河南“21·7”特大暴雨常規(guī)與擾動(dòng)天氣形勢分析

錢維宏， 孔海江， 趙培娟， 任靜靜， 張銀意

1 中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所/廣東省區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣州 510641 2 北京大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系， 北京 100871 3 中國氣象局·河南省農(nóng)業(yè)氣象保障重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 鄭州 450003 4 河南省氣象臺(tái)， 鄭州 450003 5 安陽國家氣候觀象臺(tái)， 河南安陽 455000 6 連云港市氣象局， 江蘇連云港 222000

0 引言

河南省作為東亞季風(fēng)區(qū)中的內(nèi)陸省份，每年的降水主要出現(xiàn)在7月中下旬至8月上旬，省會(huì)城市鄭州6—8月多年平均降水量在340 mm左右.黃淮氣旋是造成河南降水的主要天氣過程(楊貴名等，2006；梁鈺等，2010；馮伍虎等，2001；蘇愛芳等，2016).此外黃淮低渦也可造成河南北中部強(qiáng)降水(張一平等，2013).河南中南部的持續(xù)性暴雨則與低槽(低渦)、切變線和臺(tái)風(fēng)低壓(臺(tái)風(fēng)倒槽)有關(guān)(孔海江等，2012).

導(dǎo)致河南極端暴雨的天氣形勢往往與臺(tái)風(fēng)活動(dòng)有關(guān)(張少林等，2001；張?zhí)K平等，2006)，比較典型的如河南“75·8”特大暴雨(丁一匯等，1978).1975年8月5—7日，河南南部觀測到1天、3小時(shí)和1小時(shí)最大降水量分別為1060.3 mm、495 mm和189.5 mm(丁一匯，2015).這場特大暴雨的直接原因是，1975年3號(hào)臺(tái)風(fēng)蓮娜在福建登陸后，其減弱的熱帶低壓環(huán)流，經(jīng)贛南和湖北，進(jìn)入河南，在河南南部停滯或徘徊長達(dá)20多個(gè)小時(shí)(丁一匯，2015).總降水量的一半集中在最后6h，成為7日致災(zāi)最嚴(yán)重的降水.

時(shí)隔46年，2021年7月17—22日，河南省中北部地區(qū)再次遭遇罕見的暴雨過程，其中7月19—21日連續(xù)3天出現(xiàn)特大暴雨.特大暴雨導(dǎo)致了全省150個(gè)縣(市、區(qū))1663個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)1453.16萬人受災(zāi).這次特大暴雨與“75·8”暴雨類似，也是與華東登陸的臺(tái)風(fēng)(“煙花”)有關(guān).本文對這次河南中北部特大暴雨開展復(fù)盤分析(孔海江，2019)，回顧這次特大暴雨業(yè)務(wù)的預(yù)報(bào)，并在進(jìn)一步分析觀測和數(shù)值預(yù)報(bào)信息的基礎(chǔ)上，試圖回答兩個(gè)問題：產(chǎn)生特大暴雨的核心天氣系統(tǒng)是什么？什么信息對業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)有作用？

1 資料和方法

分析中使用了區(qū)域自動(dòng)氣象站和國家自動(dòng)氣象站的降水觀測、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波組合反射率、高空天氣圖，以及數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品等，大部分資料來源氣象臺(tái)站業(yè)務(wù)平臺(tái)上可以獲得的資料與圖像信息.日本葵花衛(wèi)星真彩色云圖來自北京大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系.數(shù)值預(yù)報(bào)主要使用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的分析和未來10天的預(yù)報(bào)產(chǎn)品.其中本文所用的擾動(dòng)天氣圖由北京大學(xué)季風(fēng)與環(huán)境組根據(jù)歐洲模式產(chǎn)品制作，已在中央氣象臺(tái)和多個(gè)省市氣象臺(tái)業(yè)務(wù)使用(錢維宏，2015).

本文使用擾動(dòng)分析方法，該方法已經(jīng)在國內(nèi)外多種極端天氣分析中應(yīng)用過 (錢維宏，2012a,b；Qian，2017；Qian et al.，2021a，b).它是把年循環(huán)的氣候態(tài)分成365天/年×24個(gè)時(shí)次/天=8 760個(gè)時(shí)次的瞬變氣候態(tài)，包含年循環(huán)過程中的逐日變化和日循環(huán)過程中的逐時(shí)變化.用實(shí)況大氣變量或模式產(chǎn)品變量減去瞬變氣候變量得到瞬時(shí)擾動(dòng)分量.理論上講，后者與天氣異常部分，如暴雨的強(qiáng)度和位置有直接的聯(lián)系.本文還利用了瞬變擾動(dòng)分量中渦度擾動(dòng)與比濕擾動(dòng)結(jié)合的濕渦度擾動(dòng)(MVA)指標(biāo)量(Qian et al.，2016).當(dāng)MVA為正值時(shí)，反映大氣條件有利于降水，反之不利于降水，其表達(dá)式為(錢維宏等，2020；Qian et al.，2021a)

(1)

其中q′為比濕擾動(dòng),V′為渦度擾動(dòng).

2 特大暴雨過程

日雨量以當(dāng)日08時(shí)(北京時(shí))至次日08時(shí)24小時(shí)內(nèi)的累計(jì)雨量計(jì)算.17日開始，河南省大部分地區(qū)出現(xiàn)降水，22日降水逐漸減弱.圖1是這次河南中北部出現(xiàn)大降水的7個(gè)自動(dòng)站，從2021年7月17日08時(shí)至22日20時(shí)的逐小時(shí)雨量序列.表1是2021年7月17日08時(shí)至2021年7月22日20時(shí)河南省小時(shí)強(qiáng)降水排序.排在第一位的最大小時(shí)降水量是201.9 mm，出現(xiàn)在鄭州國家站，時(shí)間是20日16—17時(shí).排在第二位的鄭州尖崗站位于鄭州國家站的西南20 km，小時(shí)降水量為158.0 mm，在前10站中出現(xiàn)最早，時(shí)間為20日15—16時(shí)，比鄭州國家站早1個(gè)小時(shí).排在第三位的是距鄭州國家站80 km東北方的新鄉(xiāng)市牧野鄉(xiāng)站，149.9 mm的小時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)在21日20—21時(shí).位列第四位的鄭州市中原區(qū)站的最大小時(shí)雨量144.4 mm發(fā)生在20日15—16時(shí)，在前10站中出現(xiàn)也最早.排在第五位的是在鄭州國家站以北170 km的安陽縣北關(guān)六十五中學(xué)站，22日04—05時(shí)的小時(shí)雨量138.0 mm，在10站中出現(xiàn)的時(shí)間最晚.上述小時(shí)降水站的時(shí)空位置分布大致表明，最大的降水中心是從西南向東北方向，跨越約200 km移動(dòng)的，最大的峰值降水位于鄭州的兩個(gè)站，時(shí)間在20日15—17時(shí).

還有一個(gè)特殊的輝縣萬仙山站，位于鄭州國家站北110 km的太行山前，它的降水從17日延續(xù)到22日，表現(xiàn)出較多的小時(shí)降水峰值，其中最大的2個(gè)小時(shí)降水峰值36.3 mm和29.1 mm分別出現(xiàn)在19日06—07時(shí)和21日22—23時(shí)，過程積累降水量761 mm.這種受山脈地形影響較大的特殊站降水變化與鄭州至鶴壁之間降水峰值的移動(dòng)性不同.

河南降水分時(shí)段的空間分布給出在圖2和圖3中.圖2a是2021年7月17日08時(shí)至23日08時(shí)144小時(shí)(6天)的累計(jì)降水量分布.大于250 mm的降水區(qū)域位于河南省的中北部，降水最大軸線呈西南—東北走向.最大的降水1122.6 mm位于軸線東北部的鶴壁市科創(chuàng)中心，另外兩個(gè)中心在新鄉(xiāng)和鄭州附近，都達(dá)到了900 mm以上.從我國北方6天累計(jì)降水量分布看，大于100 mm或250 mm的累計(jì)降水區(qū)，從河南的中北部，沿太行山以東的河北西部向北延伸(圖略).可見，過程總降水分布與太行山山脈地形有關(guān).

由于鄭州的最大降水發(fā)生在20日的下午，圖2b給出了2021年7月20日08時(shí)至21日08時(shí)24小時(shí)內(nèi)的累計(jì)降水量分布，250 mm以上的大暴雨區(qū)孤立在以鄭州為中心的地區(qū).其中，鄭州市尖崗站24小時(shí)累計(jì)雨量696 mm.大于100 mm的大暴雨區(qū)和大于50 mm的暴雨區(qū)都以鄭州為中心向四周遞減.

圖1 2021年7月17日08時(shí)至22日20時(shí)河南省中北部7個(gè)大降水站逐小時(shí)降水量(mm)序列 (最大小時(shí)降水量201.9 mm出現(xiàn)在20日16—17時(shí)的鄭州國家站)Fig.1 Hourly precipitation (mm) series of seven large precipitation stations in central northern Henan Province from 08∶00 BJT on 17 July to 20:00 BJT on 22 July 2021. The maximum hourly precipitation (201.9 mm) occurred at the Zhengzhou national station from 16∶00 to 17∶00 BJT on 20 July.

表1 2021年7月17日08時(shí)—2021年7月22日20時(shí)河南省小時(shí)雨強(qiáng)排序Table 1 Hourly precipitation intensity rankings in Henan Province from 08∶00 BJT on 17 July 2021 to 20∶00 BJT on 22 July 2021

圖2 (a) 2021年7月17日08時(shí)至7月23日08時(shí)144 h(6天)累計(jì)降水量(mm)和 (b) 2021年7月20日08時(shí)至7月21日08時(shí)24h累計(jì)降水量(mm)Fig.2 (a) Cumulative precipitation (mm) for 144h (6 days) from 08∶00 BJT on 17 July to 08∶00 BJT on 23 July 2021, and (b) Cumulative precipitation (mm) for 24 hours from 08∶00 BJT on 20 July to 08∶00 BJT on 21 July 2021

過程性降水開始于18日(圖1)，該日最大降水出現(xiàn)在西北的沿山地區(qū)，日最大雨量200.5 mm，位于輝縣萬仙山站，而其南側(cè)的鄭州國家站降水只有40 mm(圖3a).19日至21日，河南省中北部連續(xù)3天出現(xiàn)了特大暴雨.19日強(qiáng)降水中心400.6 mm位于魯山縣四棵樹站，其次379.7 mm是在滎陽市環(huán)翠峪站，大于100 mm的大暴雨區(qū)位于鄭州及其西南方向上(圖3b).20日強(qiáng)降水出現(xiàn)在以鄭州為中心的中北部，日最大雨量659.7 mm在鄭州市的侯寨站(圖3c).21日強(qiáng)降水中心移至豫北，日最大雨量777.5 mm出現(xiàn)在鶴壁市的科創(chuàng)中心站，表明強(qiáng)降水中心已移過了鄭州(圖3d).

衛(wèi)星云圖也可以從空間上反映出瞬時(shí)降水云系的位置及其隨時(shí)間的變化.選擇中午的衛(wèi)星真彩色云圖，是考慮在陽光下能夠較好地反映降水云系的分布特征.圖4a中，我國東部大陸及其海上18日14時(shí)有四個(gè)大的云系.我國東北有一個(gè)氣旋云系C0，它的尾端有一個(gè)松散狀分布的對流云系C1，主體在河南上空.此外，在西北太平洋上和南海北部各有一個(gè)臺(tái)風(fēng)云系C2(煙花)和C3(查帕卡).河南上空的云系C1表明，18日的降水多為局地分散分布.

19日14時(shí)(圖4b)，東北的氣旋云系C0向東北方向移動(dòng)并與河南上空的云系C1斷開.河南的云系C1變得更集中與緊密，表明降水在增強(qiáng).西北太平洋上的臺(tái)風(fēng)C2移向西北，南海的臺(tái)風(fēng)云系C3已經(jīng)影響到了廣東沿海.圖3b中的大降水分布與圖4b中河南上空云系C1的位置基本一致，表明19日08時(shí)之后的24小時(shí)降水比較穩(wěn)定.此時(shí)，兩個(gè)臺(tái)風(fēng)云系比河南上空的云系明亮.

20日14時(shí)(圖4c)，河南云系C1的位置與24小時(shí)前相比并沒有明顯的位置移動(dòng)，只在南部范圍收縮，而中心變得更明亮了.此時(shí)，煙花C2的臺(tái)風(fēng)眼最為清楚，表明臺(tái)風(fēng)達(dá)到最強(qiáng).臺(tái)風(fēng)查帕卡云系C3已經(jīng)影響到廣東沿海.東北的氣旋云系C0已經(jīng)移出我國，留下的是河南上空的云系與兩個(gè)臺(tái)風(fēng)云系，它們幾乎有相同的中心亮度和范圍.問題在于，臺(tái)風(fēng)能夠看到明顯的旋轉(zhuǎn)云系，其中心眼處是平靜無降水的.但河南上空的云系集中，尚看不出云系中的旋轉(zhuǎn)特征.河南上空云系的穩(wěn)定形成了20日14時(shí)前后這個(gè)時(shí)段上的強(qiáng)降水.21日14時(shí)(圖4d)，兩個(gè)臺(tái)風(fēng)的云系亮度有所減弱.C1云系的范圍向北有所擴(kuò)展，覆蓋到了河北.這四天中，河南中北部的云系經(jīng)歷了一個(gè)前期范圍收縮與增強(qiáng)的過程和后期范圍擴(kuò)大與北移的過程.

7月20日上午，雷達(dá)回波(圖5)穩(wěn)定維持在平頂山—開封—鶴壁—洛陽圍成的區(qū)域內(nèi)，鄭州位于中心位置，但強(qiáng)回波中心是多地分散的.正午12時(shí)前后，回波從南北兩側(cè)收縮，主體集中到了鄭州段的黃河兩側(cè).13時(shí)30分開始(圖5a)，兩個(gè)強(qiáng)回波集中到了鄭州附近.強(qiáng)回波在15時(shí)匯聚成了一個(gè)中心，位置就在鄭州(圖5b).15時(shí)30分(圖5c),鄭州上空的回波更為集中，而周圍的分散回波在減弱.從15時(shí)30分至16時(shí)36分(圖5d)，位于鄭州上空的回波呈現(xiàn)出局地渦旋的特征，主體回波的空心化特征明顯，鄭州位于空心化渦旋回波的東北側(cè).這種回波渦旋結(jié)構(gòu)到17時(shí)開始減弱(圖5e).18時(shí)(圖5f)，回波的空心化渦旋中心已經(jīng)不可見.所以，造成20日16—17時(shí)鄭州強(qiáng)降水的是一個(gè)尺度小，旋轉(zhuǎn)非常緩慢的渦旋回波.后面的擾動(dòng)氣流分析會(huì)支持渦旋回波的存在.

3 常規(guī)天氣形勢分析

我們從傳統(tǒng)天氣分析和擾動(dòng)天氣分析兩個(gè)方面考察.實(shí)況天氣圖和數(shù)值預(yù)報(bào)模式產(chǎn)品能夠給我們提供哪些預(yù)報(bào)特大暴雨的信息.鄭州能夠在24小時(shí)(20日08時(shí)至21日08時(shí))內(nèi)出現(xiàn)624.1 mm的降水，又在16—17時(shí)的1個(gè)小時(shí)中出現(xiàn)201.9 mm的極端降水，說明大氣中存在一個(gè)較深厚的中小尺度天氣系統(tǒng).在2021年7月20日08時(shí)500 hPa、700 hPa、850 hPa和925 hPa層的實(shí)況天氣圖上(圖略)，一個(gè)呈西南—東北軸向的低壓位于鄭州的西南側(cè).在500 hPa上，歐亞高緯度地區(qū)的大氣環(huán)流特征是一槽與兩脊的高度場和大尺度西風(fēng)波動(dòng)形勢，低壓槽位于我國新疆及其以北的俄羅斯上空，高壓脊位于我國東北及其以北的遠(yuǎn)東地區(qū).東亞存在“一高三低”的四個(gè)天氣系統(tǒng).副高的位置偏北，中心在日本海，而其脊線向西伸展到遼寧.在副高脊線以南，有三個(gè)低壓系統(tǒng).臺(tái)風(fēng)煙花和臺(tái)風(fēng)查帕卡，分別位于臺(tái)灣島以東的西北太平洋上和廣東的南部近海，而從貴州至河南西部有一個(gè)低壓環(huán)流.

在7月20日08時(shí)的700 hPa天氣圖上(圖略)，副高脊線從日本海向西經(jīng)過華北伸展到新疆北部，形成了東西方向上的高壓壩.在副高脊線以南，位于河南省西南部的局地閉合環(huán)流在高度場上表現(xiàn)為高壓壩南側(cè)的東風(fēng)波形式.在同時(shí)次的850 hPa天氣圖上(圖略)，河南西部上空的東風(fēng)波形勢也很清楚.在7月20日08時(shí)的4個(gè)氣壓層上，河南西部上空的風(fēng)場已呈現(xiàn)出閉合的中尺度環(huán)流.來自副高西南側(cè)與兩個(gè)臺(tái)風(fēng)之間大于12 m·s-1的東南風(fēng)低空急流已經(jīng)出現(xiàn)在925 hPa上(圖略)，其前端從東海指向鄭州.20日08時(shí)的天氣形勢表明，鄭州低層大氣中已經(jīng)具備了來自東海的水汽輻合條件.

(續(xù)圖3)

圖3 2021年7月4天每個(gè)24小時(shí)時(shí)段的累計(jì)降水量(mm)分布(a) 18日08時(shí)—19日08時(shí)； (b) 19日08時(shí)—20日08時(shí)； (c) 20日08時(shí)—21日08時(shí)； (d) 21日08時(shí)—22日08時(shí).Fig.3 Distribution of accumulated precipitation (mm) for each 24-hour for the four days of July 2021(a) 08∶00 BJT on 18 July—08∶00 BJT on 19 July； (b) 08∶00 BJT on 19 July—08∶00 BJT on 20 July； (c) 08∶00 BJT on 20 July—08∶00 BJT on 21 July； (d) 08∶00 BJT on 21 July t—08∶00 BJT on 22 July.

圖4 2021年7月(a) 18日14時(shí)，(b) 19日14時(shí)，(c) 20日14時(shí)和(d)21日14時(shí)，日本葵花衛(wèi)星真彩色云圖. 字母C處指示臺(tái)風(fēng)查帕卡和煙花、氣旋和東風(fēng)波對應(yīng)的云系中心位置Fig.4 True color cloud maps of the Japanese Himawari-8 at 14∶00 BJT on(a) 18, (b) 19, (c) 20, and (d) 21 July 2021. Letter C indicates the central position of cloud systems corresponding to Typhoon Chapaka and In-fa, cyclone, and easterly wave

圖5 2021年7月20日(a)13時(shí)30分，(b)15時(shí)00分，(c)15時(shí)30分，(d)16時(shí)36分， (e)17時(shí)00分，(f)18時(shí)00分雷達(dá)回波組合反射率(陰影，5dBZ間隔)Fig.5 Combined radar echo reflectance (shaded, 5dBZ interval) at(a) 13∶30, (b) 15∶00, (c) 15∶30, (d) 16∶36, (e) 17∶00, and (f) 18∶00 BJT on 20 July, 2021

圖6 2021年7月20日(a)08時(shí)和(b)20時(shí)700 hPa高度、風(fēng)和比濕(陰影，%)分析, 以及歐洲模式(c)提前24 h和(d)提前48 h對20日20時(shí)700 hPa高度、風(fēng)和比濕的預(yù)報(bào)(來自江蘇一體化平臺(tái)).紅虛線為風(fēng)的切變線，黑虛線為 副高脊線.字母H和L指示高壓和低壓中心Fig.6 Analysis of 700 hPa geopotential height, wind and specific humidity (shading, %) at(a) 08:00 BJT, and (b) 20∶00 BJT on 20 July 2021 (from the Integration Platform of Jiangsu Provincial Meteorological Observation). (c) and (d) are same as in (b) but the ECMWF model prediction with lead times of 24 and 48 hours. The red dashed line is the wind shear line, and the black dashed line is the ridgeline. The letters H and L indicate the center of high and low pressure

上述天氣形勢與“75·8”河南最強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)的形勢極為相似.1975年8月7日20時(shí)，北側(cè)的高壓壩阻擋了7503號(hào)臺(tái)風(fēng)的北上，使其在河南省南部停滯或徘徊長達(dá)20多小時(shí)(丁一匯， 2015).如果我們把2021年7月20日08時(shí)鄭州上空的渦旋看成是減弱的臺(tái)風(fēng)低壓，那它與“75·8”河南省南部暴雨的天氣形勢是相似的.

7月20日20時(shí)，鄭州的極端降水峰值已經(jīng)過去了3個(gè)小時(shí)，但鄭州的小時(shí)降水量仍然維持在20 mm以上.與早上比較，晚上的對流層中低層環(huán)流形勢沒有大的變化，只是東亞上空的4個(gè)系統(tǒng)位置有了微小的變化(圖略).位于日本海的副高位置稍向西北有了移動(dòng)，臺(tái)風(fēng)煙花也向西北緩慢移動(dòng)了.南海臺(tái)風(fēng)查帕卡在之后的21時(shí)50分于廣東省陽江市江城區(qū)沿海登陸.河南上空的低壓中心位置也稍許向北移動(dòng).925 hPa上，伸向鄭州上空的大于12 m·s-1低空急流主體已經(jīng)北移到了黃海南部，小于4 ℃的溫度—露點(diǎn)差覆蓋中國東部的區(qū)域，表現(xiàn)為東風(fēng)波的形式，這些地方的濕度和低層環(huán)流都滿足降水的條件，但范圍遠(yuǎn)大于實(shí)況降水區(qū)域.21日，500 hPa上的低壓中心繼續(xù)沿太行山向北移動(dòng)到了石家莊上空.與此對應(yīng)，降水的中心也向北移動(dòng)了.可見，低渦位置和強(qiáng)度與特大暴雨相對應(yīng).

從2021年 7月20日08時(shí)和20時(shí)的實(shí)況天氣圖(圖略)，我們可以解釋圖5中回波所呈現(xiàn)出的渦旋特征.就像臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的右前方,那里的降水較大.原因是那個(gè)方向上副高的存在，使得水汽輻合和氣流彎曲下的正渦度較大. 2021年 7月20日20時(shí)實(shí)況圖(圖略)中，鄭州上空的低壓系統(tǒng)緩慢北移的右前方，那里也是偏北副高的位置，所以降水會(huì)在鄭州附近相對集中.顯然，20日鄭州的特大暴雨是與這個(gè)中尺度東風(fēng)波系統(tǒng)是有聯(lián)系的.但它到底有多強(qiáng)？能否提前預(yù)報(bào)呢？常規(guī)天氣圖分析難以定量地確定特大暴雨的強(qiáng)度和位置.原因是，特大暴雨只與擾動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)度和位置有緊密的物理聯(lián)系.

4 擾動(dòng)天氣形勢分析

模式產(chǎn)品及其分析已經(jīng)成為我國各地預(yù)報(bào)員判斷和制作各種極端天氣預(yù)報(bào)的主要信息來源.除了中國氣象局的MICAPS(Meteorological Information Comprehensive Analysis and Process System)氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)外，各省氣象臺(tái)還建立了自己的預(yù)報(bào)信息平臺(tái).圖6a和6b是取自江蘇省氣象臺(tái)一體化平臺(tái)上，來自歐洲模式產(chǎn)品中的2021年7月20日08時(shí)和20時(shí)700 hPa位勢高度、風(fēng)和比濕的總場分析.歐洲模式分析場是可以與來自河南省氣象臺(tái)的實(shí)況天氣圖(圖略)比較的，河南省位于副高南側(cè)的東風(fēng)波中，但比濕范圍寬廣，難以與鄭州的局地降水對應(yīng).歐洲模式還提前24 h和48 h較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)出了20日20時(shí)700 hPa上的位勢高度、風(fēng)和比濕空間分布(圖6c和6d所示).但預(yù)報(bào)的比濕和風(fēng)都難以指示鄭州局地極端降水的強(qiáng)度和位置.

圖7a和圖7b是來自廣東省氣象臺(tái)的2021年7月20日08時(shí)和20時(shí)歐洲模式700 hPa風(fēng)擾動(dòng)分析和比濕擾動(dòng)分析.日本海、我國東北、蒙古國存在多個(gè)擾動(dòng)反氣旋中心A，而在西北太平洋和南海各有一個(gè)臺(tái)風(fēng)擾動(dòng)系統(tǒng).中國東部大陸上，東南風(fēng)擾動(dòng)氣流中的一個(gè)波動(dòng)與比濕擾動(dòng)對應(yīng)，位于河南省的中北部.天氣預(yù)報(bào)的價(jià)值和難度是要對極端天氣做出定性，以及定時(shí)、定位和定量的“三定”預(yù)報(bào).位于河南中北部的這個(gè)東南風(fēng)的擾動(dòng)和比濕擾動(dòng)C1，它的強(qiáng)度和位置以及出現(xiàn)的時(shí)間是我們預(yù)報(bào)極端天氣中后“三定”指標(biāo)中的兩個(gè)核心信號(hào).這樣的信號(hào)存在于江蘇氣象臺(tái)給出的總場圖6中，但難以做到“三定”.只要?dú)W洲模式預(yù)報(bào)對了總場變量，那么擾動(dòng)分解法就可以從預(yù)報(bào)產(chǎn)品中得到未來極端天氣發(fā)生的信號(hào)位置、強(qiáng)度和時(shí)間.圖7c和圖7d中C1位置處的東南風(fēng)擾動(dòng)和比濕擾動(dòng)是歐洲模式提前24 h和提前48 h預(yù)報(bào)出的可指示鄭州極端降水的異常信號(hào).

圖7中的一個(gè)弱點(diǎn)是，比濕擾動(dòng)的中心太多了.降水，特別是特大暴雨是動(dòng)力和水汽條件同時(shí)滿足時(shí)的產(chǎn)物.同時(shí)考慮濕度擾動(dòng)與動(dòng)力擾動(dòng)的指標(biāo)量是濕渦度擾動(dòng).圖8與圖7是由同樣資料計(jì)算，但圖8是繪制的風(fēng)擾動(dòng)和濕渦度擾動(dòng).濕渦度擾動(dòng)C1與20日的鄭州特大暴雨的位置是對應(yīng)的，歐洲模式也提前24 h和48 h預(yù)報(bào)出了這樣的濕渦度擾動(dòng)C1，其中的三個(gè)中心分別對應(yīng)臺(tái)風(fēng)煙花和臺(tái)風(fēng)查帕卡，以及河南西北部與特大暴雨對應(yīng)的濕渦度擾動(dòng)中心C1.可見，鄭州的極端降水和兩個(gè)臺(tái)風(fēng)的極端降水是緊密與局地濕渦度擾動(dòng)對應(yīng)的(圖8).

位于鄭州附近渦旋擾動(dòng)對應(yīng)的溫壓場擾動(dòng)和風(fēng)擾動(dòng)的垂直剖面結(jié)構(gòu)給出在圖9中.位于700 hPa附近的擾動(dòng)低壓中心L1就是鄭州低層大氣中的渦旋(圖9a和9b).低壓系統(tǒng)表現(xiàn)為一個(gè)上大下小的漏斗形式，定位了圖3中鄭州的暴雨區(qū)，圖4中鄭州上空的云系中心和圖5中鄭州的回波中心.它的對流層上層有一個(gè)擾動(dòng)高壓H1，而在對流層中部有一個(gè)暖中心W1，近地面有一個(gè)冷中心C1.在它的南側(cè)有南海臺(tái)風(fēng)擾動(dòng)溫壓系統(tǒng)(L3和W3)，而在它的北側(cè)有一個(gè)巨大的高壓擾動(dòng)和較強(qiáng)的溫度擾動(dòng).如果繪制與圖9a和圖9b同時(shí)次的總場垂直剖面，與鄭州特大暴雨對應(yīng)的低層低壓擾動(dòng)漏斗和高層高壓溫壓場擾動(dòng)中心都是看不到的.

根據(jù)擾動(dòng)系統(tǒng)的靜力平衡和地轉(zhuǎn)平衡的關(guān)系，由擾動(dòng)的溫壓場可以計(jì)算出擾動(dòng)風(fēng)場(錢維宏等，2015).其結(jié)果類似如圖9c和圖9d所示的直接變量的擾動(dòng)分解，最大的擾動(dòng)氣流輻合和最大的上升氣流就在925～400 hPa深厚的對流層下部(L1處).這個(gè)具有強(qiáng)烈擾動(dòng)的輻合系統(tǒng)，水平直徑尚不到2個(gè)經(jīng)緯度，也就是小于200 km，與鄭州發(fā)生的特大暴雨范圍相當(dāng).鄭州附近的擾動(dòng)氣流輻合和上升氣流甚至強(qiáng)于南海的臺(tái)風(fēng).

圖7 2021年7月20日(a)08時(shí)和(b)20時(shí)700 hPa風(fēng)擾動(dòng)和比濕擾動(dòng)(陰影，0.6×10-3 kg·kg-1間隔), 以及歐洲模式(c)提前24h和(d)提前48 h對20日20時(shí)700 hPa風(fēng)擾動(dòng)和比濕擾動(dòng)的預(yù)報(bào).字母A和C指示反氣旋和氣旋環(huán)流中心Fig.7 700 hPa wind anomaly and specific humidity anomaly (shaded, 0.6×10-3kg·kg-1 interval) at(a) 08∶00 BJT and (b) 20∶00 BJT on 20 July 2021. (c) and (d) are same as in (b) but the ECMWF model prediction with lead times of 24 and 48 hours. The letters A and C indicate the centers of anticyclones and cyclone

綜合圖9中的擾動(dòng)溫壓場和擾動(dòng)風(fēng)空間結(jié)構(gòu)，與鄭州特大暴雨對應(yīng)的低層擾動(dòng)輻合系統(tǒng)與高層擾動(dòng)輻散系統(tǒng)，它們在空間上是不對稱的.低層的高度漏斗對應(yīng)低層狹窄區(qū)域的輻合上升氣流，而在上部400～200 hPa層為寬廣的高度擾動(dòng)，對應(yīng)為位置偏北的擾動(dòng)風(fēng)輻散區(qū).高層擾動(dòng)系統(tǒng)相對低層漏斗系統(tǒng)的位置偏差，原因在于存在與其他擾動(dòng)系統(tǒng)之間的相互作用.其中的溫度擾動(dòng)在高度擾動(dòng)與風(fēng)場擾動(dòng)之間起到了熱力與動(dòng)力之間的關(guān)聯(lián)作用.

結(jié)合圖8和圖9看出，700 hPa上的濕渦度擾動(dòng)中心分布在河南省的西北部，主要反映了擾動(dòng)風(fēng)的輻合.鄭州的局地強(qiáng)降水可能還與局地地形和熱力強(qiáng)迫(城市熱島)等因素有關(guān).這些局地因素可能是目前歐洲模式尚難以描述的.但從歐洲模式產(chǎn)品中可以分析出濕度擾動(dòng)和風(fēng)擾動(dòng)的基本信息.圖10a給出的是歐洲模式分別從2021年7月15日08時(shí)起報(bào)到25日08時(shí)的10天預(yù)報(bào)產(chǎn)品中對比濕擾動(dòng)和風(fēng)擾動(dòng)的分解結(jié)果.歐洲模式較好地預(yù)報(bào)出了鄭州上空的南風(fēng)擾動(dòng)，以及與之配合的對流層深厚的比濕擾動(dòng).這樣的配置開始于18日，結(jié)束于21日早晨，也同樣在2021年7月17日20時(shí)的起報(bào)中反映了出來(圖10b).鄭州上空正的比濕擾動(dòng)從15日08時(shí)就在850 hPa的邊界層中出現(xiàn)，17日抬升到500 hPa，18日與南風(fēng)擾動(dòng)一起形成了鄭州大降水的開始.這樣的配置到21日早晨結(jié)束.可見，歐洲中期模式大致能夠預(yù)示出未來10天內(nèi)的干濕轉(zhuǎn)換與風(fēng)擾動(dòng)的變化聯(lián)系.

歐洲模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品是短期天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中被廣泛參考的信息之一.河南省氣象臺(tái)能夠在15日提前2～3天預(yù)報(bào)過程局地500 mm日的雨量.它的擾動(dòng)信息可以在圖10的時(shí)間剖面中看到，也存在于14日08時(shí)(15日08時(shí))歐洲模式提前96小時(shí)(72 h)和提前108小時(shí)(84 h)預(yù)報(bào)的18日早晚700 hPa層的風(fēng)擾動(dòng)和濕渦度擾動(dòng)中(圖11).鄭州上空850和700 hPa上的濕渦度擾動(dòng)值達(dá)到了0.9×10-6s-1.這個(gè)值可作為暴雨對應(yīng)的指標(biāo)臨界值(Qian et al., 2016).在垂直剖面的風(fēng)擾動(dòng)和濕渦度擾動(dòng)分布上(圖12)，歐洲模式也在16日20時(shí)提前48 h預(yù)報(bào)了18日20時(shí)，17日08時(shí)提前54 h預(yù)報(bào)了19日14時(shí)，17日20時(shí)提前66 h預(yù)報(bào)了20日14時(shí)，和18日20時(shí)提前42 h預(yù)報(bào)了20日14時(shí)，鄭州上空的濕渦度擾動(dòng)正值中心.但是，歐洲模式預(yù)報(bào)的18日鄭州700 hPa上的濕渦度擾動(dòng)最大，也最深厚，而17—18日的預(yù)報(bào)強(qiáng)度反而弱了.

圖8 2021年7月20日(a)08時(shí)和(b)20時(shí)700 hPa風(fēng)擾動(dòng)和濕渦度擾動(dòng)(陰影，MVA，0.1×10-6s-1間隔),以及歐洲模式(c)提前24 h和(d)提前48 h對20日08時(shí)700 hPa MVA和風(fēng)擾動(dòng)的預(yù)報(bào). 字母A和C指示反氣旋和氣旋環(huán)流中心Fig.8 700 hPa MVA (shaded, 0.1×10-6s-1 interval) and wind anomalies(a) 08∶00 BJT and (b) 20∶00 BJT on 20 July 2021. (c) and (d) are same as in (b) but the ECMWF model prediction with lead times of 24 and 48 hours. Letters A and C indicate the centers of anticyclones and cyclone

圖9 2021年7月20日08時(shí)(a)沿34.5°N從105°E—125°E和(b)沿113°E從15°N—45°N隨氣壓(hPa)變化的高度擾動(dòng)(等值線，1×10 gPm)和溫度擾動(dòng)(陰影，1 ℃間隔)垂直剖面. (c)同(a)，但為北風(fēng)擾動(dòng)(等值線，4 m·s-1)和東西方向垂直剖面上的擾動(dòng)風(fēng)矢量(垂直速度Pa·s-1放大10倍). (d)同(b)，但為西風(fēng)擾動(dòng)(等值線，4 m·s-1)和南北方向垂直剖面上 的擾動(dòng)風(fēng)矢量Fig.9 Vertical profiles of geopotential anomalies (contours, 1×10 gpm) and temperature anomalies (shading, 1 ℃ interval) along 34.5°N from 105°E—125°E and (b) along 113.4°E from 15°N—45°N with pressure (hPa) at 08∶00 BJT on 20 July 2021. (c) Same as(a) but for the northerly wind anomalies (contours, 4 m·s-1) and the anomalous wind vector (vertical velocity Pa·s-1 magnified by a factor of 10) on the east-west vertical profile. (d) Same as (b), but for the westerly wind anomalies (contour, 4 m·s-1) and the anomalous wind vector on the vertical profile in the north-south direction

圖10 歐洲模式分別從2021年7月(a)15日08時(shí)和(b)17日20時(shí)起報(bào)鄭州未來10天的濕度擾動(dòng)(陰影，0.6×10-3 kg·kg-1間隔)和南風(fēng)擾動(dòng)(等值線，4 m·s-1間隔)隨氣壓(1000～100 hPa)和時(shí)間(每天4個(gè)時(shí)次)的變化. 字母S和N為南北風(fēng)擾動(dòng)中心. 空白處是當(dāng)天缺少資料.Fig.10 The profiles of specific humidity anomalies (shading, 0.6×10-3 kg·kg-1 interval) and the southerly wind anomalies (contours, 4 m·s-1 interval) with vertical pressures (1000～100 hPa) and times (4 times per day) based on the ECMWF model prediction started from(a) 08∶00 BJT on 15 July 2021 and (b) 20∶00 BJT on 17 July 2021, respectively. The letters S and N are the centers of the north-south wind anomalies. Blank spaces are missing products for the day.

圖11 同圖8，但為歐洲模式14日08時(shí)(a)提前96h預(yù)報(bào)18日08時(shí)和(b)提前108 h預(yù)報(bào)18日20時(shí)700 hPa風(fēng)擾動(dòng)和濕渦度擾動(dòng).(c)和(d)同(a)和(b)，但為15日08時(shí)提前72 h和提前84 h預(yù)報(bào)的18日08時(shí)和18日20時(shí)700 hPa風(fēng)擾動(dòng) 和濕渦度擾動(dòng)Fig.11 Same asFig.10, but for the ECMWF model predictions of 700 hPa MVA and wind anomalies started from 08∶00 BJT on 14 July with lead times of(a) 96 and (b) 108 hours for the forecasts at 08∶00 BIT on 18 July and 20∶00 BJT on 18 July. (c) and (d) are the same as(a) and (b), but started from 08∶00 BJT on 15 July with lead times of(a) 72 and (b) 84 hours for the forecasts at 08∶00 BJT on 18 July and 20∶00 BJT on 18 July 2021

圖12 歐洲模式(a)16日20時(shí)提前48h預(yù)報(bào)18日20時(shí)，(b) 17日08時(shí)提前54 h預(yù)報(bào)19日14時(shí)，(c) 17日20時(shí)提前66 h預(yù)報(bào)20日14時(shí)，和(d)18日20時(shí)提前42 h預(yù)報(bào)20日14時(shí)沿經(jīng)度113.63°E剖面上的南風(fēng)擾動(dòng)(實(shí)線 和虛線，4 m·s-1間隔)和MVA(陰影，0.1×10-6s-1)垂直分布. 字母S和N為南北風(fēng)擾動(dòng)中心Fig.12 The ECMWF model predictions of southerly wind anomalies (solid line and dashed line, 4 m·s-1 interval) and MVA (shaded, 0.1×10-6s-1) at the vertical-longitude section along 113.63°E with lead times of (a) 48 hours started from 20∶00 BJT on 16 July for the forecasts at 20:00 BJT on 18 July 2021, (b) 54 hours started from 08∶00 BJT on 17 July for the forecasts at 14∶00 BJT on 19 July 2021, (c) 66 hours started from 20∶00 BJT on 17 July for the forecasts at 14∶00 BJT on 20 July 2021, and (d) 42 hours started from 20∶00 BJT on 18 July for the forecasts at 14∶00 BJT on 20 July 2021. The letters S and N are the centers of north-south wind anomalies

5 認(rèn)識(shí)與討論

發(fā)生在河南中北部的2021年7月(21·7)特大暴雨與發(fā)生在河南中南部的1975年8月(75·8)特大暴雨一樣，它們都將會(huì)載入河南省氣象與災(zāi)害的歷史.對特大暴雨的定時(shí)、定位和定量，即所謂的暴雨精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，一直是氣象部門長期努力的目標(biāo).提前做出這種特大降水預(yù)報(bào)才是最有價(jià)值的，因?yàn)闇?zhǔn)確的預(yù)報(bào)信息的使用才能減少生命財(cái)產(chǎn)的損失.我們也一直強(qiáng)調(diào)：越強(qiáng)的極端天氣越好預(yù)報(bào)，因?yàn)樗l(fā)生之前的擾動(dòng)信號(hào)(擾動(dòng)能量)越強(qiáng)，也越早.通過本文對河南21·7特大暴雨的分析，我們給出下列認(rèn)識(shí)與討論.

(1)與河南75·8特大暴雨的監(jiān)測比較，今非昔比.河南75·8特大暴雨的監(jiān)測過程中，沒有獲得空間完整的氣象站觀測、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波的相關(guān)資料.河南21·7特大暴雨的監(jiān)測中，覆蓋降水區(qū)的地面自動(dòng)氣象站可以得到5 min內(nèi)數(shù)公里空間分辨率的降水實(shí)況數(shù)據(jù).衛(wèi)星圖片可以從空中監(jiān)測強(qiáng)對流云系每隔幾分鐘的變化.雷達(dá)回波圖像可以給出對流單體的瞬時(shí)分布，從而可以對未來短時(shí)間(幾分鐘到幾小時(shí))內(nèi)強(qiáng)對流和強(qiáng)降水移動(dòng)位置做出預(yù)警.在這次暴雨發(fā)生的過程中，預(yù)報(bào)員很好地利用了上述實(shí)況觀測信息，發(fā)布了大暴雨和特大暴雨的預(yù)警.但是，像這樣的極端暴雨，僅僅利用自動(dòng)站、衛(wèi)星和雷達(dá)等觀測資料發(fā)布的短時(shí)預(yù)警信息，對防御重大災(zāi)害的提前準(zhǔn)備時(shí)間仍然是不夠的.

(2)特大暴雨屬于極端天氣，需要擾動(dòng)天氣分析.從本文的分析看，總場變量，如風(fēng)場和比濕場中包含了與特大暴雨沒有直接關(guān)系的瞬變氣候和與特大暴雨有直接聯(lián)系的擾動(dòng)分量.總場天氣圖中雖然包含有擾動(dòng)信號(hào)，但它難以讓預(yù)報(bào)員分辨出可指示特大暴雨的具體落區(qū)和相對強(qiáng)度.只有去掉氣候場，風(fēng)擾動(dòng)的空間分布和比濕擾動(dòng)分布特征才能得到放大，從而可指示特大暴雨發(fā)生的具體位置和擾動(dòng)變量之間的配置.特大暴雨是風(fēng)擾動(dòng)與比濕擾動(dòng)，即動(dòng)力擾動(dòng)與水汽擾動(dòng)共同作用的產(chǎn)物，所以濕渦度擾動(dòng)是強(qiáng)降水發(fā)生的綜合指標(biāo).本文的分析再次表明，濕渦度擾動(dòng)是強(qiáng)降水發(fā)生的一種定量指標(biāo).這樣的擾動(dòng)指標(biāo)已經(jīng)在多家業(yè)務(wù)氣象臺(tái)給予過安裝.

(3)模式產(chǎn)品的擾動(dòng)分解是延長預(yù)報(bào)時(shí)效的有用方法.我國的天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)平臺(tái)上有多種模式滾動(dòng)預(yù)報(bào)的短期和中期產(chǎn)品.目前業(yè)務(wù)平臺(tái)上顯示的多是以總量分布的形式.如果對這些模式產(chǎn)品做擾動(dòng)分解與顯示，那么預(yù)報(bào)員可以同時(shí)看到傳統(tǒng)天氣圖與擾動(dòng)天氣圖.后者可以幫助預(yù)報(bào)員監(jiān)測和預(yù)報(bào)暴雨等極端天氣可能發(fā)生的位置、時(shí)間和強(qiáng)度.擾動(dòng)法與統(tǒng)計(jì)法不同的是，擾動(dòng)指標(biāo)量越極端對應(yīng)的降水強(qiáng)度會(huì)越極端.當(dāng)然，前提是這些模式預(yù)報(bào)的產(chǎn)品是準(zhǔn)確和穩(wěn)定的.具體的模式產(chǎn)品有用時(shí)段可以通過擾動(dòng)系統(tǒng)與事后實(shí)況擾動(dòng)系統(tǒng)的對比分析得到確認(rèn).對河南省這樣的極端暴雨，能夠提前12至24小時(shí)得到定時(shí)、定位和定量的擾動(dòng)指標(biāo)信號(hào)，對減少人員和財(cái)產(chǎn)損失是極為有用的.所以，氣象業(yè)務(wù)部門對12-36小時(shí)的模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品做擾動(dòng)分解是有必要的.

(4)河南省氣象臺(tái)早在7月15日就提前2—3天預(yù)報(bào)了18日開始的特大暴雨過程，特別是預(yù)報(bào)過程局地500 mm的北部山前雨量，與歐洲模式14—16日提前預(yù)報(bào)的18日河南上空的中尺度擾動(dòng)系統(tǒng)和濕擾動(dòng)渦度大值中心，在時(shí)間上對應(yīng).17—18日對特大暴雨過程的弱化預(yù)報(bào)也與歐洲模式對當(dāng)?shù)財(cái)_動(dòng)系統(tǒng)的弱化預(yù)報(bào)對應(yīng).7月19日再次預(yù)報(bào)局部特大暴雨時(shí)，移動(dòng)緩慢的低渦和對應(yīng)的大降水已經(jīng)出現(xiàn)了.從這些預(yù)報(bào)和服務(wù)的過程看，由于觀測手段與資料的豐富與模式產(chǎn)品的應(yīng)用，短期特大暴雨的預(yù)報(bào)信心和能力明顯地比河南省“75·8”特大暴雨時(shí)期有了很大的提高.

由于歐洲模式采用的是原始方程組模式，預(yù)報(bào)的是總場.其中在產(chǎn)品中會(huì)出現(xiàn)兩種誤差，一是分解出的擾動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)間延長出現(xiàn)的漂移，二是模式預(yù)報(bào)的降水普遍偏離在實(shí)況降水的東側(cè)和東北側(cè)(Qian et al., 2013).因此，當(dāng)前一種可取的做法是：認(rèn)識(shí)模式產(chǎn)品的性能，提取模式產(chǎn)品中有效時(shí)長預(yù)報(bào)的擾動(dòng)系統(tǒng)，建立擾動(dòng)系統(tǒng)或擾動(dòng)指標(biāo)量與極端降水的關(guān)系，代替模式的直接降水預(yù)報(bào)(Qian et al., 2016).此外，氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)上還有兩個(gè)工作可做：一是相對擾動(dòng)與絕對擾動(dòng)天氣圖；二是歷史擾動(dòng)事件庫的建立.本文例子中給出的是絕對擾動(dòng)天氣圖，相對擾動(dòng)天氣圖會(huì)得到擾動(dòng)變量所在位置處的標(biāo)準(zhǔn)差分布，預(yù)報(bào)員可以直接看到擾動(dòng)系統(tǒng)是否達(dá)到了與歷史可比較的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的極端天氣系統(tǒng)分布(Jiang et al., 2016).建立當(dāng)?shù)氐谋┯隁v史資料庫，同時(shí)用再分析資料建立當(dāng)?shù)氐臄_動(dòng)天氣系統(tǒng)庫，它們與數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的擾動(dòng)分解結(jié)合，會(huì)成為未來極端天氣預(yù)報(bào)平臺(tái)上的一種強(qiáng)有力的工具.最后回答文章一開始提出的兩個(gè)問題.產(chǎn)生此次河南省中北部特大暴雨的核心系統(tǒng)是，與“75·8”河南省南部特大暴雨類似，是常規(guī)天氣圖上西北太平洋副高偏北與西部內(nèi)陸高壓之間形成了高壓壩，阻擋了東風(fēng)波(或臺(tái)風(fēng)低壓)的正常移動(dòng).在擾動(dòng)天氣圖上是對流層中下部200 km大小的中尺度擾動(dòng)渦旋，它對應(yīng)中低層大氣中的高度擾動(dòng)漏斗形與局地強(qiáng)的擾動(dòng)氣流輻合上升氣流和濕渦度擾動(dòng)中心，而高層大氣中是受到周圍擾動(dòng)系統(tǒng)影響的位置偏移了的擾動(dòng)高壓輻散系統(tǒng).短期數(shù)值模式產(chǎn)品信息對業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)有引導(dǎo)和誤導(dǎo)的作用.分解得到的中尺度擾動(dòng)系統(tǒng)和擾動(dòng)物理量，如濕渦度擾動(dòng)中心，可作為極端暴雨預(yù)報(bào)的重要引導(dǎo)信號(hào).但是，模式的預(yù)報(bào)結(jié)果會(huì)受到初值、邊值條件和模式動(dòng)力學(xué)物理框架的限制，難免會(huì)出現(xiàn)預(yù)報(bào)誤差，形成應(yīng)用過程中的誤導(dǎo).只要模式產(chǎn)品出現(xiàn)誤導(dǎo)的次數(shù)大大低于正確引導(dǎo)的次數(shù)，那么人們就能夠從連續(xù)滾動(dòng)的產(chǎn)品預(yù)報(bào)中鑒別出誤導(dǎo)的信息.因此，增加模式歷史預(yù)報(bào)產(chǎn)品的事后效果分析，以確定擾動(dòng)指標(biāo)量閾值，是減少模式產(chǎn)品誤導(dǎo)和提高模式產(chǎn)品應(yīng)用效果不可缺少的基礎(chǔ)工作.

致謝北京大學(xué)的艾陽和梁卓軒同學(xué)分別繪制了圖1和圖9，廣州熱帶所的馮業(yè)榮研究員幫助修改與精簡了本文。感謝兩位匿名審稿人對本文提出的修改建議.