烏海市一次降水漏報過程分析

康晟煒　楊紅子

摘要：通過對2014年6月5日烏海市的一次降水漏報過程進行綜合分析，著重分析此次對流性降水天氣過程漏報的原因，提出未來在預(yù)報類似對流性降水須注意的幾個預(yù)報著眼點。結(jié)果表明，對天氣系統(tǒng)移動和演變判斷是否正確是預(yù)報成敗的核心，對陣性降水的預(yù)報要充分考慮近地層水汽條件、垂直運動和不穩(wěn)定能量等因素，對天氣過程的物理過程要多加分析。

關(guān)鍵詞：天氣學(xué)；漏報；原因；陣性降水

中圖分類號：S161.6 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-155-02

隨著數(shù)值預(yù)報的逐步發(fā)展，預(yù)報員對于系統(tǒng)性天氣過程的預(yù)報準確率均較好，但對于局地短時陣性的小量級的降水過程還缺乏有效預(yù)報方法，有待進一步研究。2014年6月5日19：00～6日02：00，烏海發(fā)生局地陣性降水過程，降水量為8.2 mm，最大小時雨量為2.9 mm。全市范圍內(nèi)降水過程呈現(xiàn)南北多、中間少的分布情況。此次降水過程沒有得到有效預(yù)報，在氣象信息廣受關(guān)注的時代，此次降水的漏報產(chǎn)生了較為惡劣的影響[1]。筆者在此著重分析了這次對流性降水天氣過程的漏報原因，以期為今后在類似天氣過程的預(yù)報提供啟示。

1 環(huán)流形勢分析

1.1 500 hPa環(huán)流形勢 6月5日08：00 500 hPa東亞地區(qū)為一槽一脊型，中亞地區(qū)的深槽延伸至東亞地區(qū)，并在朝鮮半島進一步加深，渦的底部發(fā)展至30°N以南地區(qū)；在烏海市上游，新疆東部以及甘肅中部有2個淺槽；貝湖北部存在一個弱的高壓脊，烏海市北部沿40°N存在高空急流。大氣斜壓性不明顯，溫度場與高度場交角較小，對于新疆東部和甘肅中部的淺槽溫度場落后于高度場，有利于淺槽的進一步發(fā)展，烏海市上游有弱的冷平流。20：00（圖1），系統(tǒng)東移南壓，甘肅中部淺槽向南發(fā)展，新疆東部淺槽東移至內(nèi)蒙古自治區(qū)西部地區(qū)，沿40°N高空急流維持。6日08：00，甘肅中部的淺槽減弱消失，新疆東部淺槽加深東移出烏海市?？偟膩碚f高空呈多波動槽形式，發(fā)源于新疆東部的淺槽東移是造成烏海市降水的主要系統(tǒng)。

1.2 700 hPa環(huán)流形勢 6月5日08：00 700 hPa烏海市處于高壓后部受暖脊控制，高空切變不明顯且風(fēng)速較小，大氣斜壓性較弱；20：00高空切變位于烏海市，但切變寬且淺（圖2）。溫度場上，烏海市位于槽前，溫度即將下降。切變和降溫共同作用造成水汽聚集凝結(jié)是此次降水發(fā)生的原因之一。6日08：00 700 hPa切變移出烏海市，降水基本結(jié)束。

1.3 海平面氣壓場形勢 6月5日08：00在貝湖南部有一個1 015.0 hPa的高壓中心，在內(nèi)蒙古自治區(qū)西部和甘肅中部有一個1 005.0 hPa的低壓中心，且有地面倒槽生成，在內(nèi)蒙古自治區(qū)中部和山西大部有一個1 007.5 hPa的小高壓活動，這樣就形成了堵塞形式，2個高壓阻擋在地面倒槽的北部和東部，使地面倒槽在大體上在內(nèi)蒙古自治區(qū)西部維持并向東南方向發(fā)展，自4日20：00～5日14：00均維持這樣的形勢。5日17：00內(nèi)蒙古自治區(qū)東部山西大部的高壓分裂減弱，其中心值為1 002.5 hPa。開放了地面倒槽的東移通道，內(nèi)蒙古自治區(qū)西部、新疆東部又有一個中心為1 010.0 hPa的高壓生成加強，促使地面倒槽東移。地面場上，于5日20：00在內(nèi)蒙古自治區(qū)西部直到青海東部的廣大地區(qū)形成地面鋒區(qū)，鋒區(qū)東移是造成此次降水的另一個原因。伴隨鋒區(qū)東移，烏海市于6日05：00處于鋒后偏西氣流控制，降水過程基本結(jié)束。

2 物理量場分析

2.1 水汽條件

2.1.1 相對濕度和比濕。6月5日08：00 500 hPa相對濕度為30%～40%，700 hPa相對濕度為30%～40%，850 hPa相對濕度為40%～50%；500 hPa比濕≤2 g/kg，700 hPa比濕≤4 g/kg，850 hPa≥6 g/kg。5日20：00水汽條件有所改善，但改善幅度不大，各模式預(yù)報水汽條件也沒有達到預(yù)報指標，整體來說整層水汽不夠充沛，但相對于高層大氣，近地層水汽條件較好，有可能產(chǎn)生局地中小尺度的陣性降水。整個過程中，沒有高空急流造成濕舌，水汽條件不夠充分。但從整層的水汽剖面圖中發(fā)現(xiàn)，在750 hPa附近出現(xiàn)了干侵入，有利于對流的發(fā)展。

2.1.2 水汽通量散度。

6月5日08：00 500 hPa、700 hPa水汽通量散度均為水汽通量輻散狀態(tài)，但850 hPa為水汽通量弱輻合區(qū)，反映了低層大氣水汽較為充分，對降水提供有力的水汽條件，水汽輻合中心值為-10 g/（cm2·hPa·s），低層濕、高層干的層結(jié)結(jié)構(gòu)也有利于對流的發(fā)展，造成局地陣性降水過程，重點關(guān)注近地層的水汽變化對局地降水有著重要意義。

2.2 動力抬升條件

2.2.1 垂直速度。

6月5日20：00整層大氣為上升運動，上升運動中心位于600 hPa。強烈的上升運動是產(chǎn)生降水的必要條件，降水中心往往位于垂直運動中心區(qū)或中心區(qū)附近的等值線密集區(qū)；到6日08：00，垂直運動中心數(shù)值下降，形勢開始轉(zhuǎn)為下沉運動，降水停止。

2.2.2 渦度場。

5日08：00正渦度中心位于烏海市上游地區(qū)，700 hPa以下各層均為正渦度，至5日20：00正渦度持續(xù)向上發(fā)展，同時正渦度中心也逐漸向烏海市移動，烏海市處于正渦度底前部的西南風(fēng)控制下，這也是形勢場擾動的中心區(qū)域，這里的環(huán)流形勢將近地層濕潤的空氣裹挾卷入，在近地層輻合上升，形成對流并釋放潛熱，致使大氣的溫度升高，空氣受熱上升聚集，并在高層向外輻散，最終導(dǎo)致近地層氣壓下降，加強上升運動，正渦度繼續(xù)加強，氣旋性擾動得到發(fā)展。6日08：00正渦度減弱，環(huán)流形勢已不適應(yīng)降水的繼續(xù)，降水停止。

2.3 穩(wěn)定度條件分析

2.3.1 穩(wěn)定條件分析。

分析4、5日K指數(shù)、SI指數(shù)發(fā)現(xiàn)，4～5日各物理指數(shù)均大體維持，5日08：00～20：00 K指數(shù)有一個上升趨勢，模式預(yù)報也如實反應(yīng)了這一變化，但考慮到20：00觀測溫度較08：00高，致使忽略了這一個變化。5日20：00 K指數(shù)≥32 ℃，達到極值。SI指數(shù)4、5日持續(xù)位于0 ℃附近，顯示出局地陣雨的預(yù)報指標，但由于前期長期介于這一區(qū)間，導(dǎo)致實際業(yè)務(wù)過程中對這一預(yù)報指標不敏感。6日08：00 K指數(shù)和SI指數(shù)預(yù)報指標均下降，表明層結(jié)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定區(qū)，降水過程結(jié)束。

2.3.2 能量條件分析。分析5日08：00、20：00和6日08：00的TlogP圖發(fā)現(xiàn)，對流不穩(wěn)定能量（CAPE）始終存在且數(shù)值較大，區(qū)別在于5日20：00的抑制對流不穩(wěn)定能量（CIN）較小，有利于能量的釋放；但6日08：00的CAPE值仍較大，表明陣性降水過程并沒有釋放過多的不穩(wěn)定能量。整層沒有逆溫層聚集能量，陣性降水的預(yù)報指標不明顯。

3 降水漏報成因分析

3.1 歐洲中心數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品分析 4日20：00起報的歐洲細網(wǎng)格資料顯示在5日20：00于烏海市上游地區(qū)有弱切變生成，但23：00切變消失，烏海市受西北氣流控制。考慮系統(tǒng)移動速度快且減弱速度快，故未考慮降水。通過與實況資料對比，發(fā)現(xiàn)歐洲細網(wǎng)格資料對于峰后西北氣流控制區(qū)域預(yù)報準確率較高，但對于銀川、東勝站風(fēng)向預(yù)報偏差較大，在做形勢預(yù)報時沒有對數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品作出有效訂正，致使弱切變沒有得到有效預(yù)報，這是導(dǎo)致此次降水過程漏報的原因之一。

3.2 T639數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品分析 5日08：00起報的T639模式預(yù)報產(chǎn)品顯示20：00烏海市上空出現(xiàn)切變，切變較寬且較弱。通過與實況資料對比發(fā)現(xiàn)，T639模式預(yù)報對于風(fēng)向預(yù)報的準確率較高，對于銀川、東勝站的風(fēng)向預(yù)報準確率較好。較成功地預(yù)報出烏海市上空的弱切變，雖然對于臨河站的風(fēng)向預(yù)報偏差較大，導(dǎo)致預(yù)報切變偏北。但總體來說顯示了很強的預(yù)報能力，這需要在實際預(yù)報過程中對其進行訂正分析。在這次過程中，更多地參考了歐洲細網(wǎng)格的預(yù)報產(chǎn)品，對于T639預(yù)報產(chǎn)品有所忽視，這是導(dǎo)致此次漏報的另一個原因。

3.3 上級指導(dǎo)預(yù)報 6月5日15：00區(qū)臺指導(dǎo)預(yù)報，全區(qū)中東部有小雨或雷陣雨。10：00發(fā)布的中尺度分析也重點考慮了高空槽對于中東部地區(qū)降水的影響，未考慮西部地區(qū)弱切變的影響；早晨天氣會商的焦點也集中在中東部地區(qū)降水過程，沒有充分考慮西部地區(qū)氣象要素的變化，造成了此次降水過程的漏報。

4 結(jié)論

（1） 此次過程中，上游高壓形成，氣壓梯度力增強，加速系統(tǒng)東移，下游高壓中心消散，開放系統(tǒng)東移通道，是整個降水過程發(fā)生的前提條件，在以后預(yù)報過程中，關(guān)注下游系統(tǒng)變化是避免漏報的有效手段之一。

（2） 在預(yù)報過程中要重點考慮整層系統(tǒng)配置，對于層結(jié)資料除了關(guān)注重點層資料及演變[2]規(guī)律外，還要著重關(guān)注近地層各物理量場的配置情況。此次過程中，近地層的水汽輻合就是產(chǎn)生降水的有利條件。

（3） 在預(yù)報過程中，要綜合分析各模式預(yù)報產(chǎn)品，防止片面。各模式預(yù)報產(chǎn)品對于形勢預(yù)報的預(yù)報能力已經(jīng)非常強[3]，對其準確性進行訂正分析時判斷系統(tǒng)移動的重要依據(jù)。

（4） 對于降水預(yù)報，除了對各形勢場和物理量場加強預(yù)報訂正能力外，還要對物理過程多加分析[4]，在大的環(huán)流形勢有利于降水的情況下，要大膽預(yù)報，這樣才能提高準確率，才能收到較好的服務(wù)效果。

參考文獻

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