渭河中游偏北地區(qū)，降水量分布不均，最大降水中心在銅川宜君，24 h降水量為65.8 mm，最大雨強(qiáng)為22.9 mm/h。陜南的東部和西部出現(xiàn)了分散性強(qiáng)降水。第2次暴雨過程(圖1b)總體強(qiáng)度比第1次強(qiáng)降水過程要弱，其主要降雨時(shí)段為6日04時(shí)到08時(shí)，渭河流域的強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在關(guān)中東部，最大降水量為合陽(yáng)45.8 mm，最大雨強(qiáng)為29.4 mm/h。第3次暴雨過程(圖1c)的強(qiáng)降水時(shí)段為9日04時(shí)到09時(shí)，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在渭河中下游的西安和渭南中南部，最大降雨量為西安藍(lán)田103.3 mm，最大雨強(qiáng)為57.4 mm/h。

分析3次強(qiáng)降水過程的逐小時(shí)雨量變化可知，3次過程雨強(qiáng)≥20 mm/h的短時(shí)強(qiáng)降水均持續(xù)2 h以上，都屬于對(duì)流性質(zhì)的短時(shí)強(qiáng)降水。根據(jù)文獻(xiàn)[16]的定義，這3次過程都屬于渭河流域中尺度暴雨天氣過程。

該圖為審圖號(hào) GS(2019)1719號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。圖1 2019年8月渭河流域3次中尺度暴雨過程降水量分布(時(shí)間為20—20時(shí)；a 3日，b 6日，c 9日)

從以上的分析還可以看出，3次中尺度暴雨過程的主要降水時(shí)段均出現(xiàn)在凌晨到上午前，相對(duì)大降水區(qū)分布在渭河流域中下游，即陜西關(guān)中中東部。相對(duì)而言，第3次暴雨過程降雨總量、小時(shí)雨強(qiáng)及影響范圍均最大。第2次降水過程降雨總量及分布范圍均最小。另外，3次暴雨過程中，陜南都出現(xiàn)了較大范圍的暴雨天氣過程。由于本文所應(yīng)用的概念模型是基于渭河流域研究的，因此只做渭河流域中尺度暴雨方面的分析和檢驗(yàn)，對(duì)于陜南的暴雨不作過多分析。

2 3次過程的中尺度分析

2.1 “8·3”過程

2019年8月2日20時(shí)500 hPa圖(圖略)上，中高緯度呈“兩槽一脊”型，高壓脊位于貝加爾湖附近，中緯度甘肅中東部到陜西中南部有一寬廣的淺槽，槽線北部位于榆中，槽線南部經(jīng)過武都，陜西關(guān)中以南大部分地方位于低壓槽前，受584 dagpm控制。低緯度西太平洋副熱帶高壓(簡(jiǎn)稱副高，下同)西伸脊點(diǎn)位于(120°E，33°N)附近，海南及其沿海有登陸臺(tái)風(fēng)“韋帕”向北偏西方向移動(dòng)。700 hPa圖上，在甘肅、四川和陜西三省交界處有一低壓環(huán)流，陜西中南部為低壓環(huán)流前部一致的偏南風(fēng)；臺(tái)風(fēng)外圍的西南暖濕氣流經(jīng)彬州、恩施、紫陽(yáng)等地一直延伸至陜西關(guān)中中東部，給陜西關(guān)中中東部輸送了充沛的水汽。850 hPa圖上，有從副高外圍經(jīng)徐州、鄭州輸送到陜西關(guān)中北部的一條東風(fēng)氣流，也有一條從東海經(jīng)阜陽(yáng)、南陽(yáng)等地到達(dá)陜西南部的東風(fēng)氣流，這支東風(fēng)氣流從副高外圍帶來的水汽和能量，進(jìn)一步補(bǔ)充了渭河流域中低層的水汽輸送，中低層充沛的水汽輸送導(dǎo)致了關(guān)中中東部充足的水汽含量，在關(guān)中北部形成了一條干線，干線前后溫度露點(diǎn)差的差值≥11 ℃。地面圖上，2日23時(shí)，850 hPa干線下方有一條風(fēng)向輻合線，短時(shí)強(qiáng)降水的落區(qū)就出現(xiàn)在干線和地面輻合線附近。

圖2a綜合展示了上述影響系統(tǒng)的配置情況，可以看出本次強(qiáng)降水過程前，584 dagpm線控制了陜西大部分地方，850～500 hPa上關(guān)中大部分地方濕度較小，即渭河流域中低層是暖干環(huán)境，結(jié)合中尺度暴雨概念模型得知本次過程屬于暖干型。500 hPa西風(fēng)槽是強(qiáng)降水過程的主要影響系統(tǒng)，700 hPa來自臺(tái)風(fēng)外圍高能高濕的暖濕氣流給降水區(qū)提供了充沛水汽和足夠的能量，850 hPa來自副高外圍的東風(fēng)氣流在一定程度上補(bǔ)充了關(guān)中中東部低層的水汽和能量，850 hPa干線和地面輻合線是本次中尺度暴雨的觸發(fā)機(jī)制。

該圖為審圖號(hào) GS(2019)3082號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。藍(lán)色實(shí)線(箭頭)為500 hPa等高線(顯著氣流)，褐色實(shí)線為500 hPa槽線，黃色實(shí)線為700 hPa等高線，褐色箭頭(雙實(shí)線)為700 hPa顯著氣流(切變線)，紅色雙實(shí)線(箭頭)為850 hPa切變線(顯著氣流)，綠色鋸齒為850 hPa濕區(qū)，黃色鋸齒為500 hPa干區(qū)，黃色虛線為t(850-500)≥25 ℃區(qū)域，紅色空心虛線為850 hPa干線，黑色斷線為地面輻合線，綠色陰影區(qū)為暴雨區(qū)。圖2 2019年8月渭河流域3次暴雨過程中尺度分析(a 2日20時(shí)；b 5日20時(shí)；c 8日20時(shí))

2.2 “8·6”過程

2019年8月5日20時(shí)500 hPa圖(圖略)上，歐亞高緯度呈“兩槽一脊”型。高壓脊位于新疆以北，脊前有一低渦從貝加爾湖南部一直延伸到陜西榆林北部，中緯度陜西關(guān)中北部有一低壓槽，位于銅川、寶雞一線。槽前有從重慶沙坪壩經(jīng)陜南的漢中和安康延伸到關(guān)中中部≥16 m/s的西南急流，陜南到關(guān)中有明顯風(fēng)速輻合，125°E以東東海和黃海海域分別有一臺(tái)風(fēng)向北移動(dòng)，北部的臺(tái)風(fēng)中心位于32°N附近，其外圍的東風(fēng)氣流從東海延伸到內(nèi)陸。表現(xiàn)在850 hPa圖上，從東海經(jīng)阜陽(yáng)、南陽(yáng)到河南盧氏為一致的東風(fēng)氣流，沿黃河經(jīng)鄭州也有向陜西關(guān)中的東風(fēng)氣流輻合，東風(fēng)氣流的風(fēng)速都不大，但這一東風(fēng)氣流來自東部海面，持續(xù)不斷地輸送在一定程度上給降水區(qū)補(bǔ)充了水汽和能量。700 hPa圖上，在延安、榆中與崆峒之間有一條橫向切變線，切變線前850 hPa有明顯的干線存在，干線前后的露點(diǎn)差≥15 ℃。5日23時(shí)地面天氣圖(圖略)上陜西關(guān)中東部有一明顯的風(fēng)向輻合線，該輻合線位于700 hPa干線前部。暴雨落區(qū)位于500 hPa槽前，700 hPa切變線、干線，地面輻合線重疊區(qū)域以及850 hPa東風(fēng)氣流的輻合區(qū)內(nèi)。

圖2b展示了上述影響系統(tǒng)的綜合配置情況，可以看出本次過程主要發(fā)生在500 hPa西南氣流控制時(shí)段內(nèi)，結(jié)合渭河流域中尺度暴雨概念模型分析認(rèn)為本次過程屬于西南氣流型。500 hPa槽前強(qiáng)盛的西南氣流是本次短時(shí)強(qiáng)降水的主要影響系統(tǒng)，700 hPa切變線是短時(shí)強(qiáng)降水的動(dòng)力抬升機(jī)制，850 hPa來自臺(tái)風(fēng)外圍的東風(fēng)氣流為短時(shí)強(qiáng)降水提供了水汽和能量，850 hPa干線和地面輻合線是本次過程的觸發(fā)機(jī)制。

2.3 “8·9”過程

2019年8月8日20時(shí)500 hPa高空?qǐng)D上，歐亞中高緯度呈“兩脊一槽”型，貝湖附近有一低渦，低渦槽延伸至寧夏中寧—蘭州—合作一線，陜西關(guān)中大部分地方處于西西南氣流中，東部海面上副高的西伸脊點(diǎn)位于(120°E，33°N)附近，臺(tái)風(fēng)“利奇馬”中心位于臺(tái)灣附近。700 hPa在甘肅崆峒到延安、西安有切變線，850 hPa切變線與700 hPa切變線位置基本重合，西安東部和渭南位于切變線前部，700 hPa及850 hPa有從副高和臺(tái)風(fēng)外圍延伸至陜西關(guān)中東部的顯著東風(fēng)，為短時(shí)強(qiáng)降水提供了充足的水汽條件。地面圖上，白水、澄城與大荔、臨潼之間有一明顯的地面輻合線，隨著地面輻合線的南壓，強(qiáng)降水就出現(xiàn)在地面輻合線附近。

圖2c綜合展示了本次短時(shí)強(qiáng)降水過程的主要影響系統(tǒng)的配置情況?？梢钥闯?，本次強(qiáng)降水區(qū)主要位于700 hPa和850 hPa切變線前側(cè)大約0～150 km處，低層濕舌(區(qū))與高層干舌重疊區(qū)域內(nèi)，結(jié)合中尺度暴雨概念模型得知本次過程屬于干鋒生型。700 hPa和850 hPa的切變線為短時(shí)暴雨提供了強(qiáng)的動(dòng)力抬升作用，從臺(tái)風(fēng)外圍輸送到關(guān)中東部的顯著東風(fēng)(但風(fēng)速?zèng)]有達(dá)到急流標(biāo)準(zhǔn))為短時(shí)強(qiáng)降水提供了水汽和能量，增強(qiáng)了降水效率和降水強(qiáng)度，地面輻合線是本次暴雨過程的觸發(fā)機(jī)制。

對(duì)比3次中尺度暴雨過程的形成機(jī)理，700 hPa的切變線都是中尺度暴雨的抬升機(jī)制，850 hPa干線或者地面輻合線是中尺度暴雨的觸發(fā)機(jī)制。3次暴雨均有臺(tái)風(fēng)和副高的參與，不同的是第1次和第3次暴雨有從臺(tái)風(fēng)和副高外圍延伸到關(guān)中東部的西南急流或者顯著東風(fēng)為暴雨區(qū)輸送水汽和能量，降水效率高，持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，降水總量大；而第2次暴雨的水汽主要來自500 hPa的西南急流，低層只有較弱的東風(fēng)氣流從臺(tái)風(fēng)附近延伸到了關(guān)中東部，相對(duì)另外兩次暴雨，這次過程的降水強(qiáng)度小，持續(xù)時(shí)間短，說明有從海南和臺(tái)灣附近登陸臺(tái)風(fēng)參與的渭河流域遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨降水效率更高，強(qiáng)度更大。

3 EC-thin資料中尺度分析和物理量指標(biāo)應(yīng)用

對(duì)3次暴雨過程中EC-thin資料預(yù)報(bào)場(chǎng)進(jìn)行中尺度分析，并按照實(shí)況概念模型和物理量指標(biāo)(這里主要分析代表大氣熱力不穩(wěn)定的Ki指數(shù)和對(duì)流有效位能CAPE值)進(jìn)行檢驗(yàn)分析。3次過程所用的資料均為強(qiáng)降水出現(xiàn)前，預(yù)報(bào)員做預(yù)報(bào)時(shí)能夠用到的最新時(shí)次EC-thin資料的預(yù)報(bào)場(chǎng)，所對(duì)應(yīng)的暴雨落區(qū)均為未來24 h的暴雨預(yù)報(bào)落區(qū)。共分析2個(gè)時(shí)次，一個(gè)是與實(shí)況中尺度分析一致的時(shí)次，另外一個(gè)為強(qiáng)降水開始的時(shí)間。

3.1 “8·3”過程

將EC-thin資料2019年8月1日20時(shí)起報(bào)的24 h(圖3a)和27 h(圖3b)預(yù)報(bào)場(chǎng)與實(shí)況中尺度分析比較得知，24 h預(yù)報(bào)場(chǎng)上，500 hPa副高南界略偏南1個(gè)緯距，臺(tái)風(fēng)和中緯度槽線位置預(yù)報(bào)與實(shí)況基本相符。700 hPa低空急流的位置預(yù)報(bào)有偏差，實(shí)況是臺(tái)風(fēng)外圍的東南風(fēng)暖濕氣流在環(huán)流形勢(shì)的配置下，形成了低空急流延伸到了關(guān)中東部。預(yù)報(bào)場(chǎng)上的低空急流則是延伸到陜西關(guān)中西部，預(yù)報(bào)相對(duì)實(shí)況場(chǎng)偏西2個(gè)經(jīng)距。低空急流預(yù)報(bào)的偏差直接導(dǎo)致了強(qiáng)降水落區(qū)的偏差，隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的延長(zhǎng)，EC-thin對(duì)低空急流的位置進(jìn)行了調(diào)整，27 h的預(yù)報(bào)場(chǎng)上，低空急流的初始位置已經(jīng)調(diào)整到了臺(tái)風(fēng)外圍，但低空急流的末端位置依然在關(guān)中西部。850 hPa預(yù)報(bào)場(chǎng)上，干線和東風(fēng)急流的末端位置預(yù)報(bào)基本正確，但預(yù)報(bào)場(chǎng)上華北的低壓環(huán)流在實(shí)況上表現(xiàn)不明顯，也正是因?yàn)檫@個(gè)低壓環(huán)流預(yù)報(bào)偏強(qiáng)導(dǎo)致與實(shí)況場(chǎng)相比，850 hPa東風(fēng)急流預(yù)報(bào)強(qiáng)度偏弱、位置偏北。對(duì)比8月2日20時(shí)EC-thin中尺度分析中各影響系統(tǒng)的位置誤差，對(duì)27 h(即2日23時(shí))EC-thin的各影響系統(tǒng)進(jìn)行訂正。結(jié)合文獻(xiàn)[16]中概念模型的暴雨落區(qū)，將EC-thin的暴雨落區(qū)向東移動(dòng)1～2個(gè)經(jīng)距，移動(dòng)后的暴雨落區(qū)相對(duì)實(shí)況依然偏北，這與預(yù)報(bào)場(chǎng)上位于華北的小高壓環(huán)流預(yù)報(bào)弱，顯著東風(fēng)偏北有關(guān)。

該圖為審圖號(hào) GS(2019)3082號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。藍(lán)色實(shí)線為500 hPa高度線，褐色實(shí)線為500 hPa槽線，褐色箭頭(雙實(shí)線)為700 hPa顯著氣流(切變線)，紅色箭頭(雙實(shí)線)為850 hPa顯著氣流(切變線)，綠色鋸齒為700或850 hPa濕區(qū)，紅色空虛線為850 hPa干線，綠色陰影區(qū)為暴雨區(qū)。圖3 EC-thin 2019-08-01T20起報(bào)24 h和27 h預(yù)報(bào)中尺度分析

分析EC-thin對(duì)流降水量預(yù)報(bào)得知，模式預(yù)報(bào)的強(qiáng)對(duì)流天氣落區(qū)與累計(jì)降水量的大降水區(qū)域分布一致，對(duì)關(guān)中東部的對(duì)流性降水有體現(xiàn)，但預(yù)報(bào)最大降水量為16 mm，沒有預(yù)報(bào)更強(qiáng)降水，同樣對(duì)于水汽通量和整層可降水量的預(yù)報(bào)也是偏西，這與前面分析的環(huán)流形勢(shì)的預(yù)報(bào)相匹配。利用EC-thin的物理量場(chǎng)對(duì)降水預(yù)報(bào)進(jìn)行診斷分析得知：首先，模式預(yù)報(bào)CAPE大值區(qū)(圖略)與預(yù)報(bào)的強(qiáng)降水落區(qū)沒有很好的一致性，而模式預(yù)報(bào)CAPE大值區(qū)(≥800 J/kg)與實(shí)況強(qiáng)降水落區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系良好；其次，Ki指數(shù)大值區(qū)的預(yù)報(bào)范圍比較大，模式預(yù)報(bào)降水落區(qū)和實(shí)況降水落區(qū)都在Ki指數(shù)預(yù)報(bào)的大值區(qū)內(nèi)，大值中心Ki指數(shù)預(yù)報(bào)值≥40 ℃，分析0～27 h逐3 h Ki指數(shù)的演變情況得知，實(shí)況強(qiáng)降水的落區(qū)均處于Ki指數(shù)預(yù)報(bào)的大值區(qū)內(nèi)。

綜上分析，對(duì)EC-thin資料進(jìn)行中尺度分析，并在實(shí)況中尺度分析的基礎(chǔ)上對(duì)誤差較大的影響系統(tǒng)進(jìn)行訂正，結(jié)合中尺度暴雨概念模型進(jìn)行對(duì)比判斷落區(qū)，可以對(duì)EC模式的強(qiáng)降水落區(qū)做出一定調(diào)整和訂正，再加上物理量場(chǎng)的分析和再訂正，強(qiáng)降水落區(qū)基本可以做到不漏報(bào)，但會(huì)有較大范圍的空?qǐng)?bào)。

3.2 “8·6”過程

將EC-thin 8月4日20時(shí)起報(bào)的24 h(5日20時(shí)，圖4a)和30 h(6日02時(shí)，圖4b)預(yù)報(bào)場(chǎng)的中尺度分析與實(shí)況中尺度分析進(jìn)行對(duì)比可以看出，本次過程的主要影響系統(tǒng)在預(yù)報(bào)場(chǎng)上都有體現(xiàn)，但EC-thin 5日20時(shí)500 hPa西風(fēng)槽、槽前對(duì)應(yīng)的西南氣流、700 hPa切變線位置預(yù)報(bào)偏西1～2個(gè)經(jīng)距，850 hPa干線位置預(yù)報(bào)偏南1～2個(gè)緯距，因此，大降水區(qū)預(yù)報(bào)偏西1～2個(gè)緯距，偏南1～2個(gè)緯距。對(duì)比文獻(xiàn)[16]的中尺度暴雨概念模型的落區(qū)，根據(jù)實(shí)況中尺度分析判斷EC-thin資料的誤差，按照EC-thin預(yù)報(bào)場(chǎng)的移動(dòng)速度，對(duì)主要影響系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整之后，降水落區(qū)可以向東調(diào)整1～2個(gè)經(jīng)距，預(yù)報(bào)基本能做到不漏報(bào)。

分析EC-thin 的CAPE預(yù)報(bào)場(chǎng)(圖略)，并與模式本身的降水預(yù)報(bào)落區(qū)進(jìn)行對(duì)比分析得知，對(duì)陜南大降水區(qū)，該模型預(yù)報(bào)5日20時(shí)CAPE大值區(qū)與強(qiáng)降水落區(qū)有很好的一致性；而對(duì)關(guān)中的大降水區(qū)，預(yù)報(bào)的CAPE大值區(qū)(≥800 J/kg)與實(shí)況強(qiáng)降水落區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不一致。隨著降水時(shí)效的臨近，預(yù)報(bào)的CAPE大值區(qū)向東偏北方向移動(dòng)，6日02時(shí)整個(gè)關(guān)中的CAPE預(yù)報(bào)值均較大(≥800 J/kg)，但預(yù)報(bào)場(chǎng)上CAPE預(yù)報(bào)的大值中心與強(qiáng)降水區(qū)域不重合。Ki指數(shù)預(yù)報(bào)分析也有類似的結(jié)論，大值中心的Ki指數(shù)≥40 ℃。對(duì)EC-thin對(duì)流降水量的預(yù)報(bào)分析得知，雖然模式預(yù)報(bào)的能量較大，但對(duì)關(guān)中東部的對(duì)流性降水出現(xiàn)漏報(bào)。水汽上，實(shí)況的大降水落區(qū)也沒有預(yù)報(bào)出明顯的水汽輻合和水汽輸送，說明EC-thin對(duì)本次過程的對(duì)流性沒有明確的預(yù)報(bào)。

該圖為審圖號(hào) GS(2019)3082號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。褐色實(shí)線為500 hPa槽線，褐色雙實(shí)線為700 hPa切變線，紅色雙實(shí)線為850 hPa切變線，藍(lán)色箭頭為500 hPa顯著氣流，綠色鋸齒為700或850 hPa濕區(qū)，綠色陰影區(qū)為暴雨區(qū)。圖4 EC-thin 2019-08-04T20起報(bào)24 h和30 h預(yù)報(bào)中尺度分析

3.3 “8·9”過程

將2019年8月7日20時(shí)起報(bào)24 h(8日20時(shí)，圖5a)和36 h(9日08時(shí)，圖5b)預(yù)報(bào)場(chǎng)的影響系統(tǒng)配置情況與實(shí)況進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，8日20時(shí)500 hPa槽線與實(shí)況位置基本一致，700 hPa和850 hPa切變線的北段與實(shí)況位置相當(dāng)，但在實(shí)況場(chǎng)上700 hPa和850 hPa切變線都是西北—東南走向，而預(yù)報(bào)場(chǎng)兩層切變線都是南北走向，兩層切變線的南端預(yù)報(bào)場(chǎng)較實(shí)況場(chǎng)偏西2～3個(gè)緯距、偏北0.5～1.0個(gè)緯距。東部沿海的臺(tái)風(fēng)和副高位置預(yù)報(bào)與實(shí)況基本相符，中低層臺(tái)風(fēng)和副高之間東風(fēng)氣流預(yù)報(bào)也比較接近實(shí)況。隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的延長(zhǎng)，中低層切變線略有東移，其南端的位置略向東調(diào)整，但仍然偏西0.5～1.0個(gè)緯距，偏北0.5個(gè)緯距左右。因此，本次過程預(yù)報(bào)的強(qiáng)降水落區(qū)比實(shí)況位置偏西大約0.5～1.0個(gè)緯距，偏北大約0.5個(gè)緯距，量級(jí)預(yù)報(bào)與實(shí)況量級(jí)接近。對(duì)比實(shí)況，將EC-thin中尺度分析的影響系統(tǒng)進(jìn)行訂正，按照模式的移動(dòng)速度重新分析配置后，對(duì)比文獻(xiàn)[16]的中尺度概念模型的落區(qū)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)訂正后的暴雨落區(qū)與模式的降水預(yù)報(bào)落區(qū)基本一致。

分析EC-thin 的CAPE預(yù)報(bào)場(chǎng)(圖略)，并與模式本身的降水預(yù)報(bào)落區(qū)進(jìn)行對(duì)比得知，本次強(qiáng)降水過程中，模式預(yù)報(bào)8日20時(shí)至9日08時(shí)CAPE大值區(qū)與強(qiáng)降水落區(qū)都有很好的一致性。在實(shí)況大降水區(qū)域，也有預(yù)報(bào)CAPE大值區(qū)(≥800 J/kg)存在，但大值中心與強(qiáng)降水區(qū)域不重合。Ki指數(shù)預(yù)報(bào)分析也有類似的結(jié)論，預(yù)報(bào)的Ki指數(shù)大值中心≥40 ℃。分析EC-thin對(duì)流降水量預(yù)報(bào)得知，本次過程模式對(duì)關(guān)中東部的對(duì)流性降水預(yù)報(bào)比較成功，預(yù)報(bào)的最大3 h降水量為26 mm，位于蒲城與大荔之間。這個(gè)強(qiáng)度與實(shí)況相比明顯偏小，但在面上雨量相對(duì)較小的情況下，個(gè)別站點(diǎn)的強(qiáng)降水給預(yù)報(bào)員的判斷敲響了警鐘，強(qiáng)降水落區(qū)預(yù)報(bào)很成功。本次水汽條件的預(yù)報(bào)也比較成功，實(shí)況的大降水落區(qū)在水汽通量散度的預(yù)報(bào)場(chǎng)上有明顯的水汽輻合，輻合中心最大值≤-44×10-6g/(cm2·hPa·s)，位置與實(shí)況強(qiáng)降水的落區(qū)基本一致。

該圖為審圖號(hào) GS(2019)3082號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。藍(lán)色(褐色)實(shí)線為500 hPa高度線(槽線)，褐色雙實(shí)線為700 hPa切變線，紅色雙實(shí)線(箭頭)為850 hPa切變線(顯著氣流)，綠色鋸齒為700或850 hPa濕區(qū)，黃色鋸齒為500 hPa干區(qū)，綠色陰影區(qū)為暴雨區(qū)。圖5 EC-thin 2019-08-07T20起報(bào)24 h和36 h預(yù)報(bào)中尺度分析

通過3次過程對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，EC-thin對(duì)降水落區(qū)預(yù)報(bào)均偏西偏北。對(duì)比實(shí)況中尺度分析圖和EC-thin預(yù)報(bào)場(chǎng)的中尺度分析圖得知，EC-thin對(duì)低空急流的預(yù)報(bào)習(xí)慣性偏西，而且大概率都是從(110°E，30°N)附近開始預(yù)報(bào)偏西，該位置附近地形較低，南靠巫山，西北緊鄰大巴山，東北方向有武夷山，地勢(shì)高低錯(cuò)落。當(dāng)?shù)涂占绷鹘?jīng)過該處時(shí)，根據(jù)來向的不同，西行北上受到山體的阻擋，其強(qiáng)度和路徑都會(huì)發(fā)生不同的變化，預(yù)報(bào)難度較大。另外，EC-thin對(duì)東風(fēng)顯著氣流(急流)的預(yù)報(bào)位置偏北，這可能與東部來的氣流受到太行山，甚至呂梁山的阻擋有關(guān)。經(jīng)過對(duì)EC-thin進(jìn)行中尺度分析，結(jié)合實(shí)況中尺度分析對(duì)影響系統(tǒng)進(jìn)行訂正，結(jié)合中尺度暴雨概念模型的暴雨落區(qū)和模式物理量場(chǎng)的訂正，第1次和第3次暴雨落區(qū)有比較好的改善；而第2次暴雨沒有得到較好的訂正，這可能是在西南氣流型中，中層的水汽條件較好，但低層水汽條件、抬升條件相對(duì)較差，對(duì)流性相對(duì)較弱，模式對(duì)這種弱對(duì)流性預(yù)報(bào)不足。

4 結(jié)論與討論

(1)EC-thin資料在渭河流域中尺度暴雨概念模型中是可用的，運(yùn)用實(shí)況中尺度分析對(duì)EC-thin的影響系統(tǒng)進(jìn)行訂正后采用中尺度概念模型判斷暴雨落區(qū)，對(duì)部分強(qiáng)降水落區(qū)的訂正效果較好；另外，EC-thin資料容易對(duì)低空西南風(fēng)急流預(yù)報(bào)偏西1～2個(gè)經(jīng)距，東風(fēng)急流預(yù)報(bào)偏北1～2個(gè)緯距，實(shí)際業(yè)務(wù)中可以繼續(xù)關(guān)注EC-thin對(duì)于低空急流位置預(yù)報(bào)的偏差。

(2)2019年強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)中，EC-thin對(duì)西南氣流型暴雨的預(yù)報(bào)，無論是強(qiáng)對(duì)流性質(zhì)，還是系統(tǒng)配置或者是物理量場(chǎng)的預(yù)報(bào)都存在一定的偏差，可以結(jié)合結(jié)論(1)對(duì)影響系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整后，對(duì)降水預(yù)報(bào)進(jìn)行訂正；對(duì)于干鋒生型暴雨降水落區(qū)的預(yù)報(bào)，可以對(duì)EC-thin資料進(jìn)行中尺度分析，結(jié)合物理量預(yù)報(bào)的大值中心、大值區(qū)演變的情況以及調(diào)整后的低空急流位置等對(duì)降水落區(qū)進(jìn)行綜合研判后再進(jìn)行訂正。

(3)EC-thin強(qiáng)對(duì)流降水預(yù)報(bào)資料中，在面上量級(jí)相對(duì)較小的情況下，個(gè)別站點(diǎn)的強(qiáng)降水預(yù)報(bào)應(yīng)該引起預(yù)報(bào)員的關(guān)注和再分析，這對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣中中尺度暴雨落區(qū)的預(yù)報(bào)有一定的積極意義。