MM5、WRF-RUC及T639模式对山东沿海风力预报分级检验

为客观评价不同的数值模式对山东沿海风的预报性能,结合中国气象局降水分级预报评分办法,定义了一种风力预报分级检验办法。对MM5、WRF-RUC和T639模式在山东沿海9个精细化海区代表站的日最大风速预报进行了检验,结果发现:各模式普遍存在对于小风天气预报偏大、大风天气预报偏小的特点。T639模式风力预报偏弱,因此,对于4级以下的风预报评分较高,而对于8级以上大风几乎没有预报能力。MM5和WRF-RUC模式对于4级以上的较强风力的预报结果明显好于T639模式,其中WRF-RUC模式预报准确率稍高于MM5模式,但风力越大,各模式均漏报越多。各模式分析场以及24 h风力预报与实况的一致性检验表明:5级以下的风力,MM5和WRF模式预报风力与实况基本为一致,但对于6级以上的大风,MM5模式预报较分散,WRF模式预报更接近实况风力。综合各模式对于风力预报的平均绝对误差,WRF-RUC模式预报误差最小,具有较高的参考价值。MM5模式预报准确率稍低于WRF-RUC模式,且存在一定的不稳定性。

T639数值预报产品对黄渤海沿海大风预报效果检验

根据影响系统对2008—2011年黄渤海沿海的大风分了四个天气类型:气旋、低槽冷锋、台风和综合类。对不同类型的大风天气,就T639数值预报产品天气系统的影响时间、强度和中心位置以及大风出现的开始时间、结束时间、大风落区、最大风速值和最大风速值的开始时间、结束时间和落区的预报准确率进行了统计。结果表明,T639数值预报对黄渤海沿海大风具有较好的预报准确率,漏报率较低;对于台风类的预报能力偏差;预报数值比实况偏小,当预报有气旋、或预报大风时间长范围大时,实况风将增大1—2个量级;对于大风的开始时间预报略偏早,而对于大风的结束时间和最大风速的开始和结束时间预报均略偏晚。

WRF、EC和T639模式在福建沿海冬半年大风预报中的检验与应用

基于福建省冬半年沿海和港湾岛屿自动站的逐时极大风观测资料和WRF（Weather Research and Forecast）、EC（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）细网格以及T639（TL639L60）三种模式预报的10 m风场资料，将模式预报的风向风速与观测资料进行对比检验，结果表明：福建省沿海冬半年大风的盛行风向以东北风为主，大风的时空分布极为不均，沿海风力的脉动性、跳跃性、局地性突出。从三种模式对风速风向的模拟效果来看， WRF和EC细网格的预报效果较好，有可参考性， T639可参考性不高。对于风速，模式预报结果相比实况极大风速偏小，港湾岛屿代表站风速的平均绝对误差均小于沿海代表站，预报平均误差由沿海向内陆逐渐减小，由中部向南北逐渐减小。风向相比风速的预报效果要差， WRF和EC细网格的风向预报误差在45°-50°，有一定的参考意义；港湾岛屿代表站风向的平均绝对误差大于沿海代表站，以浮标站的误差最大。当观测风速出现7级及以上风速时，若对大风进行分级检验，则较低风速的预报平均绝对误差小于较高风速；风向预报的平均绝对误差也大大降低，且误差都在45°以内，具有良好的参考性。

T213与T639模式热带气旋预报误差对比

应用国家气象中心全球谱模式T213L31(简称T213)及其升级版本T639L60(简称T639)对2009—2010年西北太平洋热带气旋数值预报的结果进行对比。结果表明:T213与T639模式24～120 h预报平均距离误差基本相近,但由于T639模式分辨率较高,T639模式的热带气旋强度预报明显好于T213模式。从分类误差来看,T639模式对于西北行登陆及转向热带气旋的路径预报好于T213模式,但对西行及北上热带气旋预报误差偏大。对于异常路径热带气旋预报,T639模式能较好预报环流形势的突然调整,对路径突变的热带气旋预报比T213模式有明显优势;从登陆类热带气旋预报的移向误差来看,T213模式存在东北偏北向系统性偏差,T639模式存在东北偏东向系统性偏差。

江西暴雨期间T639模式的短期预报效果检验

选取2010年江西汛期(4—6月)11次暴雨天气过程,对T639模式的短期预报效果进行检验。结果表明,T639模式能准确反映亚洲中、高纬度大尺度环流的演变趋势和调整,对重大天气过程有较强的预报能力。模式对副高脊线位置预报误差较小。对副高强度和西脊点位置的预报随着季节转变存在系统性误差,4—5月预报的副高强度较实况明显偏强,西脊点位置偏西;6月随着副高加强,预报准确率明显提高,但72 h预报的副高强度大部分情况偏弱。对沿切变线发展的低涡,24 h预报大部分准确,48、72 h预报基本能够反映低涡的移动趋势,但预报的低涡移动多数情况下偏慢,造成位置有所偏差。对切变线的移动,48 h预报易偏快,72 h预报易偏慢。对急流轴的48、72 h预报,急流轴位置偏西、偏南的概率为20%。对西南急流的强度,700 hPa的预报易偏弱,850 hPa的预报易偏强,且随着时效增加,预报误差增大。海平面气压场各时次预报均与零场接近,误差很小。对江西6月中下旬的罕见暴雨天气过程,T639模式作出了准确预报,预报结果与实况均基本吻合,预报的850 hPa风场辐合中心与江西大暴雨、特大暴雨实际中心对应,预报效果显著。

T639预报风场在台湾周边海域的解释应用

基于台湾的气象观测资料与日本的漂流浮标资料,通过定性判断预报值与观测值的曲线走势、定量计算相关系数、偏差、均方根误差及平均绝对误差的比较方法,检验了T639预报风场在台湾周边的有效性,能为航海、海洋工程、防灾减灾等提供参考。结果表明,T639预报风场对影响台湾与周边的台风、冷空气过程都具有较强的预报能力,其中对冷空气的模拟效果整体好于台风过程,中低风速下的模拟效果好于高风速;在台风(或冷空气)和狭管效应的双重作用下,台湾海峡存在明显的大风中心,但在台湾岛的阻挡下,台湾西南部的高雄附近海域在冷空气期间持续存在一个低值中心,冷空气期间风向的向岸效应(风向呈圆弧形包绕着大陆海岸线)明显。

2014年6-8月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2014年6—8月T639、ECMWF及日本(文中简称JP)数值模式的中期预报产品进行了分析对比和检验。结果表明:3家模式对亚洲中高纬环流形势和850 hPa温度的调整与演变均具有较好的预报性能。对比而言,ECMWF模式的预报较其他两家模式更接近实况。对副热带高压的变化情况,ECMWF和T639模式较好的体现出了各项指标的变化趋势,但对具体的变化情况均存在不同程度的误差。对于1409号超强台风威马逊(Rammasun)的路径及强度预报,T639模式预报与零场较为接近,ECMWF模式预报台风强度较实况偏弱。

T213/T639数值产品在河南省雷电潜势预报中的释用

利用河南省地面观测站1960—2005年的雷暴观测资料分析了全省雷暴活动的时空分布特征。根据雷暴活动特征和雷暴天气产生的环境场条件,基于T213/T639数值模式输出产品计算了多个大气动力、热力参数,经诊断分析及相关性分析后选取与地闪关系较好的对流稳定度指数、850 hPa假相当位温、400～850 hPa垂直风切变等5个参数作为预报因子,采用ADTD地闪定位资料和T213/T639数值模式输出产品,分别建立雷电潜势预报模型。雷电潜势预报方法于2008 2009年在河南省汛期业务中应用评估表明,基于T213/T639数值产品的雷电潜势预报技术方法可以为河南省雷电天气的落区预报提供客观定量的参考和依据,且两者都对低槽切变型预报效果最好。

2014年9—11月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

对2014年9—11月T639、ECMWF(文中简称EC)及日本(文中简称JP)数值模式的中期预报产品进行了对比分析和检验。结果表明:3个模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变及850 hPa温度转折性变化具有较好的中期预报性能,但对北方的温度预报偏差明显大于南方。对于副热带高压脊线的位置,T639和EC模式都有较好的预报能力,EC模式比T639模式偏差小。EC模式对于1416号台风凤凰的路径及强度预报效果与零场接近,T639和JP模式预报与实况相差较大。T639和EC模式对有利雾霾发生的静稳天气形势均有较好的中期预报能力,但对驱散雾霾的冷空气,EC模式预报与零场更加一致。

T213与T639资料驱动WRF的预报初步检验比较

使用2009年春季和夏季两个时段全国08时24h雨量观测资料,采取累积降水检验、平均误差和均方根误差分析方法,对用T213资料驱动WRF(WRF-T213)和用T639资料驱动WRF(WRF-T639)的预报进行评估检验和比较,并选择一次降水过程作对比分析。主要结果如下:WRF-T639部分雨量级的Ts评分有时略低于WRF-T213,但其空报率和系统偏差比WRF-T213小,从而使其预报效率和ETS评分均高于WRF-T213;分析24、48h的500hPa高度场、850hPa风场和海平面气压预报的平均误差及均方根误差发现,WRF-T639的形势场预报总体上优于WRF-T213;降水个例分析表明,WRF-T213预报的高压脊偏强,西南急流区以及有利的涡度场、散度场和垂直速度位置偏北,这导致其雨区偏北,WRF-T639对高度场、风场等的预报均优于WRF-T213,降水落区的预报和实况接近,其预报的地面低压偏强是造成雨量偏大的原因之一。

2009年7月青藏高原的天气观测资料及其与T639资料的对比分析

本文将2009年7月高原考察获得的一些观测资料与T639资料进行对比分析,得到以下结论:通过比较拉萨、那曲、定日三地探空观测和T639资料给出的风场、湿度场和温度场廓线发现,两者给出的风场廓线形态比较一致,风速大小略有差异;整层相对湿度的差异都很大,尤其是0000UTC时刻相对湿度廓线的形态和值都与探空观测有着显著差异,几乎没有体现出逆湿的特性;温度场的差异主要体现在边界层大气中。地面自动站资料与T639地表资料的比较结果是,T639资料给出的高原腹地大部分区域温度和比湿都比观测值偏低,而风速的分布形态存在显著差异。地表通量的日变化特征显示,由于下垫面状况的差异,拉萨与林芝和青海湖地区相比,感热通量和动量通量大些,潜热通量小些。

2013年12月至2014年2月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

为了更好地应用T639模式中期预报产品,对2013年12月至2014年2月T639模式中期预报时效产品进行了天气学检验.并与ECMWF(文中简称EC)和日本模式(文中简称JP)进行了对比分析。结果表明:3个模式均对亚洲中高纬大气环流形势的调整和演变具有较好的预报性能。对于850 hPa温度场,ECMWF模式的预报误差最小,日本模式次之,T639模式略差;与之前秋季预报结果相比,3个模式对温度场预报能力均有所减弱。对于海平面气压场,ECMWF仍然显示出较好的预报性能。综合看来,ECMWF模式对主要天气系统及气象要素的预报最接近分析场;日本模式和T639模式次之。

台风“菲特”期间T639预报风场在东中国海的有效性检验

海表风场是航海、海洋工程及防灾减灾等都十分关注的海洋要素之一,本文利用来自台湾地区和韩国的风速观测资料,检验了台风"菲特"及一次冷空气过程期间T639风场预报产品在东中国海的有效性。结果表明:(1)台风"菲特"和冷空气期间,预报风速与观测风速在曲线走势上保持了较好的一致性。(2)从相关系数来看,各个观测站的预报风速与观测风速都表现出较为密切的相关性;从偏差来看,预报风速略高于观测风速;从均方根误差和平均绝对误差来看,误差也都在可控范围之内。(3)台风"菲特"期间,T639预报风场对台风眼、台风尾迹等气旋性特征刻画得较为形象,外埔气象站、东吉岛气象站和兰屿气象站受台风影响较为显著,淡水气象站、金门气象站和绿岛气象站受台风的影响则偏弱。T639预报风场对南下的冷空气过程同样有着较好的体现,对风向和风速都有很好的模拟。

T639模式在新疆北部暖区强降雪中的预报检验

基于T639模式,针对2009～2014年11月至次年3月发生在新疆北部的13场暖区强降雪天气过程的72 h内预报效果进行统计学和天气学检验分析,建立该模式在新疆北部暖区强降雪天气中的应用模型。结果表明,T639模式对72 h内北疆暖区强降雪天气形势场和对流层低层比湿、水汽通量以及对流层中低层涡度的预报误差较小,精度较高,尤其是48 h内。天气学检验表明,该模式对48h预报时效内850 h Pa水汽通量散度、相对湿度、散度及对流层中低层温度露点差和垂直速度的预报一致性较好,对新疆北部暖区强降雪预报具有较好的指示意义。

2014年12月至2015年2月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

文章对2014年12月至2015年2月T639、ECMWF(文中简称EC)及日本数值模式的中期预报产品进行了对比分析和检验。结果表明:三个模式对亚洲中高纬环流形势的调整和演变及850 hPa温度转折性变化具有较好的中期预报性能,但都存在随时效增长的系统性偏差;对北方地区温度的预报,EC模式表现为预报较零场偏高,而T639模式表现为预报较零场偏低;对于海平面气压场,EC模式对冷空气前锋的预报与零场更加一致。

T639数据格式及其读取方法

完善的数值预报技术是发展现代天气预报业务的基础。T639为日常业务提供了更加精细化、时效长的预报资料,为天气预报服务提供了强有力的保障。以T639为基础制作自动化的预报工具,必须读取T639的数据资料。简要介绍了T639的基本含义和主要内容,剖析了T639的数据格式,提供了T639数据的读取方法。

T639资料在一次单站短时暴雨预报中的释用

2012年7月1日08时-2日08时黑龙江省西南部地区出现多站暴雨,其中绥化市青冈县的永丰乡,在18-19时1 h降水量达到84 mm。本文利用高分辨率的T639资料对此次短时强降水的成因进行分析,结果发现:T639资料中预报要素丰富,预报要素分辨率较高,对短时强对流天气的发生发展有较好的指示作用;物理量的快速变化或物理量梯度大处对强对流发生发展的预报意义更大,而动态地考虑集合区发生时段前后物理量的变化,则更有利加强短时强对流预报的精细化。

T639在青海东部大降水预报中的释用分析

2008年7月29-31日,青海省东部出现了一次大雨天气过程,利用T639数值预报产品资料,从影响系统、能量和水汽条件几方面对这次大雨天气过程进行了分析。结果表明:T639数值预报产品对转折性天气过程的预报具有明显的指示意义,对大雨形成动力条件、能量变化、水汽输送以及过程降水量均有较好的预报能力。

T639数值产品对吉林地区降水预报的释用分析

通过把T639数值预报产品中有关降水所需水汽、动力条件的物理量,按吉林市各点进行插值,进入数据库,与降水实况资料进行对比检验,找出各物理量在降水预报中的临界值,在此基础上用各物理量集合确率进行集合降水预报,有效提高了T639数值预报产品对吉林地区降水天气的预报水平。由于降水在天气过程中是非连续性因子,而各物理量因子都是连续性因子,本文将对使用连续性好的物理量预报非连续性的降水方面进行分析。

高分辨率T639·T213产品在人工增雨中的应用

国家气象中心制作并下发的高分辨率T639和T213数值预报产品,较以往T213产品缩短了时效、提高了空间分辨率,为了能够发挥其上述优点,更好地应用在人工增雨作业指挥中,应用Grads绘图工具将预报产品中的一些气象要素场绘制成水平与垂直剖面图,提供给人工增雨指挥人员,用于更好地分析判断人工增雨作业条件,制定更详细准确的作业方案,提高人工增雨效率。