第一节 天气预报研究

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内容出处: 《福建省志·气象志》 图书
唯一号: 130020020220003961
颗粒名称: 第一节 天气预报研究
分类号: P456
页数: 11
页码: 104-114
摘要: 本节记述了福建省气象天气预报研究的情况,其中包括了传统预报工具和新实时业务系统、灾害性天气预报方法、非常规资料应用、数值预报产品及其释用技术等。
关键词: 天气预报 研究 福建省

内容

一、传统预报工具和新实时业务系统
  1991-1995年,省气象台短期天气预报工具,以天气图方法为主,综合欧洲、日本数值天气预报产品,以及卫星云图、天气雷达实时资料,应用统计方法,研制出台风、暴雨、强对流以及寒害等天气预报工具,并投入日常业务应用。
  1996年,省气象台完成“福建省气象台天气预报实时业务系统”(STYS)研究,利用省气象台每日运行的实时气象资料,应用计算机网络技术,建立包括气象报文自动接收和转发、微机局域网络、实时资料库、自动填图、图形和图像接收与显示、计算分析预报、气象信息服务等7个子系统,实现天气预报作业方式的转变、气象信息自动处理和资料共享。
  1997年,省气象台引进中国气象局推广的人机交互系统MICAPS(或称气象信息综合分析处理系统)。在MICAPS系统提供大量气象信息的情况下,经过消化、吸收,研制出新一代天气预报业务系统,内容有历史资料检索、预报管理和业务技术手册查询、天气预报信息显示、天气预报业务流程、预报制作分发、质量评定及流程管理、加密图填绘、台风距离和移向及移速的计算等,都由计算机完成。天气预报按文字和表格制作的软件,具有文件名自动生成、快速编辑、用语规范、打印方便、自动上网等优点。
  1998年,龙岩市气象局研制《地(市)级新的天气预报业务流程》。利用已建立通畅的网络传输通道和“9210”气象资料,进行MICAPS系统的本地化研究,建立以图形界面集成资料处理、显示、应用及预报产品的制作、分发等预报业务流程。
  1999-2001年,省气象台对MICAPS系统进行二次开发,吸收、消化以往气象科研成果集成到MICAPS系统中,研制数值天气预报释用产品在MICAPS系统中显示,其成果于2002年投入业务应用。
  2002年5月,省气象局及南平、漳州、三明等市气象局联合研制市级气象台综合业务平台,形成统一界面。三明市气象局在MICAPS二次开发基础上,引进本地气候特征、预报工具、业务管理等成果,采用VB编程,实现短期天气预报人机交互,为天气预报提供一个系统、便捷、集成的业务平台。
  二、灾害性天气预报方法
  (一)强对流短时天气预报
  1990—1991年,省气象台等单位联合承担《福建省3—4月强对流天气展望预报系统》研究项目,利用1970年至1989年3—4月逐日8时省内外20多个站点的850百帕风场和多种物理量进行分析,得出这期间强对流过程与这些风场分布及物理量之间存在着对应关系,并运用排空的方法进行大量筛选,获得一些具有预报意义的物理量指标和风场分布,建立3—4月强对流天气展望预报系统。该系统分别于1990年、1991年在业务中试用。
  1993年,省气象台、省气象局和建阳天气雷达站联合承担《雷达资料用于强对流短时天气预报的研究》项目。利用近20年3—6月雷达回波、卫星云图图片以及天气图资料,归纳和总结福建中部、北部地区3—6月强对流天气活动的气候特征、对流云团雷达回波结构性质及其活动规律,选取其中具有普遍规律、物理意义较为明确的回波参数,建立实时判别式和预报方程。
  1994-1997年,省气象局和省气象台联合承担《福建省3—4月冰雹的短时预报方法研究》项目。利用1980年至1986年3—4月全省出现≥3个站冰雹等资料,根据冰雹出现前当日8时物理量指标和850百帕天气型分析判断,建立当日有无冰雹出现的预报方程。并利用省内区域地面天气图部分要素的分布特征,确定冰雹出现的关键区,实现冰雹落区的临近预报。
  2000年,南平市气象局承担《闽北前汛期暴雨回波特征与短时预报研究》项目。
  利用近15年暴雨的雷达回波资料,归纳出暴雨回波特征、影响天气系统和短时强降水性质,形成暴雨短时预报流程;还通过雷达时间加密采样,通过雷达估测降水与实测降水对比,得出误差订正参数,为雷达定量估计降水产品中参数调整提供参考值。
  2001年,南平市气象局承担《闽北强对流、暴雨落区预报研究》项目。利用现代遥感探测技术等综合信息和9210工程与省中尺度灾害性天气预警系统建设成果,分析闽北致灾暴雨的气候特征和天气系统,建立暴雨预报模式;分析暴雨云团性质,得出中尺度雨团、云团与暴雨的关系式;统计闽北闪电峰值电流及频次特征,建立闽北强对流、暴雨落区预报业务流程和预报制作及分发流程。
  2001—2002年,厦门市气象局承担《非常规资料在闽南地区强对流天气预报中的集成应用》研究项目。分析闽南地区强降水和冰雹等强对流天气形势、雷达回波强度场、径向速度场特征的概念模型,统计强对流天气生消等阶段在闪电定位资料上的演变特征,研制卫星云图多通道资料的合成显示和与雷达回波资料的叠加显示,以及应用雷达资料和雨量站资料定量估算区域降水指标的软件,以建立闽南地区强对流天气的集成预报方法。此外,还开发多普勒雷达速度场图像的风场模拟显示,帮助预报员熟悉分析和应用雷达速度场图像,制作短时天气预报。
  2003年,厦门市气象局承担《闽南地区短时区域暴雨天气及多普勒雷达资料概念模型》研究项目。应用1996—1998年42个短时区域暴雨过程资料,结合大尺度天气形势和中小尺度雷达回波,分析回波特征,通过回波演变了解大尺度系统中的中小尺度系统结构与性质,以回波外推天气形势作为初始条件,建立三种非台风型的闽南短时区域暴雨天气及多普勒雷达资料概念模型。
  (二)前汛期暴雨预报
  1994-1997年,省气象台等单位联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统(一期工程)之短期天气预报子系统》研究项目,内容包括:《福建省前汛期天气自动分型及暴雨预报方案》和《福建省前汛期暴雨天气动力模型分类及其暴雨预报方案》。前者利用近10年前汛期暴雨资料,探讨前汛期暴雨发生发展的活动规律,设计高空、地面天气系统自动识别的规则,对前汛期暴雨天气系统进行自动分型,并寻找每一型下多层次、动态的关键区及关键因子,建立每一型下预报有无暴雨及其落区的预报方案。暴雨落区预报将全省分为北部、中部、南部三个区域,统计每种类型分别在上述三个区域内产生暴雨的气候概率。当预报全省有暴雨时,给出当日型下暴雨的落区分布气候概率值,供业务使用。后者利用1985年至1994年5—6月资料,通过具有热力学、动力学含义的天气学诊断量,来反映天气系统位置、强度,进而取代传统的天气学分型方法,建立暴雨的天气动力模型。其模型在分类上采用两种方法,一是通过每个诊断量与有无暴雨的关系分析,确定不出现暴雨的最低(或最高)限度,认定为无暴雨型。二是寻找一些诊断量场上出现暴雨的典型模型,由计算机对现实诊断场进行判别认定未来会出现暴雨。对于既难以用上述第一种方法确认未来为无暴雨,也难以用第二种方法确定未来为有暴雨的对象,运用诊断量与有无暴雨的统计关系来确定这部分预报对象的预报结果。
  1994-1998年,省气象科学研究所承担《耗散结构理论在暴雨分析预报中的应用》研究项目,首次把耗散结构理论引入气象研究工作中。该研究独立导出便于实际计算的大气熵平衡和热动力组合稳定性判断,实际计算暴雨和台风过程的总熵变率分布。其分布不仅对暴雨落区的预报,而且对台风等低值系统未来移动路径的预报都达到让人满意的结果。
  1998—2001年,省气象局承担《福建省前汛期强降水预报技术研究》项目,分析前汛期短时强降水天气(3小时雨量≥30毫米)发生发展的特征(包括降水极值的统计特征,不同量级和不同地形环境下的降水统计特征)和主要成因,开展强降水天气12小时展望预报研究,建立12小时有无强降水天气发生的展望预报方法,以及根据强降水天气在卫星云图、天气雷达、自动雨量站和闪电定位等探测资料上的表现特征,建立强降水短时预报判断和逐时降水定量分布估测方案。
  1999-2002年,省气象台承担《福建省大暴雨天气研究及预测》项目。利用1961—1999年共39年前汛期和台风暴雨资料,分别建立其概念模型;归纳引起前汛期大暴雨的主要天气系统、气候特征和环流背景,并对北京T106数值预报模式中的物理量场产品与历史个例进行相关分析,然后进行天气系统分类,建立每类大暴雨的概念模型;归纳台风大暴雨过程的气候特征和环流背景。根据台风路径、位置对台风大暴雨进行分型,建立每型台风大暴雨的概念模型。引进非静力中尺度数值预报模式MM5(V3.4),对2002年6月中旬的连续性暴雨和大暴雨过程、0212号热带风暴影响福建的大暴雨过程进行数值模拟。在模拟基础上,寻找预报因子,利用逐步判别法和多元回归法,分别建立前汛期大暴雨和台风大暴雨的预报方法,并投入业务运行。
  2000—2001年,宁德市气象局承担《宁德市5—6月大到暴雨分县预报法及应用系统》研究项目。利用宁德地(市)各县(市)5—6月大到暴雨资料,应用天气学、动力诊断、数理统计等方法,建立宁德地(市)5—6月大到暴雨分县预报方法。其主要成果:通过大到暴雨气候分布特征分析,建立各县(市、区)建站以来大到暴雨历史档案库。通过诊断分析和对预报信息的加工,建立大到暴雨分县预报模式,输出有大到暴雨日的分县定量预报结果。
  2000—2002年,省气象科学研究所和省气象台联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统在防洪抗旱中应用研究》项目。项目分《前汛期区域性暴雨短期客观预报技术研究》、《空中水资源分布及开发对策研究》和《旱、涝灾情极轨气象卫星遥感监测服务系统》3个专题。其中《前汛期区域性暴雨短期客观预报技术研究》,依据天气学和预报场的正交分解的原理,采用车贝雪夫正交多项式展开的数学模型,作为气象要素场内在信息的客观、定量化工具,完成5—6月区域性暴雨预报模型的研制,建立前汛期区域性暴雨实时业务化系统。借助于该系统,在资料充分条件下,实现全自动化作业功能,作出逐日的定时预报。所设计的实时预报系统,只有一个规范化的原始数据输入接口,可接收到原始报文数据进行独立预报。项目在2001年至2002年5—6月业务应用中,逐日输出未来24小时有无暴雨的预报结果,并依据相似分析诊断,提供暴雨的基本落区。
  2001—2003年,莆田市气象局研制《莆田市前汛期暴雨预报工作平台》,收集预报员预报经验(包括单站要素指标、天气形势场配置),结合应用历次暴雨攻关成果中的天气形势、中尺度系统以及主要物理量、卫星云图,单站温、压、湿、风场等条件,建立预报指标、环流类型、预报方程等类数据库,以及与环流型对应的各指标、方程概率数据库。根据输入的天气类型及各种预报指标,判别对应的出现暴雨概率。
  2005年,南平市气象局承担《南平市汛期短期(时)强降水诊断预测系统研究》项目。分析闽北前汛期暴雨的天气特征(重点分析低空急流与区域暴雨的关系)、闽北前汛期中尺度降水的气候特征(重点分析中尺度雨团的时空分布、移动路径与地形、天气型关系)以及闽北前汛期暴雨物理量特征,应用数值预报模式T213中的物理量场产品,建立闽北汛期暴雨预报方法、短时强降水雷达回波概念模型和闽北前汛期强降水预报平台。
  (三)台风预报
  1993—1998年,省气象局承担《近海区台风中小尺度系统、路径、暴雨强度突变的研究》项目,分析引起台风强降水的中尺度对流系统发生发展规律、特殊地形的影响,对近海台风路径、强度、暴雨突变的气候特征和环流形势特征进行归纳分类,建立台风路径、强度、暴雨突变的诊断方法,研制近海台风路径、强度、暴雨突变历史个例档案检索和预报业务应用软件。在边研制边应用中,其成果的预报准确率,18—36小时有无突变预报准确率≥80%,突变预报成功界限指数数50%。
  1994—1997年,省气象台等单位联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统(一期工程)之一“短期天气预报子系统”》研究项目。包括:
  《福建省台风过程暴雨预报方案》,利用1985年至1994年7—9月共34个台风样本,统计台风过程暴雨(指台风影响过程中有一站过程雨量英150毫米)的气候概率,按环流形势及台风的移动路径分暴雨类型,按类型选择预报因子,建立各类台风过程暴雨的概率预报方案。
  《台风特大暴雨预报方案》,利用1960—1990年71个台风样本,按环流形势分为台风倒槽暴雨型、台风本体暴雨型、台风后部暴雨型等三类,寻找各类下的预报因子,建立有无台风特大暴雨(指台风影响过程中有2个站日雨量≥200毫米,或1个站日雨量≥200毫米且过程雨量≥400毫米)预报方案。
  《台风路径集成预报方案》,利用省气象台收到的国内外6家气象台(北京、上海、广州、香港、福州及日本)综合预报结果资料为基础,进行综合评估,并以预报误差的倒数为权重,对6家综合预报结果集成,供实际预报参考。
  《台风移向和移速突变预报方案》,利用1970—1992年台风资料,对台风移向、移速突变个例进行详细的动力分析、天气分析,应用二级判别方法,建立台风移向、移速突变预报方案。
  1998—2001年,省气象局承担国家“九五”攀登专项计划《海峡西岸及邻近地区暴雨研究》项目之07课题《台风系统中尺度暴雨预报研究》。利用1995—1998年5个登陆或影响福建的台风过程的常规观测资料、数字化处理的逐时红外卫星云图资料和台风过程的逐时雨量资料,应用天气动力学、中尺度分析和数理统计等方法,分析台风中尺度暴雨的发生发展规律。其研究成果:结合台风暴雨预报的其他物理因子,制作台风影响期间省内是否出现暴雨及其暴雨落区预报。该落区预报,在2002—2005年登陆和影响福建的“北冕”、“莫拉克”、“艾利”、“龙王”台风预报中应用,其暴雨的预报成功界限CSI都大于60%。
  2001年,龙岩市气象局承担《“2000.8.25”龙岩市大暴雨中尺度分析》研究项目。2000年8月25日,0010号台风“碧利斯”横穿龙岩市境内后减弱成低气压和台风倒槽,在闽西特定的地形作用下,中尺度云团停滞发展产生大暴雨过程。根据中尺度分析,龙岩东部的博平岭山脉、中部的玳瑁山脉和西部的武夷山山脉南段,对台风的移动起阻挡减弱作用,而武平、上杭、连城等县位于向南、西南开口的低洼地喇叭口地形,有利于西南暖湿空气的输送和中尺度云团的发展加强,对大暴雨的产生有明显的增幅作用。
  2002年,省气象台承担《台风路径动力统计预报方案研究》项目。利用西太平洋和南海(15°N~18°N,130°E~132°E)热带气旋路径资料,应用天气动力学原理结合实践预报经验,分析路径与大尺度环流背景、动力要素及有关气象要素的相关关系,选择与热带气旋移动相关密切的因子,采用逐步回归方法,建立12小时、24小时、36小时、48小时、60小时、72小时共12组热带气旋路径预报方案。该方案的台风(或热带气旋)路径预报结果与实际路径比较接近。
  2003年,莆田市气象局承担《台湾地形对热带气旋强度和路径影响的研究》项目。利用1949-1997年登陆台湾的热带气旋资料,按中心气压强度进行分档,统计各档气旋强度受台湾地形影响的程度,配合台风天气类型,建立对应的天气模式。对热带气旋路径偏折,归纳其异常现象,采用三角函数算法,统计地形影响,建立对应的台风路径异常模型。
  2003—2005年,省气象科学研究所和省气象台等单位联合承担中国科技部《社会公益研究专项》项目中的《福建省台风中尺度暴雨预报研究》。选取1991-2003年登陆的台风过程作为个例分析,利用常规观测每小时降水量资料、数字化处理的逐时红外卫星云图资料和每天四时次的中尺度数值预报产品资料,应用台风系统中尺度暴雨的数值模拟及台风与系统中尺度暴雨动力诊断方法,分析台风中尺度暴雨环流及物理量特征。完成以下研究成果:在分析研究台风中尺度暴雨发生发展规律、台风中尺度暴雨的热力动力条件、地形对台风中尺度暴雨的增幅作用、环境流场对台风中尺度暴雨的影响的基础上,建立台风中尺度暴雨诊断分析方法。应用中尺度数值预报模式通过控制模式地形的变化,研究地形对暴雨的影响,并以MM5非静力中尺度数值预报模式为框架,建立适合福建省气候特点的台风中尺度数值预报模式。综合应用中尺度数值预报模式输出结果和台风中尺度暴雨诊断方法,建立台风中尺度暴雨预警预报系统,使台风中尺度暴雨的预报做到定点、定量、定时。将新一代多普勒雷达的径向风和反射率作为中尺度数值模式(ARPS模式)的初始场进行同化试验研究,再分析台风中尺度云图的中尺度对流云团演变特征,建立台风中尺度暴雨的短时临近预报方法。研究集成台风中尺度暴雨数据检索系统,包括中尺度数值预报业务系统、物理量诊断展望预报、物理量诊断降水预报、卫星云图、雷达回波短时临近预报系统等。以上成果在2004—2005年台风暴雨预报业务中运行,总体效果较好,特别是对出现较大范围的强降水,预报效果更好。
  三、非常规资料应用
  1994-1997年,省气象台等单位联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统(一期工程)“短时天气预报子系统”》研究项目。利用天气雷达资料估算台湾海峡台风区内降水和大风圈分布特征,其研究成果有:《雷达资料估算台湾海峡台风降水分布方法的研究》,利用雷达大范围、连续性观测的特点,在观测范围内做网格,测出各网格点上雷达回波强度、利用回波强度与雨强存在的一定关系,根据回波的移向、移速等参数作出逐时雨量分布图,根据逐时雨量累加制作累积雨量图。《雷达资料估算台风区内大风圈分布范围的研究》,利用1969—1990年台风中心临近台湾或福建沿海地区的42个台风、47个时次8级和10级大风圈资料,结合相应台风的雷达回波资料,得出大风圈的估算方法,并分别提出估计8级和10级大风长轴的经验公式,8级风圈长轴范围L8〔KM〕=1/3(R回+100+R螺订+Rv订),式中“R回”为回波范围半径,“R螺订”为螺旋带回波半径订正值,“Rv订”为台风强度订正值;10级风圈长轴范围L10(KM)=1/3(R螺-50+R螺订+Rv订),式中“R螺”为螺旋带回波半径,其余同上。在台风区内,利用雷达回波结构、范围及其分布特点寻找与大风圈分布的关系。
  1994—1997年,省气象台等单位联合承担《多普勒天气雷达在台风定位中应用研究》项目。利用厦门、福州长乐雷达共同探测9607、9608和9711号台风的资料,模拟强台风(大于40米/秒)和弱台风(小于25米/秒)两种在相对雷达于不同位置做不同移向移速的径向速度图像进行台风定位。定位方法主要分两类:利用雷达反射因子定位方法,包括利用台风眼壁回波定位,利用边界螺旋回波带定位及对数螺旋线簇定位方法;利用多普勒速度定位方法,包括静止台风或移动缓慢台风定位、移动台风定位等。上述两类定位比较,两者都有一定误差,实际业务应用中要把两种方法结合互补使用,以达到准确定位。
  1996—1997年,省气象台承担《利用雷达回波资料计算台风中心位置的一种方法》研究项目。该研究应用螺旋原理,即台风螺旋带向内延伸到达原点,则该点可以近似看成是台风中心或眼区位置。因此,设计一种方法,求出螺旋带的原点,确定台风中心。其主要方法有:设计台风流线方程,螺旋回波带近似反映台风流场的流态特征;实测台风螺旋回波带的轴线方程,由于同一条回波带不同弧段的旋入角随着矢径减小(靠近中心区)而减小,且在某一弧段内旋入角变化很小,与台风实际流线基本相符。
  1996—1997年,省气象局和南京气象学院大气物理系联合承担《天气雷达测定区域降水量方法的改进与比较》研究项目,利用雷达回波和相应的地面雨量计资料,按照最优化方法和选择适当的判别函数,确定最优Z-I关系(即雷达回波强度和场面雨量的关系),然后根据地面雨量计站资料,用客观分析法求各网格降水场,最后,用变分校准法把经空间校准的雷达降水和经客观分析方法求出的降水场拟合成最终的雷达一雨量计降水场,并将其与通过一般平均校准法、空间校准法取得的区域降水场比较。结果表明:变分校准法效果最佳,而对雷达资料做处理时,使用经最优方法确定的Z-I关系要比一般的Z-I关系效果更好。
  1997年,厦门市气象局承担《闪电定位资料应用于雷暴天气监测与诊断分析》研究项目。利用厦门1995年下半年投入使用的闪电定位资料,并以1996年初雷天气为例,分析闪电定位对探测初生雷暴、识别雷雨及阵雨回波的作用,并判断雷暴降水率、移动和变化。在采集雷达降水时,与闪电探测定位系数配合,有利于改善危险雷暴的定位,更准确区分阵雨和雷暴及判断雷暴天气降水率等。
  1999年,厦门市气象局承担《雷达一雨量站网定量测量区域降水量》研究项目。利用天气雷达网和雨量站网连接,以及雷达回波资料、雨量站网资料,建立相应资料的预处理流程,得出适合地区降水回波的Z-I关系,并将雷达反射因子Z转化为雨强,进而计算区域降水量。
  2004—2005年,南平市气象局和省气象科学研究所联合承担《多普勒雷达定量测量区域降水量的研究》项目。利用历史自记雨量资料及建阳新一代天气雷达相应的6分钟一次雷达体扫资料,采用9点平均值取值法,用最优化法统计得出闽中、北部不同区域、不同类型降水的不同Z-I关系,提高估测降水精度。研制适用于丘陵山区的闽中、北部定量降水估测系统。714(SA)波段雷达所使用的混合扫描模式不适用于多丘陵的闽中、北部山区,使其估测降水与实际雨量有较大误差。改进后的估测降水误差明显减少。研究中比较有密集雨量站的武夷山九曲溪流域点与面的测量精度,得出其研究成果可用于其他无雨量站点的流域进行面雨量估测。
  四、数值预报产品及其释用技术
  1994-1996年,省气象台承担《福建省中尺度数值天气预报模式》研究。首次采用美国气象中心(PSU/NCAR)中尺度模式MM4的框架,以暴雨、大暴雨(包括台风大暴雨)为主,建立中尺度数值天气预报模式。该模式采用嵌套的细网格技术,覆盖省内及周边省(23°N~31°N,113°E~121°E),网格数19×19,网格距50公里;对常规观测资料的客观分析采用Gressman方案,选用东亚地区297个探空测点。在进行分析时,先进行大范围扫描,扫描半径从细网格(1000公里)逐次缩小扫描半径。模式的基本方程、基本物理量过程、网格结构、计算方法和参数化方案等没有作多大变动,但进行了一些敏感性试验(如地形)。这一研究成果在准业务运行两年(1996—1998年),对几次重大天气过程进行计算,结果认为:中雨和大范围暴雨、大暴雨趋势基本能预报出来。1997年4月24日至7月13日,应用上述MM4中尺度框架模式连续实时运行,在以8时为初始场资料计算中,模式计算57次有46次省内出现中雨至大雨,34次出现一站以上暴雨。运用MM4模式,对中雨量级的降水,报出48次,正确44次,空报4次,预报概括率为96%,正确率为81%;对单站暴雨的正确率为53%,成片暴雨正确率为56%。
  1996—1997年,省气象台承担《9610热带风暴的中尺度涡旋和特大暴雨的数值模拟》试验。采用套网格MM4模式,中心格点定于27°N~17°E,有31×25格点,嵌套的细网格区域覆盖闽、赣及周边省的部分地区,垂直方向分为10层,边界层考虑地形影响,以及水平、垂直的耗散和积云对流参数化,对9610号热带风暴的中尺度涡旋、特大暴雨及地形影响分别进行数值模拟。其中,中尺度涡旋的模拟显示,9610号热带风暴滞留闽西地区,高、低层低涡中心位置在垂直方向呈倾斜特征,是导致闽西暴雨的重要机制。特大暴雨的模拟显示,细网格24小时降水量预报比粗网格好得多,在细网格区域内,暴雨以上降水中心位置与量级,与实况都比较接近。地形对降水的量级和落区预报模拟显示,在相同初始场和物理条件下,在考虑地形影响时,降水量级明显大于无地形的情况,说明地形对降水有明显增幅作用。
  1996—1998年,省气象台承担《数值分析预报产品释用研究》项目。利用数值预报产品及全省28个代表站5天降水、气温资料,制作分县预报。3—4月降水预报分无雨、小雨、中雨、大雨四个量级,5—6月分无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨五个量级,其余月份只分晴雨预报。研制全省28个代表站5天滚动制作气温分县预报指导产品。产品包括气温(全年高、低温)预报、3—6月和9—10月日平均气温预报。产品编程后可定时自动运行,预报结果自动存盘并可随时显示。经过业务试运行,降水、气温的预报效果稳定。
  2000年,莆田市气象台承担《莆田市春播期数值产品释用技术研究》项目。利用欧洲气象中心数值预报产品,对莆田、仙游两站平均气温、降水量进行PP法的数值解释应用研究,建立可在EWIPS(气象信息集成显示系统)上显示的自动化的预报平台,能提供客观的5天逐日滚动预报。
  2001—2002年,莆田市气象台承担《莆田市前汛期数值预报产品释用技术研究》项目。应用国家气候中心数值预报模式(T106)物理量资料,对莆田市前汛期各主要气象要素(平均气温、晴雨及降水量级),进行数值预报产品释用技术研究,得出运行程序自动化的数值解释模型,为莆田市5—6月日常预报业务中提供依据。
  2002年,省气象台承担《应用T106资料制作福建省分县逐日降水和温度指导预报研究》项目。应用数值预报产品在可用时效内,研制全省65个代表站全年5天降水和气温分县预报产品。降水预报分无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨五个量级,气温为全年高、低温预报。该产品能较好地预报汛期的降水天气过程出现和结束时间,预报性能稳定。预报准确率在T106数值预报模式产品的基础上有所提高。省气象台将预报结果通过“9210”系统传输给省内市、县气象台站供调阅。
  2002—2004年,省气象台研制《福建省分县预报制作分发系统》。系统分为前期资料处理(包括各类数值预报产品处理和集合预报结果的生成)和预报制作及产品分发三部分。通过数值预报产品释用方法,将国内外各家数值预报产品与实况用多种集合方案比较分析,形成新的预报产品。这项研究在日常预报业务工作中应用,为用户提供了较丰富的数值预报结果。
  五、中期天气预报方法
  1995年,省气象台承担《副热带环流系统在福建春季中期天气预报中应用》研究项目。利用春季500百帕高度资料,分析春季副热带高压系统进退中不同波长流型对福建天气气候的影响,采用谐谱分析同天气图相结合方法,将1989年至1992年春季2—4月副热带地区超长波分东进型、西退型和稳定加强型,长波分准静止、不连续西退和东进型,根据不同波长流型建立春季低温阴雨过程预报工具,为中期灾害性天气预报提供依据。
  1996—1997年,省气象台承担《福建前汛期大范围暴雨过程的气候分析》研究项目。利用1991年至1995年5—6月全省65个站日降水量资料,将降水量≥50毫米且全省站数≥15个站的暴雨日定义为前汛期大范围暴雨过程。气候分析结果显示:前汛期大范围暴雨出现的高频区位于闽中、北部地区,产生大暴雨的热力条件要求省内处于低空假相当位温的高能舌前部,水汽条件要求处于850百帕平均水汽通量场的高值区左前方,动力条件要求全省或其西北部地区高空为正涡度集中区。从研究中得出省内大范围暴雨的短、中期天气预报着眼点。
  1996—1999年,南平市气象局承担《闽北汛期持续性暴雨中期预报》研究项目。利用1951年至1995年5—6月闽北汛期逐日降水资料和500百帕候平均高度资料,分析持续性暴雨较集中的5月第4候(6次)、5月第6候(6次)、6月第4候(6次)、6月第6候(4次)的500百帕环流特征,按其特征形势分为两脊一槽型和两槽一脊型,分别确定持续性暴雨过程和环流特征,以及与前期的环流变化的关系,从中选取造成持续性暴雨的预报因子,得出持续性暴雨过程及强度的计算公式,计算1951年至1995年5—6月逐候持续性暴雨强度指数,最后建立多元回归方程和概率预报方程。
  1998年,省气象台研制《福建省3—6月大暴雨中期天气过程业务预报系统》。利用500百帕高度资料,分析3—6月大暴雨过程的气候特征,在充分考虑大型环流相似、影响系统的位置和强度相似的基础上,建立3—6月雨量、暴雨过程及500百帕高度格点等要素资料库,以及3—6月大暴雨逐步回归方程。经业务使用,对大到暴雨过程中期预报有一定指导意义。
  1998年,省气象台承担《福建省寒潮天气客观预报方法研究》项目。研究确定寒潮标准、影响范围(分全省性寒潮、区域性寒潮、局域性寒潮)和寒潮天气型(晴冷型和阴寒型),在分析寒潮天气气候规律基础上,应用多重相似分析,建立以数值预报产品为基础的寒潮客观中期天气预报方法。
  2000年,厦门市气象台承担《厦门市7—9月高温天气预报方法》研究项目。将全省范围内3个站以上县(市)同日出现最高气温≥38℃,定为高温日。利用1981—1995年出现高温日的500百帕天气形势,归纳高温日环流型有:副热带高压控制型、台风西北气流型、西风槽后西北气流或槽前西南气流控制型。在分型基础上研制预报方法,并采用消空处理,再根据高空风速、变温、地面气象要素变化等寻找预报规律,得出未来第2—3天高温天气的预报结论。
  2002年,省气象台承担《福建省夏季高温天气研究》项目。利用1961年至1999年7—9月各高温过程环流形势,分析造成该形势的主要天气系统特征后认为:高温过程分布具有较为明显的空间性和时间性,副热带高压和热带系统外围西北风场控制下的显著增温是影响福建高温过程的主要天气系统,地面在一定程度上影响高温的空间分布。最后,应用相似判别法,对500百帕高度场进行大、小区域形势场相似判别,提供一套可供实际业务运行的未来3—7天高空天气过程客观预报系统。
  2003年,福州市气象台研制《福州市夏季(6—9月)高温天气预报》。利用500百帕高度场、850百帕温度场,应用数值预报产品释用技术,建立福州地区夏季(6—9月)高温中期天气预报模式,作出夏季6日滚动高温的客观预报。

知识出处

福建省志·气象志

《福建省志·气象志》

出版者:社会科学文献出版社

本书是记述福建省气象事业发展脉络的资料性著述,它全面、系统、准确地记述了这一时期气象事业在历史巨变中的新面貌、新成就、新特色,客观地体现出气象与经济、气象与社会民生的密切关系,详述出气象科技在社会经济发展中所具有的基础性、先导性作用。

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