EC細(xì)網(wǎng)格在撫順市一般性降水預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

李亞中

摘要 利用EC細(xì)網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)2015年3月出現(xiàn)在撫順章黨站的2次一般性降水過程進(jìn)行診斷分析和預(yù)報(bào)釋用，結(jié)果表明：EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)的累積降水量大小不能作為判斷未來降水量的直接依據(jù)，應(yīng)根據(jù)EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)出的其他物理量綜合判斷，即850 hPa層面以下存在比較大的比濕、較長(zhǎng)的降水持續(xù)期間、低層925～700 hPa持續(xù)的上升運(yùn)動(dòng)、較強(qiáng)的850 hPa低空急流。

關(guān)鍵詞 EC細(xì)網(wǎng)格；降水量；精細(xì)化；遼寧撫順

中圖分類號(hào) P456 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）12-0232-03

Application of EC Fine Grid in General Gainfall Forecast in Fushun City

LI Ya-zhong

（Meteorology Bureau of Fushun City in Liaoning Province，F(xiàn)ushun Liaoning 113006）

Abstract Based on EC fine grid NWP products，two general precipitation weather process in Fushun appeared During March 2015 were diagnostic analyzed.The results showed that quantitative precipitation prediction of EC fine grid could not be as a criterion of the forecast of future rainfall，making a comprehensive judgment should be combined with other physical quantities of EC fine grid at the same time.First of all，specific humidity below 850 hpa level there was larger.Second，there was a long duration of rainfall.Third，there was continuous upward movement in 925～700 hpa airspace.Forth，there was the strong low-level jet in 850 hpa.

Key words EC fine grid；precipitation；refinment；Fushun Liaoning

EC粗網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的時(shí)空分辨率有限，僅依靠它無法定點(diǎn)、定時(shí)和定量地精細(xì)化制作各種氣象要素預(yù)報(bào)，EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品的時(shí)空分辨率比EC粗網(wǎng)格產(chǎn)品明顯提高，其空間分辨率在地面為0.125°×0.125°、1 000～100 hPa為0.25°×0.25°，時(shí)間分辨率為3 h，為預(yù)報(bào)員制作精細(xì)化氣象要素預(yù)報(bào)提供了重要的參考依據(jù)[1-2]。本文利用EC細(xì)網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)撫順地區(qū)2015年3月出現(xiàn)的2次一般性降水天氣進(jìn)行診斷分析，從“細(xì)網(wǎng)格”的角度揭示一般性降水在撫順地區(qū)發(fā)生和維持的物理機(jī)制，為今后撫順地區(qū)一般性降水預(yù)報(bào)積累經(jīng)驗(yàn)，從而提高撫順地區(qū)一般性降水的精細(xì)化水平。

1 資料與方法

1.1 實(shí)況資料

選取的實(shí)況資料范圍為撫順章黨站的降水資料，時(shí)間為2015年3月8日的降水過程和3月16日的降水過程，24 h單日降水量合計(jì)起始和終止時(shí)間為20：00—20：00。3月8日的降水相態(tài)為雪，3月16日的降水相態(tài)為雨。

1.2 EC細(xì)網(wǎng)格資料

EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品包括累積降水量以及與其對(duì)應(yīng)的各層的相對(duì)濕度、比濕、溫度、垂直速度、散度和風(fēng)UV分量，應(yīng)用這些要素的變化對(duì)比分析2次降水過程。這些產(chǎn)品的預(yù)報(bào)起始時(shí)間為北京時(shí)間20：00，預(yù)報(bào)時(shí)效為24～48 h，間隔為3 h。累積降水量為3 h合計(jì)和20：00—20：00 24 h合計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 降水分析

3月8日和3月16日降水的時(shí)間段分別為11：00—16：00和12：00—17：00，均為5 h左右。從表1可以看出，以14：00為界，3 h累積降水量3月8日14：00前的量大于14：00后的量；3月16日14：00前的量小于14：00后的量。

EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)出現(xiàn)降水的時(shí)間均比實(shí)況出現(xiàn)降水的時(shí)間早。8日的過程EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)最早出現(xiàn)降水的時(shí)間早于5：00，結(jié)束時(shí)間在17：00—20：00。因此，預(yù)報(bào)出現(xiàn)降水的開始時(shí)間比實(shí)況提前至少了6 h，而結(jié)束時(shí)間比實(shí)況至少晚1 h以上。16日的過程EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)出現(xiàn)降水的開始時(shí)間則比實(shí)況提前了8 h左右。

EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)降水結(jié)束的時(shí)間比實(shí)況降水結(jié)束的時(shí)間晚。8日的過程EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)降水結(jié)束的時(shí)間是17：00—20：00，實(shí)況比預(yù)報(bào)提前2～4 h結(jié)束；16日的過程預(yù)報(bào)降水結(jié)束的時(shí)間也是17：00—20：00，實(shí)況比預(yù)報(bào)提前1～3 h結(jié)束。

8日的過程EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)降水量是9.45 mm，實(shí)況出現(xiàn)的降水量是3.9 mm，預(yù)報(bào)比實(shí)況多出了142%；16日的過程EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)降水量是7.54 mm，實(shí)況出現(xiàn)的降水量是13.1 mm，預(yù)報(bào)比實(shí)況少了42.4%（表1）。

2.2 濕度條件分析

2.2.1 相對(duì)濕度分析。8日5：00—17：00，從1 000～500 hPa相對(duì)濕度預(yù)報(bào)值都很大，最小值為88%，尤其在實(shí)況出現(xiàn)降水的14：00和17：00，相對(duì)濕度最小為90%，在700 hPa和600 hPa更達(dá)到了100%。到20：00相對(duì)濕度明顯降低，且越到高層越低；16日過程的相對(duì)濕度整體不如8日過程的相對(duì)濕度大。在降水開始前的11：00從1 000～500 hPa相對(duì)濕度較大，均在71%以上。降水開始后，中高層相對(duì)濕度逐漸降低，但低層1 000～925 hPa相對(duì)濕度逐漸增大。850 hPa相對(duì)濕度則變化較小。20：00相對(duì)濕度進(jìn)一步增大（表2）。endprint

2.2.2 比濕分析。8日的過程，從1 000～500 hPa，其比濕預(yù)報(bào)值對(duì)比16日的過程都偏小。8日的過程從11：00—17：00， 1 000～925 hPa，比濕值為2.5～3.9 k/kg；850 hPa比濕值為2.2～2.8 k/kg；700 hPa比濕值為1.6～1.9 k/kg。16日的過程從11：00—17：00，1 000～925 hPa，比濕值為4.2～5.2 k/kg，850 hPa比濕值為3.7～4.8 k/kg，700 hPa比濕值為1.0～2.7 k/kg。600～500 hPa 2次過程相差不大。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，16日1 000～850 hPa的比濕明顯大于8日1 000～850 hPa的比濕，而700 hPa以上前后2次過程的比濕相差不大。降水過后第2天，2次過程的比濕預(yù)報(bào)值相差較大。9日11：00—20：00，整層比濕均小于1 k/kg，925～700 hPa的比濕僅為0.2～0.9 k/kg之間，而從16日到17日5：00比濕幾乎沒有什么變化，到8：00才開始減小。從16日23：00至17日5：00，1 000～925 hPa，比濕值為2.0～4.6 k/kg；850 hPa比濕值為1.5～3.6 k/kg；700 hPa比濕值為1.5～1.9 k/kg。

2.3 溫度分析

8日的過程，從1 000～500 hPa，其溫度預(yù)報(bào)值比16日過程的溫度預(yù)報(bào)值都偏低。8日的過程從5：00—17：00，2 m的溫度值為-2.3～2.5 ℃，850 hPa的溫度值為-7.7～-4.5 ℃；16日的過程從5：00—17：00，2 m的溫度值為1.1～8.0 ℃，850 hPa的溫度值為-0.6～1.9 ℃。2次過程在實(shí)況降水開始前溫度都會(huì)有小幅升高，然后在降水開始后再小幅下降。8日的過程從5：00—11：00降水開始前，2 m氣溫從-1.2 ℃升高到2.5 ℃，6 h內(nèi)升高3.7 ℃，然后在實(shí)況降水開始后氣溫開始下降，到14：00氣溫又從11：00的2.5 ℃下降到-0.1 ℃，下降幅度2.6 ℃；16日的過程降水前2 m氣溫的升溫則更為明顯，從5：00的1.1 ℃升到11：00的8 ℃，升溫幅度達(dá)6.9 ℃，降水開始后的氣溫下降則較為不明顯，僅下降1.6 ℃。在925～850 hPa降水開始前氣溫則沒有升高，但降水開始前后氣溫則會(huì)有小幅下降。8日的過程降水開始前后925 hPa溫度下降了2.3 ℃，850 hPa溫度下降了1.3 ℃；16日的過程925 hPa溫度下降了3.3 ℃，850 hPa溫度下降了2.5 ℃。在降水結(jié)束后，8日的過程比16日的過程冷空氣更明顯，8日20：00 2 m和850 hPa的溫度分別為-7.6 ℃和-12.1 ℃，比當(dāng)日最高時(shí)的2.5 ℃和-5.8 ℃分別下降了10.1 ℃和6.3 ℃；16日20：00 2 m和850 hPa的溫度分別為3.4 ℃和-1.0 ℃，比當(dāng)日最高時(shí)的8.0 ℃和1.0 ℃分別下降了4.6 ℃和2.0 ℃

2.4 垂直速度分析

對(duì)比2次過程，8日僅在11：00幾乎整層（1 000～200 hPa）都有上升運(yùn)動(dòng)，降水開始后低層925～850 hPa的上升運(yùn)動(dòng)迅速減弱甚至消失，只有中高層700～500 hPa有上升運(yùn)動(dòng)且越到后期上升運(yùn)動(dòng)越弱，到20：00 850 hPa以下均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鲁吝\(yùn)動(dòng)；16日整個(gè)降水期間，從11：00—17：00幾乎整層都保持上升運(yùn)動(dòng)，只是到降水的末期上升運(yùn)動(dòng)稍有減弱，即使到20：00降水結(jié)束后從925～500 hPa依然保持著上升運(yùn)動(dòng)（表3）。

2.5 U風(fēng)速和V風(fēng)速

U表示東西向風(fēng)速，V表示南北向風(fēng)速。對(duì)比2次過程在1 000 hPa的風(fēng)速，南北向風(fēng)速均大于東西向風(fēng)速。

8日的過程，V風(fēng)速：從1 000～850 hPa，南風(fēng)轉(zhuǎn)北風(fēng)分別發(fā)生在11：00—14：00、11：00—17：00和14：00—17：00，即1 000 hPa、925 hPa和850 hPa 3層是按照從低到高的先后順序依次通過本站的。對(duì)比溫度變化情況，從1000～850 hPa，溫度的下降也是按照這樣的先后順序依次出現(xiàn)在這3個(gè)時(shí)間段，降溫幅度分別為2.6、3.2、1.7 ℃。由于系統(tǒng)自西向東移動(dòng)，因而冷暖空氣的交界面自下而上向西傾斜。U風(fēng)速：西風(fēng)轉(zhuǎn)東風(fēng)大致發(fā)生在17：00—20：00，即這種情況發(fā)生在進(jìn)入低壓后部以后。從以上分析可知，本次過程屬于地面鋒后降水。

16日的過程，V風(fēng)速：南風(fēng)轉(zhuǎn)北風(fēng)，在200 hPa、300 hPa和400 hPa分別發(fā)生在11：00、14：00、17：00；500 hPa和600 hPa同時(shí)發(fā)生在17日的17：00；700 hPa、850 hPa和925 hPa同時(shí)發(fā)生在16日的23：00；1 000 hPa發(fā)生在16日的20：00。從中可以看出，400～200 hPa鋒面自下而上向東傾斜，然后鋒面在400～500 hPa之間出現(xiàn)斷裂。500～1 000 hPa由于系統(tǒng)自西向東移動(dòng)，因而冷暖空氣的交界面自下而上向西傾斜。U風(fēng)速：在1 000 hPa西風(fēng)分量不明顯，但東風(fēng)分量相對(duì)明顯一些，15日20：00至16日8：00和16日20：00至17日5：00均為東風(fēng)分量，配合1 000 hPa的V風(fēng)速分析可知，本次過程受地面倒槽系統(tǒng)影響，降水出現(xiàn)在倒槽的東北部象限。

8日過程11：00從1 000～850 hPa均吹西南風(fēng)，但到14：00 1 000 hPa吹西北風(fēng)，925 hPa吹西風(fēng)，850 hPa吹西南風(fēng)，風(fēng)隨高度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，說明此時(shí)1 000～850 hPa有冷平流；同理17：00 也有冷平流，可見8日降水出現(xiàn)在冷平流之中。用同樣的方法可以分析出16日過程11：00—17：00 1 000～850 hPa有暖平流；降水結(jié)束后的20：00 1 000～925 hPa有冷平流，925～850 hPa依然有暖平流，可見16日降水出現(xiàn)在暖平流之中。endprint

8日11時(shí)降水開始之前，850 hPa西南風(fēng)速達(dá)到14.2 m/s，降水開始之后850 hPa風(fēng)速逐漸降低，到17：00降水結(jié)束之后850 hPa風(fēng)速降低到6.7 m/s，風(fēng)向變?yōu)槲鞅薄?6日11：00降水開始之前，850 hPa西南風(fēng)速達(dá)到22.6 m/s，降水開始之后850 hPa風(fēng)速逐漸降低，到17：00降水結(jié)束之后850 hPa風(fēng)速降低到9.6 m/s，但風(fēng)向始終沒有北風(fēng)分量。

3 結(jié)論和討論

EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)的降水量不能作為判斷未來降水量的直接依據(jù)，應(yīng)根據(jù)EC細(xì)網(wǎng)格預(yù)報(bào)出的其他物理量綜合判斷[3-4]。

8日過程相對(duì)濕度整體大于16日，而16日的降水量卻大于8日，說明相對(duì)濕度的大小不能決定降水量的大小。

8日過程850 hPa比濕明顯小于16日過程850 hPa比濕，而16日的降水量也大于8日，說明850 hPa以下比濕越大降水量越大。

2次過程都有冷空氣活動(dòng)，但8日過程的冷空氣勢(shì)力更強(qiáng)，從8日8：00到9日8：00 24 h850 hPa溫度從-4.5 ℃下降到-20.5 ℃，下降幅度達(dá)16 ℃；而16日過程850 hPa溫度從16日8：00的1.9 ℃下降到17日8：00的-4.3 ℃，下降幅度僅達(dá)6.2 ℃，遠(yuǎn)小于8日過程的降溫幅度，不過在降水持續(xù)期間前后2次過程的降溫都不明顯，925～850 hPa降溫幅度在1～3 ℃。

16日過程的上升運(yùn)動(dòng)明顯強(qiáng)于8日的過程，尤其是925～700 hPa的上升運(yùn)動(dòng)，16日無論是在降水開始之前還是降水持續(xù)期間，其中低層的上升運(yùn)動(dòng)都十分明顯，而8日在降水開始之后850 hPa以下的上升運(yùn)動(dòng)幾乎消失，這說明中低層的上升運(yùn)動(dòng)對(duì)降水量大小的重要性。

通過U風(fēng)速和V風(fēng)速的分析可以看出，8日過程屬鋒面降水，且是鋒后降水。這解釋了為什么8日在降水開始之后850 hPa以下上升運(yùn)動(dòng)消失甚至出現(xiàn)弱的下沉運(yùn)動(dòng)；16日過程的降水出現(xiàn)在高空暖鋒和低空冷鋒之間的大范圍上升運(yùn)動(dòng)區(qū)。16日過程的850 hPa低空急流明顯大于8日，這也是16日降水量大于8日降水量的主要原因。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 成都?xì)庀髮W(xué)院.氣象學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1980.

[2] 北京大學(xué)地球物理系氣象教研室.天氣分析和預(yù)報(bào)[M].北京：科學(xué)出版社，1976.

[3] 張俊蘭，李圓圓，張超.ECMWF細(xì)網(wǎng)格模式降水產(chǎn)品在北疆暴雪中的應(yīng)用檢驗(yàn)[J].沙漠與綠洲氣象，2013，7（4）：7-13.

[4] 陳海鳳，黃世芹，金建德，等.EC細(xì)網(wǎng)格溫度預(yù)報(bào)在貴陽地區(qū)的釋用效果分析[J].貴州氣象，2014（4）：22-25.endprint