EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品在一次降雪預報中的釋用

摘 要：應用常規(guī)氣象資料和EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品，對2015年10月發(fā)生在蘭州中川機場的一次降雪天氣過程進行分析和預報釋用，結(jié)果表明：空中較充沛的水汽含量、高原槽提供的較強的上升運動、空中及地面較強的降溫導致了此次降雪天氣過程的出現(xiàn)；EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品對此次降雪天氣過程所需的環(huán)境條件反映的較好，通過對其預報的高空風溫、2m溫度、高空比濕、高空水汽通量散度與高空相對濕度這幾個物理量的分析，可大致判斷出降雪的主要時段及降雪的強度；EC細網(wǎng)格預報的逐3h降水量對此次降雪天氣過程的降水時段具有較好的指示性，在對其他EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品分析的基礎上再結(jié)合逐3h降水量的分析，可較為精細的預報出此次降雪天氣。

關鍵詞：EC細網(wǎng)格；降雪；水汽；高原槽；降溫

Abstract：In this article ， using the conventional meteorological data and EC fine grid numerical prediction products ，we analyzed a snowfall process that occurred in October 2015 in Lanzhou Zhongchuan airport. The results shows that ，the higher humidity in the air ，the strong ascending motion provided by the plateau trough and the relatively strong temperature decline both in high-level and surface-level lead to the occurrence of this snowfall process .And the EC fine grid numerical prediction products well reflected the environment condition for this snowfall process . By analyzing the physical quantities forecasted by EC ， （include high-level air temperature and wind ， temperature of 2 m， high-level specific humidity ， high-level flux divergence of vapor ， high-level relative humidity），we can make a general estimation of the main period of this snowfall process and intensity of the snow fall process . The precipitation production （per 3 hours） of EC fine grid ， shows a well indication for the precipitation period of this snowfall process .Based on the analysis of other EC fine grid numerical forecast products ， combining the analysis of The precipitation production （per 3 hours） of EC fine grid ， we can forecast this snowfall process more accurately .

Key words： EC fine grid；snowfall；The water vapor；Plateau trough；temperature decline

隨著民航航班量的逐年增加，降雪天氣對飛行的影響越來越大。蘭州中川機場地處青藏高原東北側(cè)，雖然氣候干燥年降水量較少，但降雪期較長，平均每年長達194天，根據(jù)民航氣象行業(yè)標準，導致能見度低于1000m的中度以上強度的降雪平均每年也會出現(xiàn)3～4次。針對降雪天氣已經(jīng)進行了很多研究[1-5]，隨著數(shù)值預報的發(fā)展降雪預報的精細化程度也越來越高，并由于航空氣象中對預報的精細化程度要求較高，因此在降雪天氣精細化預報方面的研究有利于提升蘭州中川機場的航空氣象服務水平。EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品有著較高的時空分辨率，其空間分辨率在地面為0.125°×0.125°、1000～100 hPa為0.25°×0.25°，時間分辨率為3h，為預報員制作精細化氣象要素預報提供了重要的參考依據(jù)，因此有關EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品釋用方面的論述也較多[6-10]。本文利用常規(guī)氣象資料和EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品，對2015年10月發(fā)生在蘭州中川機場的一次降雪天氣過程進行分析和預報釋用，一方面揭示該地區(qū)降雪發(fā)生的環(huán)境條件，另一方面為在該地區(qū)數(shù)值預報資料的應用上積累經(jīng)驗，從而提高該地區(qū)降雪預報的準確率和精細化程度。

1 天氣過程回顧

2015年10月25日夜間至26日上午蘭州中川機場出現(xiàn)了2015年秋冬季的首場降雪天氣。此次降水過程從25日22：00（北京時，下同）持續(xù)至26日10：23，呈現(xiàn)雨轉(zhuǎn)雨加雪，再轉(zhuǎn)為雪的相態(tài)變化，25日22：00至25日23：15為雨，25日23：15至26日00：15為雨夾雪，26日00：15至26日10：23為雪，期間的降水量為6.9mm，最大積雪深度為4cm。受降雪影響，26日00：34～02：25能見度低于1000m，26日01：45～02：25能見度低于500m。在民航氣象行業(yè)標準中，降雪強度根據(jù)能見度的好壞來劃分，能見度≥1000m為小雪，能見度≥500m且<1000m為中雪，能見度<500m為大雪，因此降雪期間蘭州中川機場在26日01：45～02：25為大雪天氣、26日00：34～02：25為中雪天氣、其它時段為小雪天氣。

2 實況資料分析

2.1 天氣形勢分析

分析25日08時～26日08時高空圖及地面圖（圖略）。在我國的長江以北地區(qū)，500hPa上有高原槽自西往東移動，700hPa上有高空槽自西往東移動，高空槽的南段為一切變線，500hPa及700hPa上均有較強的鋒區(qū)自西北往東南移動。南下的鋒區(qū)帶來強冷空氣，500hPa上的高原槽及700hPa上的切變線帶來暖濕空氣，25日20時～26日08時蘭州及其附近區(qū)域正好位于冷暖空氣的交匯地帶。與空中冷空氣相配合，地面也有強冷空氣自西北往東南移動，冷空氣于25日下午至夜間過境蘭州中川機場。在上述天氣形勢之下，25日夜間至26日上午蘭州中川機場迎來了一次降水天氣過程，由于冷空氣的影響，隨著700hPa及地面溫度的不斷降低，整個降水過程呈現(xiàn)雨轉(zhuǎn)雨加雪，再轉(zhuǎn)為雪的相態(tài)變化。

2.2 物理量場分析

圖1a及圖1b分別為25日20時500hPa與700hPa的比濕場，由圖可見，500hPa上青海及河西中東部有一濕舌，蘭州中川機場位于濕舌的邊緣處，700hPa上青海中東部及甘肅中南部也有一濕舌，蘭州中川機場位于濕舌內(nèi)，其500hPa與700hPa的比濕都較大，說明25日夜間蘭州中川機場上空有較充沛的水汽含量。圖2a及圖2b分別為25日20時500hPa與700hPa的水汽通量散度場，由圖顯示，500hPa上有負的大值區(qū)位于蘭州中川機場附近，700hPa上有負的大值區(qū)位于靠近蘭州中川機場的青海東北部，說明25日夜間蘭州中川機場上空可有較強的水汽輻合。25日20時500hPa與700hPa的溫度平流場（圖略）上，蘭州中川機場均位于較強的冷平流區(qū)附近，預示著25日夜間蘭州中川機場上空會有較強降溫。根據(jù)上述物理量場的分析，蘭州中川機場上空較充沛的水汽含量、較強的水汽輻合及較強的降溫，均有利于此次降雪天氣過程的出現(xiàn)。

3 EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品的釋用

下面在此次降雪天氣過程中進行EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品的釋用，釋用過程中采用的初始場時間為2015年12月24日20時，由于蘭州中川機場的海拔高度較高達到了1947m，因此在釋用過程中分析高空物理量時主要分析500hPa與700hPa的物理量。

3.1 高空風溫與2m溫度

分析EC細網(wǎng)格預報的25日23時、26日02時、26日05時的500hPa與700hPa風溫場（圖3），500hPa上有高原槽在25日23時至26日05時東移并過境蘭州中川機場，槽前的西南氣流很強達到了20m/s以上，與高空槽相配合，有較強的鋒區(qū)也在此時段內(nèi)自西北往東南移動并過境蘭州中川機場，700hPa上也有較強鋒區(qū)自北往南移動并過境蘭州中川機場。表1為EC細網(wǎng)格預報的25日14時至26日08時蘭州中川機場附近500hPa、700hPa及2m的逐3h溫度，500hPa與700hPa上的溫度在25日20時至26日08時的12h內(nèi)分別下降了約4.5℃和6℃，降溫幅度都較大。一方面受冷空氣的影響，另一方面受日變化的影響，25日14時至26日08時2m溫度不斷降低，23時后2m溫度降到低于4℃，同時段700hPa的溫度降到低于-3℃，由于蘭州中川機場海拔較高，700hPa與地面的高度差較小僅為1.1km左右，因此若出現(xiàn)降水，23時后降水相態(tài)應由雨轉(zhuǎn)變?yōu)檠?。槽前具有強西南氣流的高原槽提供了較強的上升運動和水汽輸送，再加上空中及地面較強的降溫，從而有利于蘭州中川機場在25日23時至26日05時出現(xiàn)降雪天氣。

表2為EC細網(wǎng)格預報的25日20時至26日08時蘭州中川機場附近500hPa與700hPa的逐3h比濕，500hPa的比濕先增大后減小，25日20時至26日02時及26日05時至08時分別有較大的增幅與減幅，26日02時達到2.73g/kg的最大值，說明500hPa上有水汽的集聚與釋放。700hPa的比濕一直在減小，從25日20時的4.42g/kg減小至26日08時的2.12g/kg，減幅較大，說明700hPa 上存在水汽的釋放。在深秋季節(jié)，蘭州中川機場附近500hPa和700hPa上的比濕達到2g/kg和4g/kg是比較大的值，說明空中的水汽較充沛。EC細網(wǎng)格預報的26日02時500hPa的水汽散度通量場（圖4）顯示，蘭州中川機場附近有-20 kg/hPa·m2·s的負值中心，有較強的水汽輻合，更加說明25日20時至26日02時500hPa上有很明顯的水汽集聚。表3為EC細網(wǎng)格預報的25日20時至26日08時蘭州中川機場附近500hPa與700hPa的逐3h相對濕度，500hPa的相對濕度在26日02時和05時在90%以上，700hPa的相對濕度在25日20時至26日02時在90%以上，在26日05時和08時在70%以上。根據(jù)上述對EC細網(wǎng)格預報的高空比濕、水汽通量散度與相對濕度的分析，在25日23時至26日05時，蘭州中川機場上空的水汽條件較好，尤其是26日02時的水汽條件很好。再結(jié)合前面對EC細網(wǎng)格預報的高空風溫和2m溫度的分析，蘭州中川機場在25日23時至26日05時非常有利于降雪的出現(xiàn)，并且降雪強度可能較大，期間出現(xiàn)中雪或大雪的可能性較大。

3.3 逐3h降水量

EC細網(wǎng)格預報的25日20時至26日14時蘭州中川機場附近的逐3h降水量（表4）反映，25日20時至26日08時的逐3h降水量有明顯的增大與減小的過程，25日23時至26日05時的逐3h降水量均大于1mm，此時段預報的降水量達到了2.94mm。EC細網(wǎng)格預報的降水量與實況降水量具有一定的差距，但其變化趨勢能較好的反映降水的變化情況，并且秋冬季節(jié)EC細網(wǎng)格預報的蘭州中川機場附近的逐3h降水量很少達到1mm，因此結(jié)合前面其他EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品的分析結(jié)論，可最終得出降雪主要出現(xiàn)在25日23時至26日05時，并期間有中雪或大雪的預報結(jié)論。在天氣實況中，降雪正好主要集中在25日23時至26日05時，并期間出現(xiàn)了中雪和大雪，說明通過對EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品的釋用，能較為精細的預報出蘭州中川機場出現(xiàn)的此次降雪天氣。另一方面EC細網(wǎng)格預報的逐3h降水量大于0.1mm的時段在25日20時至26時11時，與天氣實況中的降水時段較一致，說明EC細網(wǎng)格預報的逐3h降水量對此次降雪天氣過程的降水時段具有較好的指示性。

4 結(jié)論

1）500hPa上的高原槽及700hPa上的切變線帶來的暖濕空氣造成蘭州中川機場上空較充沛的水汽含量，500hPa上槽前具有強西南氣流的高原槽提供了較強的上升運動，空中及地面的強冷空氣造成蘭州中川機場上空及地面較強的降溫，在上述有利條件的作用下導致了此次降雪天氣過程的出現(xiàn)。

2）EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品對此次降雪天氣過程所需的環(huán)境條件反映的較好，通過對其預報的高空風溫、2m溫度、高空比濕、高空水汽通量散度與高空相對濕度這幾個物理量的分析，可大致判斷出降雪的主要時段及降雪的強度。

3）EC細網(wǎng)格預報的逐3h降水量對此次降雪天氣過程的降水時段具有較好的指示性，在對其他EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品分析的基礎上再結(jié)合逐3h降水量的分析，可較為精細的預報出此次降雪天氣。

參考文獻：

[1]胡豪然，梁玲.近50年青藏高原東部降雪的時空演變[J].地理學報，2014，（07）：1002-1012.

[2]楊成芳，李澤椿，李靜，車軍輝.山東半島一次持續(xù)性強冷流降雪過程的成因分析[J].高原氣象，2008，（02）：442-451.

[3]趙桂香.診斷分析技術(shù)在山西強降雪預報中的應用[J].高原氣象，2014，（03）：838-847.

[4]武麥鳳，梁生俊，李春娥.渭河流域一次連續(xù)降雪天氣過程綜合分析[J].高原氣象，2011，（01）：191-199.

[5]尹東屏，張備，劉梅，濮梅娟，韓桂榮.2006年江蘇兩次降雪天氣過程分析[J].氣象科學，2009，（03）：398-402.

[6]李亞中.EC細網(wǎng)格在撫順市一般性降水預報中的應用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015，（12）：232-234.

[7]陳海鳳，黃世芹，金建德，倪雷.EC細網(wǎng)格溫度預報在貴陽地區(qū)的釋用效果分析[J].貴州氣象，2014，（04）：22-25.

[8]李芷霞.EC細網(wǎng)格資料在邢臺8.18山區(qū)暴雨中的應用[A].中國氣象學會.第33屆中國氣象學會年會S8數(shù)值模式產(chǎn)品應用與評估[C].中國氣象學會，2016：5.

[9]陳曉紅，朱佳寧，周揚帆.EC細網(wǎng)格數(shù)值預報產(chǎn)品在一次大霧預報中的釋用[J].大氣科學研究與應用，2012，（02）：94-100.

[10]陳杰.EC細網(wǎng)格產(chǎn)品在烏蘭察布市寒潮預報中的釋用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2016，（04）：59-60.

作者簡介：逯野（1979-），男，吉林農(nóng)安人，本科，民航甘肅空管分局氣象臺預報室副主任。