ECMWF细网格模式降水在浙江省行政区域面雨量预报中的释用

区域面雨量预报是决策部门开展防灾减灾工作的重要参考依据。基于2012-2018年浙江省气象站逐日逐小时雨量和ECMWF细网格模式降水产品,探讨各地市中等及以上过程的面雨量月际分布特征,评估模式对上述面雨量过程的预报水平,综合考虑不同时效的降水预报,应用逐步回归方法建立分区域的面雨量解释应用预报方程。结果表明:浙江沿海暴雨个例相对较多,而内陆区域性明显降水发生概率呈现出由西南向东北减小的趋势,中等及以上面雨量过程主要集中在梅雨期和台汛期,台汛期暴雨平均面雨量是梅雨期的1.3倍。ECMWF细网格24 h面雨量预报一般较实况偏小,中雨普遍偏小3 mm左右,大雨偏小7~12 mm,暴雨偏小20~40 mm,并且大雨和暴雨预报偏小距平百分率明显高于中雨的。随着时效的临近,模式的预报效果逐渐改善,72 h以内的预报具有更好的参考价值。各地市订正后的预报方程预报的面雨量,较确定性预报均有不同程度的提高,其中中雨Ts评分提高最为明显,普遍超过50%,同时经释用后多数地市不同量级降水的RMSE和MAE较ECMWF细网格预报的有所减小,预报稳定性更好,预报偏差更小。

ECMWF细网格模式在北疆降雪预报中的统计检验

采用ECMWF细网格模式产品,对发生在北疆2015年1月—2017年4月共20场降雪天气过程进行统计学检验。结果表明,48h预报时效内ECMWF细网格模式对形势场、850hPa比湿、对流层位涡及对流层低层u、v风场预报误差较小,精度较高;对流层中低层垂直速度和相对湿度及300hPau、v风场的系统性误差较小,随机误差相对较大,并建立了ECMWF细网格模式48h预报时效内在北疆降雪天气预报中的应用模型;模式对新疆北部暖区降雪的各量级预报随时效的延长准确率并非减小,尤其是中雪;72h预报时效内,模式对12h累计降雪量为小雪和中雪的预报相对较稳定,强降雪的误差较大,随时效的延长并非呈增大的趋势;在预报业务中注意订正应用。

ECMWF细网格TP产品在北疆降雪天气中的预报性能检验

基于升级后的EC细网格TP降水量预报产品,对北疆2015年17场降雪天气的12h累积降雪量,主要运用平均误差、平均绝对误差和均方根误差进行了检验。结果表明,该模式在北疆降雪天气预报中小雪的预报准确率最高,暴雪最小;预报准确率随时效的延长并非都是减小的;小雪空报率较高、暴雪漏报率较高,中雪和大雪空报率和漏报率都不容忽视;小雪和中雪的3种误差均较小,随时效的延长变化较小;强降雪(大雪及以上量级)的误差较大,随时效的延长有增大的趋势;模式对小雪的预报总体为系统性偏大,对强降雪预报则为明显的系统性偏小,对中雪的预报系统性偏向不稳定。

ECMWF细网格模式探空在阿勒泰地区短时强降水预报中的统计检验

采用2013—2018年5—9月ECMWF细网格资料和阿勒泰地区36次短时强降水资料,用Micaps平台的模式探空模块计算T-log P图及其对流参数,运用统计学方法进行了误差检验。结果表明:模式探空T-log P图48 h预报时效内一致性较高(>72%),尤其是24 h预报时效内(>92%);72 h预报时效内总指数和干暖盖指数及垂直风切变、60 h预报时效内沙氏指数、48 h预报时效内风暴相对螺旋度和36 h预报时效内850与500 hPa温度差、对流温度、最大抬升指数、抬升指数以及24 h预报时效内K指数、700与850 hPa假相当位温差、大风指数等对流参数的3种误差均较小(<3.5),相关系数较高(>0.60),特别是沙氏指数、K指数、700与850 hPa假相当位温差、垂直风切变和风暴相对螺旋度的3种误差<1.5。T-log P图的一致性随时效的延长而减小,对流参数的误差随预报时效的延长变化不一致,在强对流潜势预报业务中注意订正运用。

基于ECMWF细网格风场的台风“烟花”与飓风“艾达”风暴潮数值预报检验与分析

基于已调试验证的全球风暴潮数值预报模型,采用ECMWF细网格预报风场对2106号台风“烟花”和Al2109号飓风“艾达”开展风暴潮数值预报检验和分析。结果表明:台风“烟花”48 h和24 h台风预报路径、强度与实测相近,各潮位站48 h和24 h预报平均绝对误差分别为0.49 m和0.22 m,平均相对误差分别为30.17%和12.56%;飓风“艾达”48 h和24 h台风预报路径较实况偏西,预报强度低于实测,各潮位站48 h和24 h预报平均绝对误差分别为1.14 m和0.49 m,平均相对误差分别为61.29%和25.17%。分析风暴潮数值预报误差的原因发现:ECMWF细网格风场对风圈庞大且强度变化较慢的大型台风“烟花”的预报准确度高,而对短时间强度爆发型飓风“艾达”的预报准确度稍显不足,导致台风“烟花”风暴潮预报的误差明显小于飓风“艾达”。ECMWF细网格风场可以成为驱动风暴潮数值预报的有益补充,建立模型风场与ECMWF细网格风场的融合风场将会进一步提升风暴潮预报精度。

ECMWF模式气温预报在青岛地区的检验与评估

利用2013—2015年ECMWF(简称EC)细网格模式2m气温预报产品,分析了不同季节和不同天气形势下EC细网格模式产品对青岛地区7个基准站逐日最高气温和最低气温的预报性能。结果表明:EC细网格模式2m气温预报误差沿海站点大于内陆站点,且误差随着预报时效的延长逐渐增大。最高气温预报除胶州站外均为负误差,最低气温预报青岛、平度、莱西为正误差,崂山、黄岛、胶州和即墨为负误差。最高气温预报在3—4月和8—9月预报质量不稳定,最低气温预报夏半年好于冬半年。根据模式误差特点,给出7站气温主观订正参考值,订正后最高气温预报准确率提高3%~16%,最低气温预报准确率提高4%~18%。EC细网格模式对于暴雨、强对流、高温晴热、回暖天气、冷空气过程最高气温预报偏低,海雾影响时最高温度预报偏高;对冬季大雾情形下的最低气温预报偏低,辐射降温时最低气温预报沿海站点偏低,北部内陆站点偏高。

ECMWF细网格模式2m温度在新疆及周边地区的预报效果检验

对2013年1-12 月ECMWF细网格模式2 m 温度在新疆及周边地区的预报效果进行了统计检验.结果表明：ECMWF细网格模式2 m温度预报为系统性偏高,预报效果随预报时效的延长而逐渐变差.72 h内温度预报的绝对误差小、预报准确率高,对实际温度预报有很好的指导作用;96-168 h 温度预报的绝对误差较小,预报准确率较高,对实际温度预报具有参考价值;192-240 h 温度预报的绝对误差大、预报准确率低,对实际温度预报参考价值不大.温度预报精度在蒙古国西部最低,北疆盆地次之,南疆盆地最高.

ECMWF细网格模式降水产品在北疆暴雪中的应用检验

2012年4月,ECMWF细网格(0.25°×0.25°)数值预报产品投入新疆天气预报业务化应用。本文通过对ECMWF细网格模式LSP大尺度降水预报产品在2012年前冬3场暴雪天气中的预报效果分析检验得出:LSP预报的暴雪量值总体偏小,提前1 d较提前2 d的预报效果有所改善,较早时次的预报结果也有一定的应用价值;暴雪预报的开始时间偏早3 h左右,结束时间相对准确;LSP累计降水量级检验提前2 d和分级降水检验提前12 h的暴雪预报准确率较高,空报率较低。在观测站点相对密集的成片暴雪天气中,LSP预报的暴雪落区和量级较为准确,零散暴雪点的预报效果相对较差。检验分析结果可为ECMWF细网格降水预报产品的释用提供一定的参考,为业务人员制作北疆暴雪天气的定点、定时、定量预报提供一定依据。

ECMWF细网格2m温度预报产品在南疆西部温度预报中的释用

利用2016年1月1日—2018年12月31日ECMWF细网格模式2 m温度预报产品,使用三次多项式差值方法内插到站点,并用中短期天气预报检验方法,对南疆西部12个国家站和15个区域自动站的最高、最低气温未来24 h预报效果进行检验并解释应用。结果表明:ECMWF细网格模式2 m温度预报产品对南疆西部非山区站未来24 h最高、最低气温的预报能力较好,对山区站未来24 h预报效果差;对南疆西部最高、最低气温的预报效果随季节变化有差异,夏季预报准确率高于冬季,秋季预报准确率最低;模式最高气温预报准确率在降雪、高温天气时较高,最低气温预报准确率在降雨时较高,在高温过程中较低;模式对于降雨、降雪、大风/沙尘等天气最高气温预报偏低,高温事件中最高气温预报偏高。最低气温预报在降雨、高温天气中偏高,降雪时偏低,大风/沙尘天气最低气温预报偏东地区偏高、偏北地区偏低。降雪、高温天气预报相对降雨、大风/沙尘天气预报效果更稳定。

ECMWF细网格2 m温度在抚州市预报能力检验

基于2015-2017年3 a的ECMWF细网格模式2 m温度预报产品,采用格点映射站点法、天气学检验方法和逐步回归拟合订正方法,对该模式在不同季节、不同天气时的抚州市温度预报能力进行检验。结果表明:ECMWF细网格模式2 m温度预报的02:00和14:00可代表日最低、最高温度。冬半年的逐季最高气温预报准确率高出夏半年9.7%~27.4%。夏半年的逐季最低气温预报准确率高出冬半年7.0%~24.7%。A、B、C格点02:00预报的气温很好地代表临川区、资溪县、广昌县全年的日最低气温预报。拟合的ECMWF模式2 m最高温度预报订正方程适用于日最高温度预报,对24 h内的最高温度和最低温度预报提供参考依据。

宁波桃树花期预报方法

以宁波奉化桃花为例,应用区域中尺度自动气象站的逐时资料,分析前期光、温、湿条件的变异系数及这些要素与花期的相关系数得出:时积温(度·时)相对日积温(度·日)更能体现其与花期的内在关系,根据变异系数和相关系数的极值来确定预报因子。在此基础上利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)细网格资料的中期预报产品,采用BP神经网络,建立花期精细化预报模型,应用于实际预报。结果表明,利用中期数值预报产品和适当的预报模型进行花期中期预报是可行的,取得了较好的预报效果,提高了气象为农业服务水平。

切变线型降水的增雨潜力与数值模式分析

针对人工增雨作业前缺少微物理资料确定人工增雨潜力区的问题,文章利用欧洲细网格资料、地基微波辐射计资料和飞机探测资料,根据人工增雨前所需具备的动力条件、水汽条件、可播区条件,分析了层状云切变线型降水人工增雨潜力区的宏观判据。结果表明:欧洲细网格模式预报大气可降水量、低云量、比湿最大值、气柱总含水量和850 hPa比湿与降水的演变趋势一致,大气可降水量预报平均值为43.0 mm,气柱总含水量预报平均值为33.0 kg·m^-2,850 hPa比湿预报平均值在6.4 g·kg^-1时,有利于人工增雨作业的实施;模式探空资料反映的湿层(相对湿度≥80%)高度与厚度、e-Ei反映的冰水转化区与T-Td反映的准饱和湿层的垂直分布,可确定人工增雨作业的合适时间与最佳播撒高度;欧洲模式预报对判定人工增雨潜力区和降水过程有良好的指示意义,与地基微波辐射计和飞机的探测结果较为一致,模式预报产品与观测资料结合为判定人工增雨作业潜力区提供了指导。

基于欧洲中心细网格预报资料和观测资料的浙江省春夏降水性质分类指标

利用浙江省2004～2013年3～8月Micaps(气象信息综合分析处理系统)地面填图数据和T–logP数据研究杭州、衢州和台州三市的阵雨和雷雨个例,同时选取能表征雷雨并能区分阵雨与雷雨的气象预报因子:对流有效位能、850 hPa与500 hPa的温差、K指数、地面2 m温度,用临近探空的分析方法和决策树的分类方法初步建立了一个适用于浙江省春夏季降水性质分类指标。利用欧洲中心(ECMWF)细网格预报资料,对历史样本和2016年春、夏季分别作了检验。结果表明:除去有降水预报误差个例后,指标TS(Threat Score)评分超过0.53,雷雨阵雨综合命中率达到71%,空报率阵雨(10%)小于雷雨(43%),在不同地区和季节稍有区别;同时对浙江省2016年春夏两次典型大范围阵雨雷雨过程进行预报,效果很好。此方法不仅可以依据预报数据在短期内做出精细化降水性质分类预报,在中长期预报上也有表现力。

欧洲中心细网格2 m温度产品在遵义市的检验及应用

利用遵义市14个县区站2013—2015年逐日最高气温、最低气温实况数据,检验分析了对应时段内欧洲中心(EC)细网格2 m(简称EC 2 m)温度预报产品对遵义市的预报准确率,在此基础上,根据2015年EC 2 m温度预报平均误差,对2016年1—8月EC 2 m温度进行订正检验。结果表明:2013—2015年EC 2 m温度对遵义地区预报准确率呈逐年上升趋势,最低气温预报准确率远高于最高气温。其中,2015年EC 2 m温度预报系统性偏低;最高气温的预报准确率呈冬、秋、春、夏递减,最低气温的预报准确率呈夏、秋、春、冬递减;最高气温预报准确率随时效延长呈下降趋势,最低气温预报准确率随时效延长呈波动变化趋势;播州、汇川、绥阳、赤水、习水、凤冈各时次的最低气温预报准确率都在80%以上,参考性强,其余站点相对较低。通过平均误差对EC 2 m温度进行订正并检验,订正效果明显。