5—6月云貴靜止鋒對遵義城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的影響分析

李明元，楊 熠，唐 海

(貴州省遵義市氣象局，貴州 遵義 563002)

1 引言

氣象現(xiàn)代化預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)指標(biāo)中24 h晴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率是一個硬性重要考核指標(biāo)。云貴靜止鋒是影響貴州的一個主要天氣系統(tǒng)，全年除7月沒有外，基本全年均有，通常冬半年多于夏半年，因此其影響時，如何提高城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率就是貴州預(yù)報(bào)員必須面對的問題。據(jù)杜正靜[1]研究，云貴靜止鋒全年出現(xiàn)概率43%，通常存在于冬半年11月—次年4月，受其影響時一般鋒前天氣晴朗，鋒后陰雨綿綿。但是，當(dāng)高、中、低層系統(tǒng)與靜止鋒形成一定的配合時，會產(chǎn)生暴雨[2-3]、凝凍[4-5]、倒春寒(春季低溫陰雨)[6-7]、大霧[8-9]等天氣。圍繞云貴靜止鋒，大家對其認(rèn)識[10-11]、結(jié)構(gòu)特征、靜止鋒分型[1，12]等都作了一系列研究，但是靜止鋒天氣影響下對城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的研究還少有提及。本文利用2011—2015年5—6月有靜止鋒系統(tǒng)存在時的08時、20時地面天氣實(shí)況圖及其對應(yīng)時段遵義各縣站白天(夜晚)降雨量、最低(最高)溫度實(shí)況資料，分析靜止鋒處于不同位置、呈現(xiàn)不同形狀時對城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的影響，以期在今后的城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)分析中提供決策輔助思路，以便進(jìn)一步提高城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

2 云貴靜止鋒的分型

云貴靜止鋒持續(xù)時間長短、形狀、所處位置、發(fā)展決定于鋒面前后氣團(tuán)的屬性，如強(qiáng)弱、路徑、干濕狀況等[11]，其一旦形成將很難鋒消，一般很難用分析冷、暖鋒等天氣系統(tǒng)的方法分析鋒生、發(fā)展、維持、消亡等階段演變規(guī)律。貴州曾經(jīng)將靜止鋒分為南部靜止鋒和中部靜止鋒[12]，但是對于精細(xì)化預(yù)報(bào)分析來說比較粗略，杜正靜[2]依據(jù)靜止鋒位置將靜止鋒分為4型，但是對于靜止鋒的位置變化跨度比較大，比如位于威寧至貴陽之間，而對精細(xì)化預(yù)報(bào)來說，位于威寧附近及云貴邊界與位于貴州中西部、貴陽附近，對城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率影響會很大。本文將根據(jù)實(shí)際預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)靜止鋒形狀、位置并結(jié)合杜正靜分型方法，將靜止鋒按所處位置和呈現(xiàn)形狀細(xì)分為三大類七小類，以便分析各種情況下，遵義城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的變化情況。

Ⅰ型：靜止鋒呈西北—東南向，分為Ⅰ1型，Ⅰ2型，Ⅰ3型。Ⅰ1型主要位于昆明中東部，Ⅰ2型主要位于云貴邊界，Ⅰ3型主要位于貴州中西部，也就是威寧與貴陽之間。

Ⅱ型：靜止鋒呈準(zhǔn)南北向，并在貴州境內(nèi)，分為Ⅱ1型，Ⅱ2型，Ⅱ3型。如果準(zhǔn)南北豎向鋒面進(jìn)入云南中東部，遵義全市基本維持鋒后多云天氣，故將其統(tǒng)一歸至Ⅰ1型。Ⅱ1型鋒面位于云貴邊界，Ⅱ2型鋒面位于貴州中西部，基本在安順附近擺動，Ⅱ3型鋒面位于貴州中東部，即貴陽或貴陽以東，通常鋒面較弱。

Ⅲ型(特殊)：鋒面的南北經(jīng)向度進(jìn)一步減弱， 基本呈準(zhǔn)東西向，鋒面較弱有時甚至不明顯，鋒后多為陰天，鋒前常常受熱低壓影響而為多云天氣。如鋒面位于貴陽與遵義之間或壓在遵義市中部，出現(xiàn)較少也容易被預(yù)報(bào)員忽略。

3 資料收集和分析方法的確定

3.1 靜止鋒天氣個例的收集

通過普查2011—2015年5—6月的預(yù)報(bào)值班分析記錄，在此基礎(chǔ)上收集分析云貴靜止鋒影響時08時、20時地面天氣圖，并根據(jù)靜止鋒形狀和位置統(tǒng)計(jì)云貴靜止鋒影響天氣個例，共有個例242個，其中Ⅰ型222個，Ⅱ型10個，Ⅲ型10個。同時收集分析這242個個例對應(yīng)時段的遵義各縣站白天(夜晚)降雨量、最低(最高)溫度實(shí)況數(shù)據(jù)。

3.2 預(yù)報(bào)區(qū)域劃分

對遵義市城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)考核站點(diǎn)按照所處地理位置，并以遵義城區(qū)為中心進(jìn)行劃分，西部區(qū)域：赤水(57609)、習(xí)水(57614)、桐梓(57606)、仁懷(57710)；中部區(qū)域：遵義(57713)、播州(57717)、匯川(57712)、綏陽(57720)；北部區(qū)域：正安(57625)、道真(57623)、務(wù)川(57634)；東部區(qū)域：湄潭(57722)、鳳岡(57723)、余慶(57729)。

3.3 晴雨和溫度統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

若4個站次為一個區(qū)域，降雨站次>2個，為區(qū)域有雨；若3個站次為一個區(qū)域，降雨站次≥2個為區(qū)域有雨，以此來統(tǒng)計(jì)分析各區(qū)域晴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率；根據(jù)遵義城鎮(zhèn)精細(xì)化溫度預(yù)報(bào)方法，首先依據(jù)850 hPa溫度和各種模式2 m溫度算出遵義(57 713)站的最低、最高溫度，并將T713溫度作為基準(zhǔn)溫度，用以下關(guān)聯(lián)式來預(yù)報(bào)各區(qū)域溫度，T北=T713+1 ℃，T中：T717=T712=T713-1 ℃,T720=T713，T東：T722=T723=T713,T729=T713+1 ℃，T西：T710=T713，T606=T713-1 ℃,T614=T713-2 ℃,T609=T713+2或者3 ℃，通過建立各區(qū)域溫度與遵義站的對應(yīng)關(guān)系，統(tǒng)計(jì)實(shí)況中滿足這種關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)確率，以便掌握靜止鋒影響時的溫度預(yù)報(bào)策略。

4 靜止鋒出現(xiàn)頻數(shù)分析

以08時地面天氣圖中靜止鋒鋒面所處位置和形狀對白天晴雨和最高溫度的影響，20時地面天氣圖中靜止鋒鋒面所處位置和形狀對夜晚晴雨和最低溫度的影響進(jìn)行分析(以下同)，同時記錄個例數(shù)。通過對靜止鋒位置和形狀個例出現(xiàn)次數(shù)分析，見表1分析可以看出，Ⅰ型靜止鋒的次數(shù)最多，占92%，也就是說靜止鋒常呈西北東南向形狀。再將Ⅰ型靜止鋒進(jìn)行細(xì)分，從圖1可以發(fā)現(xiàn)，Ⅰ2型靜止鋒出現(xiàn)次數(shù)最多，其次是Ⅰ1型，Ⅰ3型出現(xiàn)次數(shù)最少，說明處于云貴邊界時候最多，見圖1。

表1 2011—2015年5—6月白天和夜間各型靜止鋒出現(xiàn)次數(shù)Tab.1 The total number of stationary fronts on May and June from 2011 to 2015

圖1 Ⅰ型中各類在白天和夜間出現(xiàn)次數(shù)Fig.1 The number of different kinds in typeⅠ

5 靜止鋒降雨概率分析

5.1 Ⅰ型靜止鋒不同位置降雨概率分析

通過對Ⅰ型靜止鋒降雨概率進(jìn)行分析，由表2分析可以看出，Ⅰ1型靜止鋒，白天西部降雨概率為51.4%，其余區(qū)域降雨概率不足50%，而夜間降雨概率達(dá)到了60%～75%；Ⅰ2型靜止鋒，白天中部和東部降雨概率超過50%，分別為56.5%和54.3%，西部、北部降雨概率不足50%，夜間各區(qū)域降雨概率均超過50%，且西部稍低為52.9%外，其余區(qū)域都在60%～70%的降雨概率；Ⅰ3型靜止鋒，白天和夜間各區(qū)域整體降水概率均沒超過50%。因此Ⅰ型靜止鋒影響時，從降雨概率來講，白天降雨應(yīng)該充分考慮其所處位置，分區(qū)域考慮是否報(bào)雨，夜間盡可能報(bào)雨，以此提高城鎮(zhèn)精細(xì)化預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

5.2 靜止鋒Ⅱ1型和Ⅲ型降雨概率分析

本次統(tǒng)計(jì)過程中，只統(tǒng)計(jì)到了Ⅱ1靜止鋒，即鋒面處于云貴邊界為準(zhǔn)南北向，對于鋒面處于貴州中西部、貴州中東部呈準(zhǔn)南北向這次未統(tǒng)計(jì)到相應(yīng)個例，說明在這個時段準(zhǔn)南北向靜止鋒鋒面位于以上區(qū)域相應(yīng)很少或沒有。對于Ⅱ1型靜止鋒在白天的降雨概率除北部顯示為50%外，其余均低至25%；當(dāng)為夜間時，除西部縣市降雨概率低于20%外，其余均高于50%，東部最高為83.3%，具體見表3。

表2 Ⅰ型靜止鋒分布時各區(qū)域白天和夜間降雨概率統(tǒng)計(jì)Tab.2 Rainfall probability statistics of different regions in typeⅠ

表3 2011—2015年5—6月各區(qū)域Ⅱ型和Ⅲ型降雨概率統(tǒng)計(jì)Tab.3 Rainfall probability statistics of typeⅡ and typeⅢ on May and June from 2011 to 2015

當(dāng)靜止鋒為Ⅲ型控制即鋒面為準(zhǔn)東西向并在貴陽遵義之間或壓在遵義上空時，白天和夜間各區(qū)域降水概率在22.2%～33.3%之間，這也說明該型靜止鋒較干，降雨概率低。

6 受靜止鋒影響時遵義各地溫度準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)分布情況

6.1 各型靜止鋒影響下溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性分析

利用已確定的溫度預(yù)報(bào)關(guān)聯(lián)性方法來計(jì)算各區(qū)域溫度，由表4分析可以看出，中部關(guān)聯(lián)性最好、正確率最高，然后依次為東部，北部和西部。從最高溫度和最低溫度分開來看，各區(qū)域最低溫度滿足這種關(guān)聯(lián)性的概率均高于最高溫度，并且都超過了88%，而最高溫度關(guān)聯(lián)性最好的是中部，最差的是西部。這說明，靜止鋒天氣影響下，最低溫度的預(yù)報(bào)受靜止鋒位置和形狀影響比較小，但是最高溫度受靜止鋒鋒面影響較大。

表4 5—6月靜止鋒影響下溫度準(zhǔn)確率概率統(tǒng)計(jì)Tab.4 Probability statistics of temperature accuracy on May and June

6.2 Ⅰ型靜止鋒影響下溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性分析

通過對Ⅰ型靜止鋒處于不同位置的溫度準(zhǔn)確率進(jìn)行分析，由表5可以看出，當(dāng)靜止鋒呈Ⅰ1型或Ⅰ2型時，西部和北部的最高溫度滿足關(guān)聯(lián)性的概率較低，在75%以下；當(dāng)靜止鋒呈Ⅰ3型分布時，北部和東部的最高溫度滿足關(guān)聯(lián)性的概率較低，在80%以下。那么，在實(shí)際工作中遇到不同類型的靜止鋒分布時，最高溫度預(yù)報(bào)就可以參考以上各區(qū)域的概率統(tǒng)計(jì)來做適當(dāng)調(diào)整，距離鋒面較近的區(qū)域溫度預(yù)報(bào)用常規(guī)方法準(zhǔn)確率不高，應(yīng)更多參考集合優(yōu)選。

表5 5—6月各區(qū)域Ⅰ型靜止鋒影響下溫度準(zhǔn)確率概率統(tǒng)計(jì)Tab.5 Probability statistics of temperature accuracy in typeⅠ

6.3 Ⅱ1型和Ⅲ型靜止鋒影響下溫度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性分析

Ⅱ1型和Ⅲ型靜止鋒個例較少，分析可能不具有代表性，但對其溫度準(zhǔn)確率分析，由表6可知，最高溫度關(guān)聯(lián)性西部較差，但如果將西部區(qū)域與T713溫度的關(guān)系調(diào)整為：T西：T710=T713+1 ℃，T606=T713,T614=T606-0.5 ℃,T609=T606+4 ℃，再計(jì)算最高溫度，其準(zhǔn)確率即可上升至88.5%。

表6 5—6月靜止鋒Ⅱ型和Ⅲ型影響下溫度準(zhǔn)確率概率統(tǒng)計(jì)Tab.6 Probability statistics of temperature accuracy in typeⅡ and typeⅢon May and June

7 小結(jié)

①5—6月靜止鋒呈西北東南向最多，夜間降雨概率比白天降雨概率大，靜止鋒對最低溫度的影響比較小，對最高溫度的影響比較明顯，因此最高溫度的預(yù)報(bào)需要分區(qū)域考慮。

②對于Ⅰ型靜止鋒影響時，白天應(yīng)充分考慮鋒面所處位置，分區(qū)考慮是否報(bào)雨。

③當(dāng)靜止鋒為準(zhǔn)南北向的Ⅱ1型和東西向的Ⅲ型時，白天降雨概率均比較低。

④當(dāng)靜止鋒為Ⅲ型時，遵義原溫度預(yù)報(bào)方法對于西部區(qū)域最高溫度的預(yù)報(bào)基本失效，通過調(diào)整預(yù)報(bào)思路，最高溫度準(zhǔn)確率即可上升至88.5%。

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