數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在氣象預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

李幫英

摘 要：隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，氣象觀測能力與氣象預(yù)報(bào)模式不斷完善，數(shù)值預(yù)報(bào)在航空氣象預(yù)報(bào)的優(yōu)勢日益凸顯出來?；谝陨险J(rèn)識，本文通過分析數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)資料類別，在雷暴對流產(chǎn)生原因的判斷及預(yù)報(bào)、飛機(jī)積冰產(chǎn)生原因的判斷及預(yù)報(bào)、飛機(jī)顛簸預(yù)報(bào)、航天預(yù)報(bào)中WAFS產(chǎn)品的應(yīng)用等方面對數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)資料在氣象預(yù)報(bào)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品；氣象預(yù)報(bào)；數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)資料

中圖分類號：S165 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180233215

現(xiàn)代數(shù)值預(yù)報(bào)是通過氣象相關(guān)信息的采集、監(jiān)測、模式輸出等相應(yīng)流程后，制出一定天氣要素的預(yù)報(bào)方式。數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在氣象預(yù)報(bào)中的應(yīng)用的探究，對提高雷暴、積冰等氣象預(yù)報(bào)的正確性，提高氣象服務(wù)水平，保障航空客戶的生命財(cái)產(chǎn)安全有重要意義。

1 數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)資料類別

飛機(jī)飛行的特定要求決定了航空天氣預(yù)報(bào)的重點(diǎn)，一般來說，航空預(yù)報(bào)包括：飛機(jī)顛簸情況、雷暴對流、飛機(jī)積冰、云高、能見度等內(nèi)容。在過去的幾十年，我國航空天氣預(yù)報(bào)主要通過氣象圖和傳真機(jī)的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)氣象中心發(fā)布內(nèi)容的接收。但氣象預(yù)報(bào)人員雖然得到信息，但只能靠猜測來得到氣象狀況發(fā)生的時(shí)間、物理量和地點(diǎn)的變化。現(xiàn)階段，通信技術(shù)日益發(fā)展，計(jì)算機(jī)成本降低使得預(yù)報(bào)人員可以使用更多的數(shù)值預(yù)報(bào)相關(guān)產(chǎn)品。我國現(xiàn)在廣播WAFS數(shù)值預(yù)報(bào)NWP格點(diǎn)資料，包括間隔為6h，預(yù)報(bào)時(shí)間6～36h，100～700共7個(gè)層次風(fēng)場U、V分量和溫度的亞洲格點(diǎn)場產(chǎn)品。此外，格點(diǎn)資料有400～900hpa垂速度與相對濕度的類型，200～900hpa的高度場類型等。

2 數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)資料在氣象預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

2.1 對雷暴對流產(chǎn)生原因的判斷及預(yù)報(bào)

NWP系統(tǒng)參數(shù)不是固定的，比如：如果預(yù)報(bào)時(shí)間段為10h的WAFS預(yù)報(bào)資料，預(yù)測人員可以將水汽運(yùn)動(dòng)散度在800hpa情況時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算出來，然后在一張較為詳盡的地形圖紙上進(jìn)行疊加。工作人員在運(yùn)算水汽運(yùn)動(dòng)速率時(shí)，由于底層水汽的集聚對雷暴有影響，可用對水汽通量輻合進(jìn)行計(jì)算的辦法來預(yù)測。當(dāng)850hpa上升到250hpa時(shí)，工作人員通過計(jì)算上升氣塊同環(huán)境溫度的差異，可以計(jì)算出此層次的氣塊受到浮力的大小，此浮力數(shù)值表示氣塊在從850～250hpa之間可能出現(xiàn)的氣象問題，在估測雷暴的高度和強(qiáng)度方面有重要的價(jià)值。上文提到的水汽通量序列圖可以對不用時(shí)間點(diǎn)的底層水汽輻合對流發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測。此預(yù)報(bào)產(chǎn)品針對對流構(gòu)造進(jìn)行預(yù)報(bào)的的指標(biāo)有以下2個(gè)：對低層溫度場，水汽場每天變化的影響，證明白天對流穩(wěn)定度低；海陸加熱不均勻，以及由于地形原因產(chǎn)生海陸風(fēng)和低層水汽通量輻合的綜合影響。此外，氣塊浮力要素對低層溫度、水汽多少和對流層頂部構(gòu)造的變化也有影響，工作人員在判斷雷暴發(fā)展高度時(shí)，可以通過氣塊受到零浮力處的位置和氣塊穿過對流層所受阻力的變化進(jìn)行判斷。

2.2 對飛機(jī)積冰產(chǎn)生原因的判斷及預(yù)報(bào)

飛機(jī)的積冰問題對飛機(jī)安全行駛有重要影響，在我國的晚秋初冬和冬末早春時(shí)節(jié)，經(jīng)常發(fā)生飛機(jī)積冰現(xiàn)象。飛機(jī)發(fā)生積冰，會大大影響其功能使用和性能變化：如小型飛機(jī)過度增重承載超限或飛機(jī)升力減弱等。飛機(jī)在-14～0℃的區(qū)域遇到有一定規(guī)模的冷水滴時(shí)，容易發(fā)生積冰，在-5～-9℃的區(qū)域積冰最為嚴(yán)重。通過WAFS的格點(diǎn)預(yù)報(bào)信息，工作人員可以在分析相對濕度后。預(yù)測飛機(jī)積冰的指數(shù)，其公式如下：積冰指數(shù)=（（RH-50）×2）×（T×（T+14/-49））數(shù)值RH代表相對濕度，T則表示環(huán)境溫度，飛機(jī)的積冰指數(shù)表飛機(jī)積冰可能在什么地方出現(xiàn)。為使得飛機(jī)積冰出現(xiàn)位置、高度等參數(shù)更加明確，工作人員通過在每條航線上設(shè)置積冰預(yù)報(bào)產(chǎn)品，然后分析航線剖圖，對顯示的積冰情況進(jìn)行預(yù)算。

2.3 對飛機(jī)顛簸的預(yù)報(bào)

飛機(jī)顛簸，指飛機(jī)發(fā)生振顫、搖晃等現(xiàn)象，使得飛機(jī)駕駛員對飛機(jī)的操控困難。飛機(jī)顛簸的嚴(yán)重程度與遇到亂流的大小，本身飛行的時(shí)速和飛機(jī)的體積有關(guān)。此外，氣層的風(fēng)切變大時(shí)，會出現(xiàn)氣層的垂直反轉(zhuǎn)情況，當(dāng)飛機(jī)通過急流時(shí)，且飛機(jī)垂直風(fēng)切變大，會造成飛機(jī)顛簸。NWP系統(tǒng)對區(qū)域氣象變化的呈現(xiàn)并不確切，只能通過對區(qū)域氣象平均值進(jìn)行預(yù)報(bào)。

2.4 航天預(yù)報(bào)中WAFS產(chǎn)品的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國航天預(yù)報(bào)WAFS數(shù)值產(chǎn)品在溫度和高空風(fēng)的預(yù)告方面應(yīng)用最廣。WAFS數(shù)值產(chǎn)品垂直分層較為豐富，將溫度和高空風(fēng)的預(yù)告圖包含其中，可以在全球范圍內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用。航空公司根據(jù)自身需求，可隨意制定多個(gè)區(qū)域的高空風(fēng)、溫度氣象、以及對流頂層的預(yù)報(bào)圖，WAFS數(shù)值產(chǎn)品資料還可以根據(jù)自身需要制作速度、降水場，垂直速度等方面的預(yù)報(bào)圖。此外，工作人員通過溫度和高空風(fēng)的預(yù)告場數(shù)據(jù)分析，能夠制作航線分析圖。

3 結(jié)語

工作人員通過運(yùn)用數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對水汽通量輻合進(jìn)行計(jì)算，可預(yù)測雷暴對流產(chǎn)生的強(qiáng)度與高度；使用WAFS的格點(diǎn)預(yù)報(bào)信息，可以分析飛機(jī)積冰的位置和高度；WAFS數(shù)值產(chǎn)品同時(shí)可以準(zhǔn)確進(jìn)行溫度和高空風(fēng)的預(yù)告。通過分析可得，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品在氣象預(yù)報(bào)中的應(yīng)用的探究，對提高雷暴、積冰等氣象預(yù)報(bào)的正確性，提高氣象服務(wù)水平，保障航空客戶的生命財(cái)產(chǎn)安全有重要意義。因此，氣象部門應(yīng)在以上方面，實(shí)現(xiàn)對數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的使用。