CPEFS模式產(chǎn)品在西藏一次人影服務(wù)保障過程中的檢驗

德吉白瑪 益西卓瑪 阿旺白姆

（1.西藏自治區(qū)人工影響天氣中心，西藏 拉薩 850000；2.山南市氣象局氣象臺，西藏 山南 856000）

0 引言

人工影響天氣（以下簡稱“人影”）作為氣象防災(zāi)減災(zāi)的重要手段，在減輕和預(yù)防氣象災(zāi)害等方面發(fā)揮的作用越來越大［1］。其內(nèi)涵是合理利用氣候資源，在適當?shù)沫h(huán)境條件下，通過雷達、衛(wèi)星、氣象監(jiān)測系統(tǒng)、氣象觀測站等氣象技術(shù)的輔助，利用飛機、高炮工具以及火箭等對大氣中的局部云體部位發(fā)射干冰、碘化銀等，使其發(fā)生物理、化學等變化由此實現(xiàn)預(yù)期的氣象影響，實現(xiàn)增雨（雪）、防雹等目的的活動，從而減輕或避免氣象災(zāi)害對人民生活、生產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失和影響。使人類抵御自然的能力得到提升，保證農(nóng)事活動以及其他社會活動的落實具備更強的靈活性。當前大型社會活動日新月異，人影作業(yè)可以有效地起到輔助作用，為推進大型社會活動順利進行，人影服務(wù)保障作業(yè)可以有效滿足一些重大的社會活動對天氣有特殊的要求，在技術(shù)條件、天氣條件和后續(xù)保障物資設(shè)備均具備的情況下，可適時通過人影作業(yè)滿足重大社會活動順利進行所需求的天氣條件［2-3］。

目前，就西藏人影業(yè)務(wù)而言，可用的CAMS 人影模式產(chǎn)品有兩種：CPEFS 模式和GRAPES_CAMS 模式。CPEFS 模式以中尺度天氣數(shù)值模式WRF（V3.5）為動力框架，耦合中國氣象局人工影響天氣中心研發(fā)的云降水顯式方案（CAMS 云分辨方案），開發(fā)出人工影響天氣數(shù)值產(chǎn)品，形成云降水顯式預(yù)報系統(tǒng)（CPEFS_V1.0），模式系統(tǒng)產(chǎn)品主要有4 大類，包括云宏觀場、云微觀場、云垂直結(jié)構(gòu)和降水場。與2014 年業(yè)務(wù)運行的MM5_CAMS 和GRAPES_CAMS 人工影響天氣模式預(yù)報產(chǎn)品相比，增加了云量、相對濕度、雷達反射率、雷達組合反射率、云底高度、云底溫度等7 個預(yù)報物理參量［4］。

本文選取2018 年8 月26 日在山南市乃東區(qū)舉辦的第二屆中國西藏雅礱文化節(jié)的人影服務(wù)保障的天氣過程，從環(huán)流場、云系宏觀特征、衛(wèi)星反演、降水等方面檢驗分析了CPEFS 模式預(yù)報產(chǎn)品對本次天氣過程的預(yù)報準確性。

1 天氣過程分析

2018年8月26日20時，ECMWF 500hPa環(huán)流場中高緯度呈“兩槽一脊”型，西藏高原為明顯的“鞍型場”，西藏自治區(qū)山南市乃東區(qū)處在高空槽前，受西南氣流控制，南部水汽輸送條件較好。200hPa高空天氣圖上處于高壓底部偏東北風控制，且高低空存在風場切變（圖1），因此該時段內(nèi)出現(xiàn)對流性天氣的可能性較大。

圖1 2018年8月26日20時500hPa和200hPa高度場和風場

2 模式產(chǎn)品檢驗

針對山南市乃東區(qū)人影作業(yè)，選取開幕式當日14、17 和20 時三個時刻（北京時）的CPEFS 模式預(yù)報云宏觀場的云帶產(chǎn)品（圖2）、云頂高度和云頂溫度與FY2 反演云產(chǎn)品進行對比分析。圖中FY2 反演云產(chǎn)品黑體亮溫的色標值范圍在-70～70℃之間，CPEFS 模式預(yù)報云帶的色標值范圍在0.01～80mm 之間。

圖2 衛(wèi)星反演的黑體亮溫（左）與CPEFS預(yù)報的云帶（右）

從FY2 反演產(chǎn)品黑體亮溫上可以看出：云系自西南向東北方向移動，26 日14 時移至山南東南部，云層較薄，黑體亮溫在-40℃左右；17時隨著云系東移北上至山南東北部；云層增厚，黑體亮溫在-60℃左右；20時云系減弱。

從模式預(yù)報的云帶產(chǎn)品可以看到：26 日14 時山南市周邊有一定的云系覆蓋但分布較為分散，與實況相比，位置、云帶覆蓋范圍及移向較為一致；17時云帶繼續(xù)自西南向東北方向移動，山南東北方向的云系與實況較為一致，而西南方向的云系較實況略弱，覆蓋范圍略?。?0 時云帶移至山南東南部，與實況相比略偏東。

由此可見，模式預(yù)報山南范圍內(nèi)的云系發(fā)展演變、云系位置、移向與實況相比較為一致，云系均自西南向東北方向移動，但模式預(yù)報的云系整體比實況略偏慢。

針對山南市不同時刻云系的發(fā)展階段，對比三個時刻的CPEFS 模式預(yù)報的云頂高度（溫度）和衛(wèi)星反演的云頂高度（溫度）產(chǎn)品（圖3、圖4），來檢驗云系的宏觀特征。圖中FY2 反演云產(chǎn)品云頂高度和CPEFS模式預(yù)報云頂高度的色標值范圍在1～16km之間，F(xiàn)Y2反演云產(chǎn)品云頂溫度和CPEFS 模式預(yù)報云頂溫度的色標值范圍在-80～20℃之間。

圖3 衛(wèi)星反演的云頂高度（左）與CPEFS預(yù)報的云頂高度（右）

從衛(wèi)星反演的云頂高度（溫度）產(chǎn)品可以看出，山南市云系的云頂高度在1～10km 之間，云頂溫度在-50～0℃之間。CPEFS 模式預(yù)報的云頂高度在1～12km 之間，云頂溫度在-60～0℃之間?？傮w來說，CPEFS 模式預(yù)報的山南市云頂高度和云頂溫度較實況偏高。

3 降水場檢驗分析

根據(jù)CPEFS 模式，嚴格按照“五段式”業(yè)務(wù)要求，制作過程預(yù)報、潛力預(yù)報及臨近預(yù)警，并實施人工干預(yù)地面作業(yè)，實況降水量為0.1mm。CPEFS 模式24 小時降水量預(yù)報（圖5）中可以看出山南區(qū)域降水量小于0.1mm，與人影作業(yè)保障后的作業(yè)區(qū)實況降水量0.1mm基本一致。

圖5 降水實況分布（左）和CPEFS模式24h降水預(yù)報（右）

4 結(jié)論

針對受高空槽前西南氣流影響的2018 年8 月26日人影服務(wù)保障，綜合天氣過程、云系宏觀特征、降水場等特征，CPEFS 模式對此次天氣過程具有一定的預(yù)報能力。

（1）CPEFS 模式預(yù)報的此次過程云系發(fā)展演變、云系位置、移向與實況相比，較為一致，云系均自西南向東北方向移動，但模式預(yù)報的云系整體比實況相比略偏慢。

（2）CPEFS模式預(yù)報的此次過程中不同時刻的云系發(fā)展階段，檢驗得出云系宏觀特征與實況相比略偏高。

（3）CPEFS 模式預(yù)報的降水量與人影保障后的實況降水量基本保持一致。

在本次人影服務(wù)保障中，CPEFS 模式較好的預(yù)報了天氣過程，但是由于西藏復(fù)雜的地形地貌和獨特的局地性天氣特征，模式預(yù)報與實況的準確性存在一定的差距。