眉山一次過程降水量級偏差分析

趙媛 楊迪 王雪芹

摘 要：本文以2017年7月20日-21日眉山市出現(xiàn)的一降水天氣過程為例，從預報偏差的原因出發(fā)，利用數(shù)值分析預報產(chǎn)品資料，對預報與實況進行對比分析，對此次過程發(fā)生前后的天氣形勢、物理量場進行了細致分析，結(jié)果表明：預報員過分依賴數(shù)值產(chǎn)品的降水預報，以及各類模式的不穩(wěn)定性，導致預報值與實況值存在偏差。

關(guān)鍵詞：暴雨;物理量場;預報偏差;數(shù)值預報產(chǎn)品

四川盆地是我國暴雨的高頻中心之一。眉山位于四川盆地成都平原西南部，而據(jù)劉慶對四川暴雨氣候背景分析中提到的，四川三個暴雨區(qū)，眉山正處于青衣江暴雨區(qū)內(nèi)。四川暴雨主要在5-10月，區(qū)域性暴雨主要在7-8月。

現(xiàn)代預報無論從技術(shù)上還是資料上都有很大的提升，對于預報員做預報分析來說都有很大的好處，但如何利用好，如何提高對各類災害性天氣預報的準確度以及時效性，依然是難點。

2017年8月20日20時～21日20時眉山市普降小雨，部分地方中雨，局部大雨，實況與預報出現(xiàn)了偏差，預報考慮大雨到暴雨，個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)大暴雨，本文利用過程發(fā)生前的天氣形勢以及物理量場進行分析;對比數(shù)值預報產(chǎn)品資料，對這次過程預報量級的誤差原因進行了較全面深入的分析，以便能從中找到一些導致預報偏差的原因，提高預報員對于降水量級的預報水平。

一、過程概況

2017年8月20日20時～21日20時，眉山市普降小雨，部分地方中雨，局部大雨，過程主要集中在21日03時到07時，最大降雨量在仁壽縣古佛村42.6毫米，全市共 177站，超過25毫米有 13站。

前期根據(jù)數(shù)值預報分析考慮此次過程明顯，考慮雨量普遍在40-70毫米，個別可達100毫米，但實況降水量級偏小，所以根據(jù)實況和回顧數(shù)值預報的分析，來總結(jié)偏差的原因。

二、形勢場分析

20日08時200hPa盆地西部沿山一帶有分流區(qū)，抽氣作用明顯。500hPa歐亞中高緯地區(qū)為兩槽一脊型，青藏高原至川西高原北部有橫槽，副高588控制盆地大部，盆地大部受偏南氣流的控制，且濕度條件較好。700hPa甘南至盆地西部沿山有氣旋性低值系統(tǒng)存在，且在其北側(cè)有明顯的溫度槽存在，整體盆地西部沿山一帶為濕度飽和區(qū)。850hPa盆地為氣旋性輻合，且濕度條件好。

20時500hPa川西高原西北部有切變線，副高588西伸至川西高原東部，盆地大部分地方依舊受副高控制;700hPa盆地為西南氣流，在甘肅南部有切變線存在，盆地大部濕度條件較好，850hPa盆地東部有倒槽（圖略）。

三、物理量場

1.實況數(shù)據(jù)。溫江站點20日08時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：K指數(shù)達到40、沙氏指數(shù)-1.84、對流有效位能為到1341J/kg，20時K指數(shù)上升至43.5，對流有效位能為到3300.6 J/kg，為晚上的降水再次提供能量。

根據(jù)溫江站各高度層與850hPa假相當位溫差中可知：假相當位溫隨高度減小，對流不穩(wěn)定，有利于強對流天氣的產(chǎn)生。

2.物理量。采用與暴雨有關(guān)的物理量渦度，散度，假相當位溫，水汽通量散度4個數(shù)據(jù)NCEP1×1°再分析場，來分析這場降水。渦度常用來表征系統(tǒng)的強度。8月21日渦度圖：在降水集中式時段21日03時到07時，渦度在高層有負渦度，低層是正渦度，而高低層相配置，反映有垂直上升運動。

假相當位溫是綜合表征大氣溫度和濕度的參數(shù)，假相當位溫的大小值區(qū)在一定程度上代表了濕靜力能量的高低能區(qū)。在同一氣壓條件下，假相當位溫越大空氣越暖濕，反之，空氣越干冷。8月21日在降水時段低層有干冷空氣，高層是暖濕空氣，而冷暖空氣的交匯也是對此次降水有利，但高低層冷暖空氣都較弱，因此對流不穩(wěn)定也較弱，不利于強降水的產(chǎn)生。散度是表征流體水平輻散程度的一個物理量，20日的散度圖中低層有弱輻合，但高層有輻合和輻散，因此高地空的配置并不有利于強對流天氣的產(chǎn)生。

較大降水預報時不僅要關(guān)注是否有很好的水汽輸送，更要關(guān)注是否有水汽輻合。特別是低層的水汽通量輻合，對降水強度的貢獻十分明顯。在20日降水最明顯階段21日02時左右低層明顯水汽輻合，這個時間段有很好的水汽輸送，為降水提供充足的水汽。

四、歐洲數(shù)值預報產(chǎn)品表現(xiàn)

19日08時EC數(shù)值預報20日20時形勢場顯示：500hPa副高依舊控制盆地，青藏高原低值系統(tǒng)未來東移影響盆地，眉山市受偏南氣流影響，低層濕度條件好，20日08時EC數(shù)值預報20日20時形勢場顯示：500hPa副高略有所東退，眉山市受偏南氣流影響，700hPa盆地北部到南部有明顯的切變，且850hPa眉山地區(qū)有明顯的氣旋輻合。EC對于700和850比濕的預報在眉山范圍內(nèi)強度都較大，對于強降水十分有利（圖略）。

各類數(shù)值模式預報的降水量級差別較大。EC降水預報20日20時～21日20時眉山市范圍內(nèi)降水為小到中雨降級，中雨量級考慮在眉山中部地區(qū)，T639降水預報20日20時～21日20時則考慮眉山東部小雨，西部大雨到暴雨。

Grapes模式只考慮在眉山西部小到中雨，東部不考慮有降水，西南區(qū)域模式在東部考慮小雨，局部中到大雨。模式的不確定性，也是導致對此次降水過程量級的把握不準確的原因之一。

分析19日20時起報20時相對濕度和垂直速度時序圖得知：低層相對濕度在 80%左右，且有一定的垂直運動;同時從水汽通量散度時間序列圖（圖1）可以看到有水汽輻合，雖然持續(xù)時間短較，但輻合明顯，對于降水的量級的把握有一定難度。

五、降水量級偏差的原因

通過對此次降水進行總結(jié)與反思，預報與實況的差別原因：

1.這次降水的預報難點是大尺度環(huán)流形勢的配置很好，但物理量場存在一些不利因素，且數(shù)值預報模式不確定性也是導致此次降水量級把握偏差的原因。

2.預報員對數(shù)值預報產(chǎn)品過分依賴，但數(shù)值模式存在一定的不確定性，對于同一過程模式之間降水量級的預報有明顯的差異性，但EC等數(shù)值產(chǎn)品的物理量預報又有利于強降水的產(chǎn)生，這也影響了預報員的預報，因此，預報員在今后系統(tǒng)分析中，應注意分析在大尺度系統(tǒng)影響下的中小尺度系統(tǒng)的演變，提高對于過程雨量預報的準確度。

3.對于各類預報資料的運用還是不夠充分，對于各類實況數(shù)值的變化以及地面站點實時數(shù)據(jù)變化及時關(guān)注，也是導致此次降水量級有所偏差的原因。

六、結(jié)語

通過對此次降水過程降雨量級的預報偏差，我們總結(jié)出以下經(jīng)驗：預報員在關(guān)注大尺度系統(tǒng)對天氣的影響下，忽略了實時變化，過度依賴數(shù)值預報，在數(shù)值預報模式不確定因素較大的情況下，需要多做分析，考慮周全，提高對于天氣圖的分析能力，以及靈活的運用各類預報產(chǎn)品。在形式場有利的情況下，也要多分析注意物理量場的變化，來提高對于降水量級預報的準確度。

參考文獻：

[1]劉 慶，詹兆渝，陳文秀 四川暴雨氣候背景分析.氣候分析與研究.

[2]鄒錦明，楊曉琳等.一次夏季暴雨過程預報偏差原因分析[J].高原山地氣象研究，2009：63～65.

作者簡介：趙媛（1991—）女，漢族，江蘇省徐州市銅山縣人，本科，助理工程師，從事短期天氣預報工作。